紫色土对土壤贮水及渗透性的影响范文

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《农业与技术杂志》2014年第八期

1土壤贮水量计算

土壤贮水方式可分为滞留贮水量和吸持贮水量，2者所持水量之和即为土壤饱和贮水量。公式为：Wc=1000Pch；Wnc=1000Pnch；Wt=1000Pth式中：Wc、Wnc、Wt分别为吸持贮水量（mm）、滞留贮水量（mm）、土壤饱和贮水量（mm）；Pc、Pnc、Pt分别为土壤毛管孔隙度（%）、非毛管孔隙度（%）和总孔隙度；h为土层厚度（m）；rw为水容重。采用MicrosoftOfficeExcel2010软件对测定数据进行处理分析及作图，用SPSS18.0软件对不同种植模式各土层的土壤渗透性能进行主成分分析、对土壤渗透性与土壤理化性质进行Pearson相关分析。

2结果与分析

2.1不同植物篱的土壤贮水特征

土壤贮水能力是评价植被涵养水源的重要指标。一般渗入土壤的水分以吸持贮存和滞留贮存2种形式存在，2者合成为土壤饱和贮水量。土壤的饱和贮水量反映土壤的贮水能力。土壤的贮水能力取决于土壤厚度和孔隙状况。在一定土壤厚度条件下，土壤的贮水特征与土壤孔隙的大小及其数量特征密切相关[10]。由图1可知，土壤的滞留贮水量和饱和贮水量均表现为香根草植物篱+玉米>新银合欢植物篱+玉米>玉米地，且2种种植模式的滞留贮水能力明显大于土壤的吸持贮水能力。土壤的非毛管孔隙度、总孔隙度、最大持水率、毛管孔隙率和最小持水率的大小呈现出于与土壤滞留贮水量相同的趋势，即香根草植物篱+玉米>新银合欢植物篱+玉米>玉米地。而毛管孔隙度和吸持贮水量表现为香根草植物篱+玉米和新银合欢植物篱+玉米均大于对照玉米地，但2者之间差别不显著。故香根草植物篱贮水能力最高，表现出较高的涵养水源功能。定植植物篱与无定植植物篱的土壤贮水特征存在一定差异。这是因为植物篱地表堆积了大量的枯枝落叶层以及土壤中根系的生长、穿插和死亡，使土壤中有机质增加，孔隙度明显增大，特别是非毛管孔隙度，所以植物篱土壤贮水能力明显强于无植物篱的土壤贮水能力。植物篱中香根草植物篱的贮水能力优于新银合欢植物篱。这可能是因为草本的香根草植物篱是丛生植物，须根系发达，较主根系非常发达的多年生长的新银合欢对土壤结构改善效果好，这与刘明等[12]研究结果一致。

2.2不同植物篱的土壤入渗特征

2.2.1土壤入渗过程土壤的渗透性能反映土壤的导水能力，是研究地表径流和坡面侵蚀的重要基础，也是探讨流域产流机制的前提[11]。由图2看出不同种植模式的土壤渗透过程存在一定的差异，渗透速率在开始渗透阶段陡降，随着时间的推移，下降幅度逐渐减小，最后渗透速率趋于稳定，达到稳渗阶段。3种种植模式中新银合欢植物篱初渗速率和稳渗速率均与香根草植物篱较接近，而达到稳渗阶段所需的时间明显短于香根草植物篱。因此可以看出，香根草植物篱能明显改善土壤渗透性,延缓地表发生径流的时间,降低土壤侵蚀发生的可能性。这可能是因为植物篱基部茎叶能够有效的拦截坡面径流，且因与坡面作用时间增长，并在近地茎枝带前形成短距离的回水带，使径流能够有更长时间入渗。

2.2.2土壤入渗特征由表2可以看出，3种不同种植模式土壤入渗特征值均呈现出初始入渗率>平均入渗率>稳定入渗率的趋势。在土壤厚度垂直分布变化上，新银合欢植物篱的渗透率呈现先上升后下降的趋势，10～20cm的渗透率最大。而香根草植物篱和玉米地的渗透率均随着土壤厚度的增加而降低。一般情况下，土层越深，土壤的渗透性越差。新银合欢植物篱土壤表层（0～10cm）的平均入渗率0.79mm/min，而到20～30cm时土壤的平均渗透速率已减少到0.72mm/min；香根草植物篱土壤表层（0～10cm）的平均入渗率为1.45mm/min，而到20～30cm时土壤的平均渗透速率已减少到0.83mm/min；玉米地的土壤表层（0～10cm）的平均入渗率为1.40mm/min，而到20～30cm时土壤的平均渗透速率已减少到0.68mm/min。这表明植物篱对增加土壤渗透性有明显效果。虽然各土层不同种植模式的土壤渗透性略有不同，但均优于对照玉米地。在0～10cm土层以种植香根草植物篱+玉米的渗透性最好，在10～20cm土层以种植新银合欢植物篱+玉米的渗透性最好，在20～30cm土层以种植香根草植物篱+玉米的渗透性最好。故香根草植物篱对土壤渗透性的改善效果明显大于新银合欢植物篱对土壤渗透性的改善效果。定植植物篱与无定植植物篱的土壤渗透性存在明显差异。

这是因为植物篱拦截大量侵蚀泥沙，减缓流速，从而大颗粒物质逐渐在篱带前或篱带内发生沉积。孙辉等的研究表明土壤的粗粒径（>0.25mm）水稳性团聚体的含量可有效提高土壤入渗性，而对照玉米地的土壤受人为活动的干扰较为严重，土壤结构受破坏，通透性降低[14]。故定植植物篱土壤渗透性明显大于无定植植物篱的土壤渗透性。2种植物篱中香根草植物篱对土壤渗透性的改善效果优于新银合欢植物篱，这可能是因为须根系发达的香根草植物篱生长快，穿透性强，而新银合欢主根系非常发达。吴彦[15]等得出须根系(d≤1mm)与土壤渗透性的回归方程显示须根对土壤饱和渗透系数的影响是最重要的，须根在土壤交错穿插，通过根系自身的腐解和转化合成腐殖质，促使土壤中大粒级水稳团粒的增加，明显地改善了土壤的渗透性能。故须根系的香根草植物篱对土壤渗透性改善效果较好。

3结论

新银合欢植物篱和香根草植物篱的贮水能力和入渗能力明显大于对照玉米地，且香根草植物篱对土壤贮水能力和入渗能力的改善效果最明显。不同种植模式之间土壤的非毛管孔隙度和滞留贮水量差别较大，而毛管孔隙度和吸持贮水量差别较小。研究表明植物篱对土壤非毛管孔隙度和滞留贮水量的改善作用明显大于对土壤毛管孔隙度和吸持贮水功能的改善作用，从而有效地提高对降雨的快速贮存以及蓄洪水与涵养水源作用。

作者：梅雪梅何丙辉邬静淳熊建杨牧青闫建梅单位：西南大学