不同护埂植物对网格式生物埂土壤理化性质及水土保持功能的影响

发布时间：2017-09-04 17:46

  本文关键词：不同护埂植物对网格式生物埂土壤理化性质及水土保持功能的影响

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【摘要】：坡改梯是川中丘陵区小流域综合治理的主要措施,由于极度缺乏石材和石埂成本过高等原因,在川中丘陵区推广石埂梯田难以实现。六棱型预制网格式生物埂护坡技术,具有原材料用料少,工艺简单,造价低,排水性能好等特点,取代了过去的石料满砌护坡技术,能够有效防治坡耕地水土流失,改善农田生态环境,在充分利用土地资源的同时,还能改善坡耕地土壤的结构和养分。研究不同护埂植物对梯田生物埂土壤理化性质及水土保持功能的影响,为丘陵区梯田生物埂的推广及综合利用梯田埂坎资源提供参考和依据。本研究以四川省射洪县浒溪小流域为研究区域,以黄花、紫花苜蓿、高羊茅、麦冬四种护埂植物生物埂土壤为研究内容,空白组为对照,以明确4种护埂植物对六棱型网格式生物埂的水土保持功能为目标,通过野外调查和室内实验相结合的研究方法,分析了不同护埂植物生物埂坡面不同坡位(坡上、坡中、坡下)、不同土层(0-5cm和5~(-1)0cm土层)土壤的理化性质,主要从土壤容重、p H值、有机质、土壤贮水状况、机械组成、微团聚体特征及其分型维数特征、土壤入渗特性、土壤粘聚力及内摩擦角等指标进行分析。本研究全面分析了不同护埂植物条件下梯田生物埂土壤理化性质,研究结果可为该地区网格式生物埂的进一步改进、推广提供理论依据,同时为川中丘陵区梯田生物埂的草本植物种类选择和土壤养分改良方面提供理论依据和实际应用参考价值。主要研究结果如下:(1)护埂植物生物埂能够减小土壤容重,能有效调节土壤p H值,提高有机质含量,减少养分流失。护埂植物生物埂土壤容重表现为坡上坡中坡下,空白组基本表现为坡上坡中坡下。护埂植物能增加土壤孔隙,降低土壤容重,且高羊茅、麦冬生物埂土壤容重最小,空白组最大。植物生物埂土壤p H平均值为7.197~8.200,空白组则为8.204~8.274,护埂植物对梯田生物埂土壤p H值具有良好的调节作用;坡位、土层、护埂植物种类是生物埂土壤p H值的影响因子。护埂植物生物埂土壤有机质含量平均值为3.31~20.73 g·kg~(-1),空白组则为1.18~5.08g·kg~(-1),护埂植物生物埂土壤有机质含量均较空白组高,且黄花、紫花苜蓿生物埂土壤有机质含量最高。雨季后与雨季前相比,生物埂土壤容重增大,有机质含量降低,护埂植物生物埂受雨季的影响较小,能够减少土壤养分的流失。(2)护埂植物对生物埂土壤贮水性能及渗透性有显著的提高作用,高羊茅的效果最佳。护埂植物生物埂不同土层土壤水分最大滞留贮水量、土壤水分最大吸持贮水量、土壤水分饱和贮水量坡面规律均表现为坡上坡中坡下,空白组大体表现为坡上坡中坡下,高羊茅、麦冬、紫花苜蓿生物埂土壤贮水参数最大,能够有效改善土壤贮水性能,防治水土流失;雨季后各生物埂贮水量基本较雨季前小,且雨季对黄花生物埂土壤贮水量影响最大;坡位、土层、护埂植物种类是土壤贮水性能的影响因子。护埂植物生物埂土壤入渗参数基本规律表现为初始入渗率平均入渗率稳定入渗率,坡面规律为坡上坡中坡下,而空白组生物埂基本表现为坡下坡中坡上;护埂植物生物埂对土壤渗透性能的改善作用表现为高羊茅紫花苜蓿麦冬黄花;雨季后土壤各渗透参数基本较雨季前小。(3)护埂植物生物埂能够减少土壤粗砂粒含量,有效改善土壤质地,使得土壤颗粒重组,不同护埂植物生物埂对土壤质地改善情况各不相同。护埂植物生物埂土壤机械组成分形维数坡面规律表现为坡上坡中坡下,而空白组则基本表现为坡下坡中坡上,紫花苜蓿、黄花土壤机械组成分形维数最大,对土壤质地的改良效果较好。雨季前,护埂植物生物埂较空白组土壤粗砂粒、细砂粒降低16.86%~75.16%,同时粘粒含量增加7.79%~31.55%;雨季后,护埂植物生物埂较空白组粗粘粒含量增加46.94%~95.05%,植物生物埂土壤团聚体分形维数表现为坡上坡中坡下,空白组则表现出相反规律,麦冬、黄花土壤微团聚体分形维数最大。