紫色土区玉米季坡耕地土壤溅蚀特征研究

发布时间：2020-11-01 19:29

　　 川中紫色丘陵区,岩石物理风化强烈,降雨集中,土壤侵蚀十分严重,尤以坡耕地最为突出。由于人地矛盾突出,区域土地垦殖率高,加之不合理的耕作管理,加速了区域的水土流失过程,严重阻碍了该区域土壤持续利用和农业的可持续发展。溅蚀作为水力侵蚀最初阶段,可使地表土壤颗粒分散、迁移,增强了地表径流的侵蚀作用。作物对溅蚀的影响,不仅要考虑降雨特性,而且也与作物冠层变化相关。因此,本研究以川中丘陵区零散坡耕地为对象,通过野外人工模拟降雨的方法,开展不同降雨强度(1.0,1.5,2.0 mm/min)和坡度(15。,20。)条件下,玉米季横垄坡耕地土壤溅蚀特征研究,旨在弄清紫色土区零散坡耕地溅蚀特征,揭示玉米植株的生长与土壤溅蚀间的关系,以期为作物防蚀机理研究提供依据。主要研究结果如下：(1)玉米各生育期,降雨强度越大坡面溅蚀持续时间越短,且在降雨强度大于1.5 mm/min后大幅缩短。坡面溅蚀持续时间随坡度的增大逐渐缩短,随玉米生育期的推进却逐渐延长,拔节期和抽雄期的坡面溅蚀持续时间明显长于苗期。(2)玉米各生育期,坡面溅蚀总量的80%来自上坡,其变化趋势与向下溅蚀量基本一致。玉米苗期,坡面溅蚀总量与向下溅蚀量随降雨强度的增大而增加,最大溅蚀总量和向下溅蚀量分别为为3.58g和2.97g。玉米拔节期后,1.0 mm/min降雨强度下的溅蚀作用最强,且20。坡面溅蚀总量和向下溅蚀量高于15。坡面。玉米各生育期,坡面向上溅蚀量随降雨强度的变化较为复杂,但15。坡面向上溅蚀量显著大于20。坡面。(3)随玉米生育期的推进,坡面地表糙度整体呈衰退的趋势。在l.Omm/min, 1.5mm/min和2.0 mm/min降雨强度下,地表糙度最大降幅分别出现在玉米苗期、拔节期和拔节期,达到10.99%,21.11%和16.78%。降雨后,坡面地表糙度在玉米成熟期大幅增加,15。和20。坡面分别增加了19.17%和22.68%。(4)玉米冠下溅蚀速率随降雨强度的增加逐渐增大,抽雄期溅蚀作用最强。降雨强度为2.0 mm/min时,抽雄期的溅蚀率可达176.75 g/(m2·min),是1.0 mm/min降雨强度下的2倍。玉米苗期、拔节期和抽雄期的冠下降雨强度与相应溅蚀速率呈显著或极显著正相关线性关系。冠下降雨强度和溅蚀速率呈不均匀空间分布,二者不具有同步性。随玉米生育期推进和降雨强度的增大,冠下较大溅蚀具有向叶下区域集中的趋势。(5)玉米苗期和成熟期,降雨强度、雨前糙度与坡面溅蚀量表现出显著或极显著线性关系；坡度、雨前糙度与坡面向上溅蚀量呈显著或极显著线性关系。玉米抽雄和成熟期,坡度、雨前糙度与坡面向下溅蚀量和溅蚀总量呈显著或极显著线性关系,且与坡度呈正相关。(6)玉米各生育期,坡面总溅蚀量、净溅蚀量与降雨强度、坡度和地表糙度均呈显著或极显著线性关系。降雨强度和坡度对溅蚀的正负作用始终不同,对溅蚀影响的主次关系是随玉米生育期而变化的。
【学位单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S157.1
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 立题依据
    1.2 国内外研究动态
        1.2.1 土壤溅蚀的测定方法
        1.2.2 溅蚀过程的影响因素
            1.2.2.1 降雨性质对溅蚀的影响
            1.2.2.2 坡度对溅蚀的影响
            1.2.2.3 植被覆盖对溅蚀的影响
            1.2.2.4 地表糙度对溅蚀的影响
        1.2.3 溅蚀过程在土壤侵蚀中的作用
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 研究区概况与研究方法
