黑土区农田藻藓两类结皮发育对土壤团聚体稳定性和击溅侵蚀的影响

摘要：

为探明农田生物结皮发育对黑土团聚体稳定性和击溅侵蚀的影响及其水土保持功能,于作物生长季采集农田藻、藓生物结皮样品,比较了生物结皮与无结皮土壤的团聚体稳定性差异,测定了生物结皮对雨滴动能的削减作用及其单雨滴和模拟降雨溅蚀量,并分析了土壤团聚体稳定性和溅蚀特征与生物结皮基本性质的相关性.结果表明:藻、藓结皮中＜0.25 mm团聚体的比例比无结皮分别减少了 10.5％和21.8％,但5～10 mm团聚体的比例分别为无结皮的4.0和8.8倍;生物结皮的大团聚体含量、平均重量直径和几何平均直径比无结皮分别提高了 31.5％、76.2％和33.5％.与无结皮相比,生物结皮使雨滴动能平均削减了 0.48 J;藻、藓结皮的击穿雨滴动能分别为无结皮的2.9和26.2倍,高生物量藻结皮削减的雨滴动能为中、低生物量藻结皮的1.3和6.6倍.在单雨滴击溅和模拟降雨条件下,生物结皮使溅蚀量分别减少了 47.5％和79.4％;生物结皮溅蚀颗粒中＞0.25 mm大团聚体占比为37.9％,比无结皮减少了 40.3％,并随结皮生物量的增加而减少.土壤团聚体稳定性、溅蚀量和生物结皮基本性质三者具有显著相关性,其中,团聚体平均重量直径与单雨滴和模拟降雨溅蚀量呈极显著负相关,表明生物结皮提高团聚体稳定性是其减少溅蚀的原因之一;生物结皮的生物量、厚度、含水率和有机质含量等也对团聚体稳定性和溅蚀特征有显著影响.综上,黑土区农田生物结皮能显著提高土壤团聚体稳定性并减少击溅侵蚀,对农田土壤侵蚀防治和黑土地保护与可持续利用具有重要意义.

关键词：保护性耕作、单雨滴击溅、模拟降雨、水土流失、土壤侵蚀、黑土区

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分类号：S157.1;Q948;S715.2

资助基金：国家自然科学基金;中国科学院“西部之光”人才培养引进计划

在线出版日期：2023-05-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：892-902