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风沙区不同种植制度下的土壤风蚀效果研究

陈家欢 袁立敏 高永 党晓宏 杨制国 卢立强 梁钰镁

陈家欢, 袁立敏, 高 永, 党晓宏, 杨制国, 卢立强, 梁钰镁. 风沙区不同种植制度下的土壤风蚀效果研究[J]. 土壤通报, 2021, 52(2): 408 − 415 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020021900
引用本文: 陈家欢, 袁立敏, 高 永, 党晓宏, 杨制国, 卢立强, 梁钰镁. 风沙区不同种植制度下的土壤风蚀效果研究[J]. 土壤通报, 2021, 52(2): 408 − 415 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020021900
CHEN Jia-huan, YUAN Li-min, GAO Yong, DANG Xiao-hong, YANG Zhi-guo, LU Li-qiang, LIANG Yu-mei. Influence of Different Planting System on Soil Grain Size Distribution Characteristics in Sandstorm Area[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(2): 408 − 415 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020021900
Citation: CHEN Jia-huan, YUAN Li-min, GAO Yong, DANG Xiao-hong, YANG Zhi-guo, LU Li-qiang, LIANG Yu-mei. Influence of Different Planting System on Soil Grain Size Distribution Characteristics in Sandstorm Area[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(2): 408 − 415 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020021900

风沙区不同种植制度下的土壤风蚀效果研究

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020021900
基金项目: 国家自然科学基金(3176030246)、中国科学院“西部之光”人才培养引进计划资助
详细信息
    作者简介:

    陈家欢(1996−),男,河北邯郸人,硕士研究生,主要从事荒漠化防治研究。E-mail: imaucjh@163.com

    通讯作者:

    E-mail: 13948815709@163.com

  • 中图分类号: S147.2

Influence of Different Planting System on Soil Grain Size Distribution Characteristics in Sandstorm Area

  • 摘要: 为探究不同种植制度对风沙区喷灌圈耕地土壤风蚀效果的影响,以马铃薯-冬闲-玉米轮作(PT)、玉米-冬闲-玉米连作(SF)、马铃薯-燕麦-玉米轮作(WF)三种种植制度的喷灌圈耕地为研究对象,并以周边固定沙地(CK)为对照,春耕前采集表层0 ~ 5 cm土壤,用筛分法测定土壤的机械组成,分析土壤粒度参数及颗粒分形维数。结果表明:与CK相比,三种种植制度的耕地0 ~ 5 cm土层土壤细砂以下(< 0.1 mm)颗粒的含量下降12.83% ~ 42.45%,粗砂颗粒含量上升了284.12% ~ 502.86%,土壤颗粒表现出明显粗化现象,分选性变好,峰态向尖窄化发展,土壤退化严重,说明无论采用何种种植制度均会导致耕地土壤沙化。不同种植制度中,SF、WF相比PT均明显提高了耕地0 ~ 5 cm土层土壤细砂以下(< 0.1 mm)颗粒的含量,土壤颗粒出现细化趋势,分选性变好,峰态向尖窄化发展,分形维数值增大,表明玉米留茬和马铃薯收获后种植燕麦在风季可以减弱地表风蚀作用,降低耕地表层土壤细颗粒的流失。三种种植制度的偏差在各土层间没有显著差异,说明不同种植制度不足以使喷灌耕地的土壤粒度分配出现较大差异。
  • 图  1  不同处理下各土层土壤机械组成

    为明显区分不同处理下的土壤机械组成,误差棒只显示一半;不同大写字母代表同一粒级同一处理下不同深度间差异显著(p < 0.05),不同小写字母代表同一粒级同一深度下不同处理间差异显著(p < 0.05)。

    Figure  1.  Soil mechanical composition at different layers

    图  2  不同处理下各土层粒度参数和分形维数

    为明显区分不同处理下的粒度参数,误差棒只显示一半;不同大写字母代表同一处理下不同深度间差异显著(p < 0.05),不同小写字母代表同一深度下不同处理间差异显著(p < 0.05)。

    Figure  2.  Particle size parameters and fractal dimension at each soil layer under different treatments

    表  1  样地基本情况

    Table  1.   Basic information of the sample

    种植制度
    Cropping system
    编号
    Serial number
    种植模式
    Cropping pattern
    备注
    Note
    2015年2016年2017年2018年
    马铃薯-冬闲-玉米轮作 PT 玉米 马铃薯 玉米 马铃薯 马铃薯全生育期长势良好,秋季采收后未做任何防护措施,地表裸露。
    玉米-冬闲-玉米连作 SF 玉米 玉米 玉米 玉米 玉米全生育期长势良好,秋季采收时留茬高度约为20 cm,株距为15 cm。
    马铃薯-燕麦-玉米轮作 WF 玉米 马铃薯/燕麦 玉米 马铃薯/燕麦 马铃薯采收后立即种植燕麦,停止生长后盖度可达30% ~ 40%,其干枯的茎秆可起到一定的防止地表风蚀作用。
    固定沙地 CK 属于固定沙地,喷灌圈耕地主要的建设区域,主要建群种为油蒿,伴有冰草、苦豆子等植物,地表有枯落物覆盖,植被盖度达到50%以上。
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    表  2  粒度参数分级标准

    Table  2.   Parameters of particle classification criteria

    分选系数
    Sorting coefficient
    偏差
    Skewness
    峰度
    Kurtosis
    范围
    Range
    描述
    Description
    范围
    Range
    描述
    Description
    范围
    Range
    描述
    Description
    < 0.35 分选极好 −1.0 ~ −0.3 极负偏 < 0.67 很宽平
    0.35 ~ 0.50 分选很好 −0.3 ~ −0.1 负偏 0.67 ~ 0.90 宽平
    0.50 ~ 0.71 分选较好 −0.1 ~ 0.1 近对称 0.90 ~ 1.11 中等
    0.71 ~ 1.00 分选中等 0.1 ~ 0.3 正偏 1.11 ~ 1.56 尖窄
    1.00 ~ 2.00 分选较差 0.3 ~ 1.0 极正偏 1.56 ~ 3.00 很尖窄
    2.00 ~ 4.00 分选很差 > 3.00 极尖窄
    > 4.00 分选极差
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-19
  • 修回日期:  2020-12-02
  • 刊出日期:  2021-04-08

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