    2.1 研究区概况
    2.2 研究方法
        2.2.1 降雨装置及参数测定
        2.2.2 小区布设
        2.2.3 供试玉米及种植情况
        2.2.4 裸地溅蚀实验
        2.2.5 玉米季坡面溅蚀实验
            2.2.5.1 坡面溅蚀量收集
            2.2.5.2 玉米冠层内外雨滴直径
        2.2.6 玉米冠下溅蚀实验
            2.2.6.1 玉米冠下溅蚀速率
            2.2.6.2 玉米冠下降雨强度
        2.2.7 地表糙度测量
    2.3 数据处理与分析
第三章 不同降雨强度下玉米季坡耕地溅蚀变化特征
    3.1 不同降雨强度下坡面溅蚀变化特征
        3.1.1 坡面溅蚀持续时间
        3.1.2 不同降雨强度下坡面溅蚀量变化特征
            3.1.2.1 向上溅蚀量的变化特征
            3.1.2.2 向下溅蚀量的变化特征
            3.1.2.3 总溅蚀量的变化特征
    3.2 地表糙度对坡面溅蚀的影响
        3.2.1 不同降雨强度下地表糙度的变化特征
        3.2.2 降雨强度和地表糙度与溅蚀量的关系
    3.3 不同降雨强度下玉米冠下溅蚀速率特征
        3.3.1 玉米冠下溅蚀速率和冠下降雨强度的变化特征
        3.3.2 玉米冠下溅蚀速率和冠下降雨强度的关系
        3.3.3 玉米冠下溅蚀速率与冠下降雨强度的空间分布特征
    3.4 讨论
        3.4.1 降雨强度对玉米季坡耕地溅蚀的影响
        3.4.2 降雨强度对玉米冠下溅蚀的影响
    3.5 小结
第四章 不同坡度下玉米季坡耕地溅蚀变化特征
    4.1 不同坡度下裸地溅蚀变化特征
    4.2 不同坡度下坡面溅蚀变化特征
        4.2.1 坡面溅蚀持续时间
        4.2.2 不同坡度下坡面溅蚀量变化特征
            4.2.2.1 向上溅蚀量的变化特征
            4.2.2.2 向下溅蚀量的变化特征
            4.2.2.3 总溅蚀量的变化特征
    4.3 地表糙度对坡面溅蚀的影响
        4.3.1 不同坡度下地表糙度的变化特征
        4.3.2 不同坡度下地表糙度与溅蚀量的关系
    4.4 讨论
        4.4.1 坡度对裸地溅蚀的影响
        4.4.2 坡度对玉米季坡面溅蚀的影响
    4.5 小结
第五章 不同生育期玉米对坡面溅蚀的响应规律
    5.1 降雨强度、坡度和地表糙度耦合下坡面总溅蚀量及对玉米生长的响应
    5.2 降雨强度、坡度和地表糙度耦合下坡面净溅蚀量及对玉米生长的响应
    5.3 玉米不同生育期坡面溅蚀作用的机理分析
        5.3.1 雨滴击溅的物理基础
        5.3.2 玉米生长对雨滴的影响
        5.3.3 土壤下垫面对雨滴的影响
            5.3.3.1 坡度对雨滴溅蚀的力学分析
            5.3.3.2 横垄对雨滴溅蚀的机理分析
    5.4 讨论
    5.5 小结
第六章 全文主要结论和研究展望
    6.1 全文主要结论
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文

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本文编号：2865983