三分式径流增肥整地对黄土丘陵区土壤理化性状和蓄水能力的影响

2014年3月山西林业科技Mar.2014第43卷第1期SHANXIFOＲESTＲYSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.43No.1·黄土丘陵区防护林营造综合配套技术研究专题(一)·三分式径流增肥整地对黄土丘陵区土壤理化性状和蓄水能力的影响米文精，奥小平，赵娟(山西省林业科学研究院，山西太原030012)摘要:依托中日合作第二期黄河中游流域防护林建设项目，以昕水河流域的典型地区吉县、大宁、蒲县、隰县4个县为试验点，运用三分式径流增肥整地技术对该地区土壤理化性质、蓄水能力展开了试验研究，结果表明:土壤孔隙状况得到明显改善，10cm～60cm土层总孔隙度和毛管孔隙度平均提高了6.4%～7.8%和8.8%～11.2%，特别是0cm～30cm土层，与对照相比，孔隙状况得到极大改善;4种三分式径流增肥整地方式0cm～40cm土层的有机质、全氮、全磷、全钾及水解氮、有效磷、速效钾均有较大提高，与对照相比分别提高了57.1%，21.21%，17.0%，3.2%，38.1%，51.1%和22.5%;水平沟整地秋季、春季土壤含水率分别比对照高1.1%和1.3%，相对提高了5.7%和13.7%．鱼鳞坑整地秋季、春季土壤含水率分别比对照高1.1%和2.4%，相对提高了5.5%和26.4%．在最干旱的6月份，水平沟整地和鱼鳞坑整地平均土壤含水率分别提高了2.5%和2.4%，相对提高了35.7%和37.5%．关键词:三分式径流增肥整地;黄土丘陵区;土壤理化性状;蓄水能力中图分类号:S725.4文献标识码:A文章编号:1007-726X(2014)01-0001-04EffectofTrisectionＲunoffFertilitySoilPreparationonSoilPhysicochemicalPropertyandStorageCapacityinLoessHillyＲegionMiWenjing，AoXiaoping，ZhaoJuan(ShanxiAcademyofForestrySciences，Taiyuan030012，China)Abstract:SupportedbyChinaandJapancooperativeprojectofprotectionforestinthemiddleYellowＲiver，Jicounty，Da-ningcounty，Pucounty，XicountyinXinrivertypicalareaasstudysites，soilphysicochemicalpropertyandstoragecapac-ityintheareawithtrisectionrunofffertilitysoilpreparationwasstudied．Theresultsshowedthat:soilporositywasim-provedthatsoiltotalporosityandcapillaryporosityimproved6.4%～7.8%and8.8%～11.2%in10cm～60cmlayer，speciallyin0cm～30cmlayer，soilporositywasimprovedgreatlycomparedwiththereference．In0cm～40cmlayer，bytrisectionrunofffertilitysoilpreparation，TOC，TN，TP，TK，hydrolyzablenitrogen，AP，AKimproved57.1%，21.21%，17.0%，3.2%，38.1%，51.1%and22.5%respectivelycomparedwiththereference．Soilmoisturecontentwithtrenchpitinspringandautumnimproved5.7%and13.7%whichwerehigher1.1%and1.3%thanthereference．Soilmoisturecontentwithfish-scalepitinspringandautumnimproved5.5%and26.4%whichwerehigher1.1%and2.4%thanthereference．InthemostdryJune，soilmoisturecontentwithtrenchpitandfish-scalepitimproved35.7%and37.5%whichwerehigher2.5%and2.4%thanthereference．Keywords:Trisectionrunofffertilitysoilpreparation;LoessHillyＲegion;Soliphysicochemicalproperty;Storagecapacity山西省黄土丘陵区位于山西省西部的黄河东岸占全省总面积的16.09%．该区十年九旱，年均降水量与中南部盆地之间，除吕梁山脉山脊两侧为土石山地仅为400mm～600mm，自然条件复杂，地形破碎，沟42外，其余均为丘陵地区。