京郊延庆农田保护性耕作措施对土壤风蚀的影响
发布时间：2021-04-02 18:56
探究保护性耕作措施对京郊农田土壤风蚀的影响和防控作用等。野外采集京郊延庆地区几种典型农田（传统翻耕、玉米留茬、玉米留茬+覆盖、玉米秸秆覆盖）的原状土进行风洞模拟试验,对不同耕作措施农田土壤风蚀规律和影响因素进行研究。结果表明:试验条件下当风速不同时,各耕作措施农田地表的风速廓线主要呈对数函数规律递增。4种耕作措施空气动力学粗糙度的大小顺序为玉米留茬+覆盖>玉米秸秆覆盖>玉米留茬>传统翻耕;土壤风蚀强度规律为传统翻耕>玉米留茬>玉米秸秆覆盖>玉米留茬+覆盖。各措施在不同风速下的输沙率以指数函数规律递减,风沙流结构以跃移质为主。风蚀物主要集中在15 cm高度范围内的近地表。在相同的风速下,较之传统翻耕措施,保护性耕作措施总体上均能减少风蚀输沙率。与传统翻耕措施相比,玉米秸秆覆盖、玉米留茬+覆盖、玉米留茬这3种保护性耕作措施均可以削弱近地表风速,减少农田土壤风蚀;因此,可以通过推广使用保护性耕作措施来降低京郊乃至华北地区农田的土壤风蚀,保护土地生产力。
【文章来源】：中国水土保持科学. 2020,18(01)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
研究区位置及样地状况图
本研究的农田土壤风蚀风洞模拟试验在北京师范大学中型风沙环境与工程风洞中进行。该风洞为中型直流吹气式风洞(图2)，实验段长16 m，横截面高1 m、宽1 m，风洞顶板有0.5°的倾角。通过风洞控制台调控风速大小和测量时间，风速在0～40 m/s范围内连续调节，边界层厚度为30 cm。试验主要利用了风洞中间试验段的风蚀槽，槽长宽分别为1.5和0.45 m，面积为0.675 m2，下部中空，通过1套可以自由升降的支架来放置风蚀原状土。将野外采集的原状土样品在电子秤上称量后，放入风洞试验段的风蚀槽内进行风蚀模拟试验。将原状土的原始地表朝上，保证样品的长边与风洞轴平行，土壤样品表面与风洞底板齐平。集沙仪在试验样品下风向的风蚀槽中心位置安装，集沙口正对风的来向，收集不同高度(1、4、7、10、13、16、19、22、25和28 cm)的风蚀物。为了保证试验结果的有效性，试验时风洞的轴心风速设计为8、12、16、20和24 m/s 5个等级，每个风速的吹蚀时间均为30 min，试验按照风速由小到大的顺序进行。风速采用皮托管与补偿式微压计组合测定，主要测定1、3、5、8、10、13、15、18、20、25和30 cm各高度的风速。每个风速吹蚀结束后取下原状土箱再次称量，用塑封袋收集集沙仪里的风蚀物并进行称量。
风蚀强度一般用风蚀模数来表示，指的是土壤在单位面积、单位时间内发生的风蚀量。通过计算得到的风蚀模数如表3所示。对于同一种耕作措施，风蚀强度随着风速的升高而增加。在相同风速下，传统翻耕措施的风蚀强度最大，玉米留茬和玉米秸秆覆盖措施的风蚀强度基本上都大于玉米留茬+覆盖措施，可见保护性耕作措施可以降低土壤风蚀强度。传统翻耕农田由于频繁地翻耕，导致农田表层的土壤疏松，水分散失迅速，使得农田土壤的含水率降低，风蚀的发生频率增加[14]。玉米留茬+覆盖和玉米秸秆覆盖措施表面有秸秆等覆盖物，玉米根茬对土壤有固定作用，都能够降低土壤风蚀强度，抑制土壤风蚀。冯晓静等[15]对北京周边包括本研究区延庆在内的典型农田土壤风蚀进行野外监测得到保护性耕作措施产生的风蚀量小于传统翻耕措施，可以推算出保护性耕作措施的风蚀强度也小于传统翻耕措施，同本研究风洞试验结果相同。4.2 风蚀强度的影响因素
【参考文献】：
期刊论文
[1]乌兰布和沙漠绿洲农田不同土地利用方式地表风蚀特征研究[J]. 徐涛,蒙仲举,党晓宏,包斯琴. 土壤. 2018(03)
[2]干旱风沙区农田防护林网空间风速与地表风蚀特征[J]. 左忠,潘占兵,张安东,余殿,周景玉. 农业工程学报. 2018(02)
[3]东北黑土区农田土壤风蚀的影响因素及其数量关系[J]. 林艺,李和平,肖波. 水土保持学报. 2017(04)
[4]乌兰布和沙区不同下垫面的土壤风蚀特征[J]. 刘芳,郝玉光,辛智鸣,徐军,黄雅茹,赵英铭,孙非. 林业科学. 2017(03)
[5]三种典型地表风速廓线的试验研究[J]. 常佳丽,陈智,陈燕,仇义,商晓彬. 中国水土保持. 2017(03)
[6]河北坝上不同土地利用方式对土壤风蚀的影响[J]. 杨钦,郭中领,王仁德,邹学勇,靳根会,赵望龙,王培信,常春平. 干旱区资源与环境. 2017(02)
[7]农田风蚀量随风速的变化[J]. 王仁德,肖登攀,常春平,郭中领. 中国沙漠. 2015(05)
[8]保护性耕作对农田土壤风蚀影响的室内风洞实验研究[J]. 赵云,穆兴民,王飞,蒋冲,刘振东,李锐. 水土保持研究. 2012(03)