雨季前,护埂植物生物埂较空白组粗砂粒减少5.25%~80.90%;雨季后,生物埂粗砂粒减少,粗粉粒增加,雨季对土壤微团聚体具有一定破坏性。(4)护埂植物能够有效增大土壤粘聚力和内摩擦角,从而提高土壤抗剪强度,达到保持水土的功能。不同护埂植物生物埂土壤粘聚力在坡面分布规律不显著。护埂植物能够提高生物埂土壤抗剪强度,具体表现为生物埂土壤粘聚力较空白组增大4.29%~164.97%,内摩擦角较空白组增大6.18%~32.62%,黄花、紫花苜蓿对生物埂抗剪强度的增大效果最好。雨季后,生物埂土壤粘聚力、内摩擦角均减小较雨季前减小。
【关键词】：网格式生物埂 水土保持功能 土壤贮水量 土壤机械组成 土壤微团聚体
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S157
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-13
• 第一章 文献综述13-19
• 1.1 梯田生物埂的发展13
• 1.2 植物护坡技术的研究现状13-15
• 1.3 梯田生物埂的研究现状15-16
• 1.4 梯田生物埂护坡技术的应用16-19
• 第二章 绪论19-21
• 2.1 研究背景及意义19-20
• 2.2 研究内容20
• 2.3 技术路线20-21
• 第三章 材料与方法21-25
• 3.1 研究区概况21-23
• 3.1.1 自然地理概况21
• 3.1.2 试验地概况21-22
• 3.1.3 样品的采集22-23
• 3.2 数据处理23-25
• 3.2.1 土壤理化性质分析方法23
• 3.2.2 土壤入渗及贮水量数据处理23-24
• 3.2.3 土壤分形维数计算模型24
• 3.2.4 土壤抗剪强度的分析24
• 3.2.5 数据统计分析24-25
• 第四章 不同护埂植物对土壤理化性质的影响25-33
• 4.1 不同护埂植物对土壤容重的影响25-26
• 4.2 不同护埂植物对土壤pH的影响26-29
• 4.3 不同护埂植物对土壤有机质的影响29-31
• 4.4 小结31-33
• 第五章 不同护埂植物对生物埂土壤贮水及入渗的影响33-47
• 5.1 不同护埂植物对生物埂土壤贮水性能的影响33-41
• 5.1.1 不同护埂植物对土壤水分最大滞留水量的影响33-36
• 5.1.2 不同护埂植物对生物埂土壤水分最大吸持贮水量的影响36-38
• 5.1.3 不同护埂植物对生物埂土壤水分饱和贮水量的影响38-41
• 5.2 不同护埂植物对生物埂土壤入渗性能的影响41-45
• 5.2.1 不同护埂植物生物埂土壤入渗参数的影响41-44
• 5.2.2 不同护埂植物对生物埂土壤渗透系数的影响44-45
• 5.3 小结45-47
• 第六章 不同护埂植物对生物埂土壤颗粒及抗剪强度的影响47-61
• 6.1 不同护埂植物对生物埂土壤机械组成的影响47-51
• 6.1.1 不同护埂植物对生物埂土壤颗粒的影响47-50
• 6.1.2 不同护埂植物对生物埂土壤机械组成分形维数的影响50-51
• 6.2 不同护埂植物对生物埂土壤微团聚体分布的影响51-55
• 6.2.1 不同护埂植物对生物埂土壤微团聚体颗粒分布的影响51-55
• 6.2.2 不同护埂植物对生物埂土壤微团聚体分形维数的影响55
• 6.3 不同护埂植物对生物埂土壤粘聚力及内摩擦角的影响55-58
• 6.3.1 不同护埂植物对生物埂土壤粘聚力的影响56-58
• 6.3.2 不同护埂植物对生物埂土壤内摩擦角的影响58
• 6.4 小结58-61
• 第七章 结论及建议61-65
• 7.1 结论61-63
• 7.2 建议63-65
• 参考文献65-71
• 致谢71-73
• 在学期间参加课题及项目73-75
• 发表论文75

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本文编号：792959