全区总面积2.51×10km，壑纵横，植被稀少，生态环境脆弱，降水分布不均，暴收稿日期:2013-11-10基金项目:山西省林业厅科技创新项目作者简介:米文精(1958—)，男，山西左云人，1991年毕业于北京林业大学，教授级高级工程师。 2山西林业科技2014年雨集中，是我国水土流失最为严重的地区之一，也是增肥，从而为林木提供良好的生长环境。另外，为了我省贫困县的主要分布区。笔者选取典型的黄土丘确保集蓄降水能够均匀地分布于水平沟内，每隔陵区为实施地点，运用三分式径流增肥整地方式进行4m～6m，设置1个隔水段。整地，以期达到保水、增肥、改善立地条件的目的。2.2试验地布设水平沟整地:水平沟A1:400cm×60cm×1试验区概况60cm(隔坡长度×宽度×深度，以下相同);水平沟试验区位于昕水河流域的吉县、大宁、蒲县、隰A2:300cm×60cm×60cm;水平沟B1:400cm×县4个县，为典型的黄土丘陵区。年降水量1996年50cm×50cm;水平沟B2:300cm×50cm×50cm．至2000年为373mm～452mm，年际分布不均，属半鱼鳞坑整地:鱼鳞坑A1:400cm×100cm×干旱气候区，降水年内分布亦极其不均，主要集中在50cm×60cm(隔坡长度×长度×宽度×深度，以下7月至9月，占全年降水量的60%以上，持续无降水相同);鱼鳞坑A2:300cm×100cm×50cm×时间较长，造成春季和初夏干旱十分严重，是影响造60cm;鱼鳞坑B1:400cm×100cm×50cm×50cm;林成活率的主要因素。鱼鳞坑B2:300cm×100cm×50cm×50cm．试验区年平均气温9.6℃～11.6℃，无霜期对照均采用隔坡长度300cm，地埂采用上幅宽×196d～207d，6月至8月平均气温22.9℃，12月至埂高为20cm×15cm的整地方式，即对照1(水平2月平均气温－3.2℃，气温的年较差和日较差较沟):300cm×30cm×35cm(隔坡长度×宽度×深大。极端最高气温40.7℃，极端最低气温－24℃，度);对照2(鱼鳞坑):300cm×80cm×30cm×≥10℃积温3960℃～3999℃．35cm(隔坡长度×长度×宽度×深度)．2.3土壤孔隙度测定方法2研究方法土壤孔隙度采用环刀法进行测定，各处理重复2.1三分式径流增肥整地方法3次。所谓“三分式”是指将原土层按整地深度平均分2.4土壤养分测定方法为3等份。其主要作业程序如下:委托山西省农业厅土壤肥料测试中心测定，化1)在整地作业时，首先将上部的1/3表土上翻，验分析参照相关国际或农业(或林业)行业标准。留作回填用土。这是确保整地质量的关键。2.5土壤水分测定方法2)取中间的1/3生土作埂。地埂要踩实(人在土壤水分采用德国生产的高精度土壤水分测量上面分层踩3次)，避免在栽植、管护作业时被人为轻仪HH2进行测定。易踩坏或降雨冲毁，影响林木生长。3结果与分析3)深翻最下层的1/3生土。通过深翻下层生土层，达到松土、改善土壤结构与提高蓄水能力的目的。3.1三分式径流增肥整地对土壤孔隙状况的影响4)回填上翻的表土。保证树木根系主要分布在采用环刀法对不同整地方式表层土壤与苗木根土壤养分与结构较好的熟土层，从而在改善根系分布系主分布层的10cm，30cm和60cm的3个土层的层养分状况的同时，有效提高土壤持水量，实现径流、土壤孔隙状况进行测定，结果见表1.表1不同整地方式土壤总孔隙度和毛管孔隙度%水平沟整地鱼鳞坑整地测定土层水平沟A水平沟B对照1鱼鳞坑A鱼鳞坑B对照2时间厚度总孔毛管总孔毛管总孔毛管总孔毛管总孔毛管总孔毛管月-日/cm隙度孔隙度隙度孔隙度隙度孔隙度隙度孔隙度隙度孔隙度隙度孔隙度1053.143.653.443.446.536.452.042.453.443.446.2036.33047.537.647.137.345.735.147.338.446.837.545.4735.104-156047.437.344.735.844.635.347.137.944.335.544.8035.3平均值49.339.548.438.845.635.648.839.648.238.845.3035.6注:整地时间为2003年雨季(6月)。测定结果表明，通过三分式径流增肥整地，不同土层土壤孔隙状况得到较大改善，特别是各试验比 第1期米文精，等:三分式径流增肥整地对黄土丘陵区土壤理化性状和蓄水能力的影响3对照土壤总孔隙度和毛管孔隙度均有较大提高。水经方差分析，水平沟整地和鱼鳞坑整地，在A平沟A和水平沟B的10cm土层因表土回填，孔隙方式与B方式间，不论是10cm～30cm土层还是状况得到较大改善，总孔隙度和毛管孔隙度分别比10cm～60cm土层的总孔隙度与毛管孔隙度均没对照提高了14.2%～14.8%和19.2%～9.8%;60cm有显著差异，表明虽然在整地深度上二者相差土层总孔隙度和毛管孔隙度平均提高了6.1%～10cm，但对整体孔隙状况影响不大。与对照相比，8.2%和9.1%～11.0%;鱼鳞坑A和鱼鳞坑B的各整地方式总孔隙度均达显著差异水平，毛管孔隙10cm土层也因表土回填，孔隙状况同样得到较大度均达极显著差异水平。特别是10cm～30cm土改善，总孔隙度和毛管孔隙度分别比对照提高层，与对照相比，孔隙状况得到很大改善。