[9]北京市农田风蚀的野外观测研究[J]. 王仁德,邹学勇,赵婧妍. 中国沙漠. 2011(02)
[10]植被盖度和残茬高度对保护性耕作农田防风蚀效果的影响[J]. 孙悦超,麻硕士,陈智,赵永来,苏洁. 农业工程学报. 2010(08)
博士论文
[1]阴山北麓农牧交错区地表土壤抗风蚀能力测试研究[D]. 陈智.内蒙古农业大学 2006
本文编号：3115779
【文章来源】：中国水土保持科学. 2020,18(01)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
研究区位置及样地状况图
本研究的农田土壤风蚀风洞模拟试验在北京师范大学中型风沙环境与工程风洞中进行。该风洞为中型直流吹气式风洞(图2)，实验段长16 m，横截面高1 m、宽1 m，风洞顶板有0.5°的倾角。通过风洞控制台调控风速大小和测量时间，风速在0～40 m/s范围内连续调节，边界层厚度为30 cm。试验主要利用了风洞中间试验段的风蚀槽，槽长宽分别为1.5和0.45 m，面积为0.675 m2，下部中空，通过1套可以自由升降的支架来放置风蚀原状土。将野外采集的原状土样品在电子秤上称量后，放入风洞试验段的风蚀槽内进行风蚀模拟试验。将原状土的原始地表朝上，保证样品的长边与风洞轴平行，土壤样品表面与风洞底板齐平。集沙仪在试验样品下风向的风蚀槽中心位置安装，集沙口正对风的来向，收集不同高度(1、4、7、10、13、16、19、22、25和28 cm)的风蚀物。为了保证试验结果的有效性，试验时风洞的轴心风速设计为8、12、16、20和24 m/s 5个等级，每个风速的吹蚀时间均为30 min，试验按照风速由小到大的顺序进行。风速采用皮托管与补偿式微压计组合测定，主要测定1、3、5、8、10、13、15、18、20、25和30 cm各高度的风速。每个风速吹蚀结束后取下原状土箱再次称量，用塑封袋收集集沙仪里的风蚀物并进行称量。
风蚀强度一般用风蚀模数来表示，指的是土壤在单位面积、单位时间内发生的风蚀量。通过计算得到的风蚀模数如表3所示。对于同一种耕作措施，风蚀强度随着风速的升高而增加。在相同风速下，传统翻耕措施的风蚀强度最大，玉米留茬和玉米秸秆覆盖措施的风蚀强度基本上都大于玉米留茬+覆盖措施，可见保护性耕作措施可以降低土壤风蚀强度。传统翻耕农田由于频繁地翻耕，导致农田表层的土壤疏松，水分散失迅速，使得农田土壤的含水率降低，风蚀的发生频率增加[14]。玉米留茬+覆盖和玉米秸秆覆盖措施表面有秸秆等覆盖物，玉米根茬对土壤有固定作用，都能够降低土壤风蚀强度，抑制土壤风蚀。冯晓静等[15]对北京周边包括本研究区延庆在内的典型农田土壤风蚀进行野外监测得到保护性耕作措施产生的风蚀量小于传统翻耕措施，可以推算出保护性耕作措施的风蚀强度也小于传统翻耕措施，同本研究风洞试验结果相同。4.2 风蚀强度的影响因素
【参考文献】：
期刊论文
[1]乌兰布和沙漠绿洲农田不同土地利用方式地表风蚀特征研究[J]. 徐涛,蒙仲举,党晓宏,包斯琴. 土壤. 2018(03)
[2]干旱风沙区农田防护林网空间风速与地表风蚀特征[J]. 左忠,潘占兵,张安东,余殿,周景玉. 农业工程学报. 2018(02)
[3]东北黑土区农田土壤风蚀的影响因素及其数量关系[J]. 林艺,李和平,肖波. 水土保持学报. 2017(04)
[4]乌兰布和沙区不同下垫面的土壤风蚀特征[J]. 刘芳,郝玉光,辛智鸣,徐军,黄雅茹,赵英铭,孙非. 林业科学. 2017(03)
[5]三种典型地表风速廓线的试验研究[J]. 常佳丽,陈智,陈燕,仇义,商晓彬. 中国水土保持. 2017(03)
[6]河北坝上不同土地利用方式对土壤风蚀的影响[J]. 杨钦,郭中领,王仁德,邹学勇,靳根会,赵望龙,王培信,常春平. 干旱区资源与环境. 2017(02)
[7]农田风蚀量随风速的变化[J]. 王仁德,肖登攀,常春平,郭中领. 中国沙漠. 2015(05)
[8]保护性耕作对农田土壤风蚀影响的室内风洞实验研究[J]. 赵云,穆兴民,王飞,蒋冲,刘振东,李锐. 水土保持研究. 2012(03)
[9]北京市农田风蚀的野外观测研究[J]. 王仁德,邹学勇,赵婧妍. 中国沙漠. 2011(02)
[10]植被盖度和残茬高度对保护性耕作农田防风蚀效果的影响[J]. 孙悦超,麻硕士,陈智,赵永来,苏洁. 农业工程学报. 2010(08)
博士论文
[1]阴山北麓农牧交错区地表土壤抗风蚀能力测试研究[D]. 陈智.内蒙古农业大学 2006
本文编号：3115779
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3115779.html
