紫色土對土壤貯水及滲透性的影響范文
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《農(nóng)業(yè)與技術(shù)雜志》2014年第八期
土壤貯水方式可分為滯留貯水量和吸持貯水量，2者所持水量之和即為土壤飽和貯水量。公式為：Wc=1000Pch；Wnc=1000Pnch；Wt=1000Pth式中：Wc、Wnc、Wt分別為吸持貯水量（mm）、滯留貯水量（mm）、土壤飽和貯水量（mm）；Pc、Pnc、Pt分別為土壤毛管孔隙度（%）、非毛管孔隙度（%）和總孔隙度；h為土層厚度（m）；rw為水容重。采用MicrosoftOfficeExcel2010軟件對測定數(shù)據(jù)進行處理分析及作圖，用SPSS18.0軟件對不同種植模式各土層的土壤滲透性能進行主成分分析、對土壤滲透性與土壤理化性質(zhì)進行Pearson相關(guān)分析。
2結(jié)果與分析
2.1不同植物籬的土壤貯水特征
土壤貯水能力是評價植被涵養(yǎng)水源的重要指標。一般滲入土壤的水分以吸持貯存和滯留貯存2種形式存在，2者合成為土壤飽和貯水量。土壤的飽和貯水量反映土壤的貯水能力。土壤的貯水能力取決于土壤厚度和孔隙狀況。在一定土壤厚度條件下，土壤的貯水特征與土壤孔隙的大小及其數(shù)量特征密切相關(guān)[10]。由圖1可知，土壤的滯留貯水量和飽和貯水量均表現(xiàn)為香根草植物籬+玉米>新銀合歡植物籬+玉米>玉米地，且2種種植模式的滯留貯水能力明顯大于土壤的吸持貯水能力。土壤的非毛管孔隙度、總孔隙度、最大持水率、毛管孔隙率和最小持水率的大小呈現(xiàn)出于與土壤滯留貯水量相同的趨勢，即香根草植物籬+玉米>新銀合歡植物籬+玉米>玉米地。而毛管孔隙度和吸持貯水量表現(xiàn)為香根草植物籬+玉米和新銀合歡植物籬+玉米均大于對照玉米地，但2者之間差別不顯著。故香根草植物籬貯水能力最高，表現(xiàn)出較高的涵養(yǎng)水源功能。定植植物籬與無定植植物籬的土壤貯水特征存在一定差異。這是因為植物籬地表堆積了大量的枯枝落葉層以及土壤中根系的生長、穿插和死亡，使土壤中有機質(zhì)增加，孔隙度明顯增大，特別是非毛管孔隙度，所以植物籬土壤貯水能力明顯強于無植物籬的土壤貯水能力。植物籬中香根草植物籬的貯水能力優(yōu)于新銀合歡植物籬。這可能是因為草本的香根草植物籬是叢生植物，須根系發(fā)達，較主根系非常發(fā)達的多年生長的新銀合歡對土壤結(jié)構(gòu)改善效果好，這與劉明等[12]研究結(jié)果一致。
2.2不同植物籬的土壤入滲特征
2.2.1土壤入滲過程土壤的滲透性能反映土壤的導(dǎo)水能力，是研究地表徑流和坡面侵蝕的重要基礎(chǔ)，也是探討流域產(chǎn)流機制的前提[11]。由圖2看出不同種植模式的土壤滲透過程存在一定的差異，滲透速率在開始滲透階段陡降，隨著時間的推移，下降幅度逐漸減小，最后滲透速率趨于穩(wěn)定，達到穩(wěn)滲階段。3種種植模式中新銀合歡植物籬初滲速率和穩(wěn)滲速率均與香根草植物籬較接近，而達到穩(wěn)滲階段所需的時間明顯短于香根草植物籬。因此可以看出，香根草植物籬能明顯改善土壤滲透性,延緩地表發(fā)生徑流的時間,降低土壤侵蝕發(fā)生的可能性。這可能是因為植物籬基部莖葉能夠有效的攔截坡面徑流，且因與坡面作用時間增長，并在近地莖枝帶前形成短距離的回水帶，使徑流能夠有更長時間入滲。
2.2.2土壤入滲特征由表2可以看出，3種不同種植模式土壤入滲特征值均呈現(xiàn)出初始入滲率>平均入滲率>穩(wěn)定入滲率的趨勢。在土壤厚度垂直分布變化上，新銀合歡植物籬的滲透率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，10～20cm的滲透率最大。而香根草植物籬和玉米地的滲透率均隨著土壤厚度的增加而降低。一般情況下，土層越深，土壤的滲透性越差。新銀合歡植物籬土壤表層（0～10cm）的平均入滲率0.79mm/min，而到20～30cm時土壤的平均滲透速率已減少到0.72mm/min；香根草植物籬土壤表層（0～10cm）的平均入滲率為1.45mm/min，而到20～30cm時土壤的平均滲透速率已減少到0.83mm/min；玉米地的土壤表層（0～10cm）的平均入滲率為1.40mm/min，而到20～30cm時土壤的平均滲透速率已減少到0.68mm/min。這表明植物籬對增加土壤滲透性有明顯效果。雖然各土層不同種植模式的土壤滲透性略有不同，但均優(yōu)于對照玉米地。在0～10cm土層以種植香根草植物籬+玉米的滲透性最好，在10～20cm土層以種植新銀合歡植物籬+玉米的滲透性最好，在20～30cm土層以種植香根草植物籬+玉米的滲透性最好。故香根草植物籬對土壤滲透性的改善效果明顯大于新銀合歡植物籬對土壤滲透性的改善效果。定植植物籬與無定植植物籬的土壤滲透性存在明顯差異。
這是因為植物籬攔截大量侵蝕泥沙，減緩流速，從而大顆粒物質(zhì)逐漸在籬帶前或籬帶內(nèi)發(fā)生沉積。孫輝等的研究表明土壤的粗粒徑（>0.25mm）水穩(wěn)性團聚體的含量可有效提高土壤入滲性，而對照玉米地的土壤受人為活動的干擾較為嚴重，土壤結(jié)構(gòu)受破壞，通透性降低[14]。故定植植物籬土壤滲透性明顯大于無定植植物籬的土壤滲透性。2種植物籬中香根草植物籬對土壤滲透性的改善效果優(yōu)于新銀合歡植物籬，這可能是因為須根系發(fā)達的香根草植物籬生長快，穿透性強，而新銀合歡主根系非常發(fā)達。吳彥[15]等得出須根系(d≤1mm)與土壤滲透性的回歸方程顯示須根對土壤飽和滲透系數(shù)的影響是最重要的，須根在土壤交錯穿插，通過根系自身的腐解和轉(zhuǎn)化合成腐殖質(zhì)，促使土壤中大粒級水穩(wěn)團粒的增加，明顯地改善了土壤的滲透性能。故須根系的香根草植物籬對土壤滲透性改善效果較好。
3結(jié)論
新銀合歡植物籬和香根草植物籬的貯水能力和入滲能力明顯大于對照玉米地，且香根草植物籬對土壤貯水能力和入滲能力的改善效果最明顯。不同種植模式之間土壤的非毛管孔隙度和滯留貯水量差別較大，而毛管孔隙度和吸持貯水量差別較小。研究表明植物籬對土壤非毛管孔隙度和滯留貯水量的改善作用明顯大于對土壤毛管孔隙度和吸持貯水功能的改善作用，從而有效地提高對降雨的快速貯存以及蓄洪水與涵養(yǎng)水源作用。
作者：梅雪梅何丙輝鄔靜淳熊建楊牧青閆建梅單位：西南大學(xué)