12.6%～15.6%和16.8%～18.7%;其次得到一定3.2三分式径流增肥整地改善土壤肥力效果分析改善的是水平沟A和鱼鳞坑A的30cm和60cm土在整地的翌年春季4月份对不同整地方式分别层;水平沟B和鱼鳞坑B的整地深度只有50cm，在在0cm～20cm，20cm～40cm和40cm～50cm土60cm处实际上未进行整地，因而土壤孔隙状况没有层土壤剖面取土样，对其养分状况进行进行室内分得到改善。总之，10cm～60cm土层总孔隙度和毛管析化验，结果见图1.孔隙度平均提高了6.4%～7.8%和8.8%～11.2%．图1土壤养分比对照提高百分率由图1可以看出，对树木生长极为重要的全氮、果见图2，图3，第4页的图4和图5．有机质、水解氮和速效磷提高幅度都很大，测定结果表明，4种三分式径流增肥整地方式0cm～40cm土层的有机质、全氮、全磷、水解氮、有效磷、速效钾与对照相比，分别提高了57.1%，21.21%，17.0%，38.1%，51.1%和22.5%．而对富钾的黄土高原而言，不同整地方式对全钾的影响不大，但对速效钾的影响仍较大。也就是说，通过三分式径流增肥整地方式，树木根系主分布层0cm～40cm土层，植物生图2水平沟整地秋季土壤含水率与对照对比长所必需的有机质、全氮、全磷及速效磷、水解氮均有较大改善，可极大地改善林木生长环境，为林木的生长提供较为充足的养分。但40cm～50cm土层，曲线起伏变化不大。3.3三分式径流增肥整地对土壤水分的影响为了对比分析不同整地方式对土壤水分的改善效果，在2002年至2003年雨季选择阳坡作为试验地，对雨季整地后当年秋季(10月至11月)和次年春季(4月至6月)造林季节的5cm，30cm和50cm图3水平沟整地春季土壤含水率与对照对比土层的土壤水分动态变化情况进行了测定。测定结 4山西林业科技2014年隙状况得到明显改善，10cm～60cm土层总孔隙度和毛管孔隙度平均提高了6.4%～7.8%和8.8%～11.2%，特别是0cm～30cm土层，与对照相比，孔隙状况得到很大改善。2)土壤养分状况得到明显改善。4种三分式径流增肥整地方式0cm～40cm土层的有机质、全单、全磷、全钾及水解氮、有效磷、速效钾均有较大提图4鱼鳞坑整地秋季土壤含水率与对照对比高，与对照相比分别提高了57.1%，21.21%，17.0%，3.2%，38.1%，51.1%和22.5%．特别是树木根系主分布层0cm～40cm土层中植物生长所必需的有机质、全氮、全磷及速效磷、水解氮均有较大改善，可极大地改善林木生长环境，为林木的生长提供较为充足的养分。3)土壤水分也得到显著改善，水平沟整地秋季、春季土壤含水率分别比对照高1.1%和1.3%，相对提高了5.7%和13.7%;鱼鳞坑整地秋季、春季图5鱼鳞坑整地春季土壤含水率与对照对比土壤含水率分别比对照高1.1%和2.4%，相对提高了5.5%和26.4%;在最干旱的6月份，水平沟整地从图2，图3，图4和图5可以看出，不论水平沟和鱼鳞坑整地平均土壤含水率分别提高了2.5%和整地还是鱼鳞坑整地，三分式径流增肥整地方式秋2.4%，相对提高了35.7%和37.5%．季、春季土壤含水率均高于对照。水平沟整地秋季、春季土壤含水率分别比对照高1.1%和1.3%，相对参考文献:提高了5.7%和13.7%;鱼鳞坑整地秋季、春季土壤含水率分别比对照高1.1%和2.4%，相对提高了5.5%和26.4%;隔坡长度4m的A1整地，B1整地［1］王凯博，时伟宇，上官周平．黄土丘陵区天然和人工植比隔坡长度3m的A2整地，B2整地的土壤含水率被类型对土壤理化性质的影响［J］．农业工程学报，相对提高了2%～5%;整地深度60cm的水平沟A2012(15):86-92.［2］杨磊，卫伟，莫保儒，等．半干旱黄土丘陵区不同整地比整地深度50cm的B整地平均土壤含水率相人工植被恢复土壤水分的相对亏缺［J］．生态学报，对提高了9.0%和16.6%．2011(11):108-116.4结论与讨论［3］张伟锋．昕水河流域生态系统恢复对策［J］．山西水利，2011(7):32-33.1)运用三分式径流增肥整地方式使土壤孔殯櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅殯櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅TCP植物蒸腾抑制剂TCP植物蒸腾抑制剂是山西省林业科学研究院研制的成果，该制剂通过缩小植物气孔开张度来抑制蒸腾，减少植物水分散失。同时增加叶绿素含量，促进根系生长，提高抗旱抗寒能力，提高造林绿化成活率。选择无风、晴朗的早晨或傍晚，将本药剂稀释后均匀喷施于叶面、枝干(滴水为度)，连续喷施3次，间隔期为10d～15d．TCP植物蒸腾抑制剂研制成功以来，在山西省荒山绿化、通道绿化工程中进行了推广，针叶树造林成活率提高10%～20%，阔叶树造林成活率提高15%～25%，大树移植成活率提高30%～40%，取得了显著的生态、经济櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅殯效益。櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅殯