小流域内不同耕作方式下泥沙、氮、磷的流失

棉花是阿拉巴马州北部石灰岩沟谷地Qefi农业研究区域位于阿拉巴马州区重要经济作物。研究表 明,采用传统耕的西北部,由3．shin‘耕作状态下的地下排作方式(简称CyT)种植棉花 的土壤上易水区域组成(图1)。试验地选在该州北于发生侵蚀,侵蚀量达到或超过部的石灰岩谷 地上。该区属温带气候,3811200kg/hm‘·a(士壤维．持较高生产力年平均降雨量 为1346mm。流域内高差为时允许侵蚀量的最大值),水保耕作4．Zm,坡度lyo~6q o,坡长从＜23m(CST)方式(免耕或少耕)则可明显降变化到130m。区域上部土壤主 要为粘粒、低棉花地的土壤侵蚀量。高岭石质、热性暗红色强发育湿润老成但到目前为止,CsT 对水和营养物流土,坡下部海拔低于164人m范围内的主失的影响尚未有确切的结论。本研究的 主要土壤为细粉粒、硅质、热性冲积新成的要目的是不同的耕作方式(CyT和CsT)暗色不饱 和淡色始成土。对泥沙、氮和磷流失的影响。1．2农业猎临从1984年起,在CyT方式下连 续3年1研究方法种植棉花,1987~M89年,在CST方式下仍种植棉花。每年棉花种植日 期为4月18】．】流域慨况日~5月16日,垄间距均为0．glm,播种,38量为17~2 0kg/bm’。在CvT期间具有牧在4月棉花种植前,在土壤表面施用草、棉花残茬覆盖的条 件下,初次春耕定N－Pl悬浮状态的肥料(撒施)。在CyT在豆月中旬~3月中旬,具体时间 根据气系统中,施肥后进行深约75~．100mm的轻候条件而定,夏耕可在春季土壤深耕和犁 度犁地;在CyT和CST系统中,每年施用地之后进行。在CsT期间,采用配备有阶冲秘刀的 O劫釉烛土n釉佑B＃孙址大曲人＿＿＿＿AIM严《呵＜\七\6年价究期内均未进行。黑麦的 种植时间＿仟}夕刀沉a一t八\:vnhewe分别选在1987年10月28日和1988年 11月*”y/巾出大X八*上＜二日,目的是为下一年的CsT方式下的种棺纠g//人历); 些严\Mr·棉花的士壤棵供冬季覆盖和作物残苯。亦wtmI厂“门\Wt0棕花种棺的前n壬 ．奥o跌曹81赂堕圭纂沟丛枯仪h＿〔入\XoHt死。在CyT和CST系统中,应用一系列 的J＃MW－虫害。6年试验期内各种措施见表1。图IGilbert农业流域地形图表1】9 84~1989年间主幂种桓措施简夹耕作方式I覆盖和耕作D作物种植日期D施肥、、。lsD ＿＿＿＿D＿。。。、D＿。。I,。。。D棉花黑麦【日期NPK及其年份I冬季覆盖【春耕‘ 》DH耕I秋耕D”‘’“—一【—刀‘“’“““T－l(月．日)(月．日)(kg/hm2 )(b齐耕{t(CvT)111111984tffi/$1翻地ZJ甲耕IXils．11— —10．27>674937(198~1984)l圆tTh:985作物残茬l凿犁松＋l中 耕I无14．18一I4．!76729561986作物残&l凿犁松土3中耕l无15．7I ——14．71672984kM耕{t(CST)l>l>1111987fyoprtHI> IJJjJJHatforH于8)l＋IFI4．2810．28‘》4．287825471 98817mpThH111>l”“里$1XIE631无14．21>。1．11‘】4．! 5782547二989作狈伐在;DD>DIdDD里$1＋l＋l无15．16——14．2 4782547一1)1984、1985fU1986年的第－次耕作分另u在2月丑日、3月 5HfD月15日2)在传统耕作期间内对棉花地进行2—3次中耕3)在1937。1日sg年 间采用配有脉冲犁刀的兔耕种植4)!osr年用Gilrnore—Talge兔耕播种讥种植 黑麦,1988年则采用飞播5)在6月24日用JOh。D。CtC885型免耕种植机控制杂 草39的N肥量分别为ov和vskg/hm‘,P和K肥】．3仪器和样品施用则根据土壤的测 定结果来确定,年施采用776B型雨量计测定降雨量。在耕用量P为25~49km/hm’, K为37~81地的边缘、宽10—15m的草带下部建有一kg/hm‘。个巴歇尔量水槽,用 来量测流域的径流和表2年降面邑撞流量、侄浊相戳、悬移质码沙流失呈和氯流失量冈瞩匀果。W －－－－－－－－－－－耕作和年份降雨量一一二一上J边量二一一一一j丝呸迭星一一一一上坦 必丛丛丝上一一一次数1)cm$2)总量单位E!·NH。－NNOs－NTKN‘t(mm) ——k八m‘——f$统耕作(C、T)1984‘】12601515．6122B535．0 1．47．507．22一19851120128·6819093·60·37·003·1 1W二986!33口183口．523丛27毛5．过o．766．59尽．SSY(1236 )(15)(18．2)(14．3)(2945)(4．7)’》(0．87)(3．03)( 4．95)CV()320615440206410242(水保拱作CST)!98714U 1322．4203542．11．574．598．05198810801616．2159 072．7二．岑22．802．72二9896103243．2276712．90．555 ．808,39WI276(20)(27．3)(20．7)(1311)(2．6)63(1 ．18)(4．40)(6．39)C,(gb235052292929473350一LSD (0．05)耕作平均:1．7、l．26、5．46、6．101)产生＞2．corn＠流量 的降雨次数2)径流量与降雨量间的百分比3)塞耶尔含氮量4)年泥沙和化学物质的估计值,包 括因仪器故障未取样的两场径流中的估计值5)在P—0．05水平上差异显著取枉(图二)。在 具附近的仪器室内设置2．问降雨和径流了ISCO型自动取样器,取样率为每在6年的研究期内 年降雨量的变化很18927L径流取一个500ml的水样,每次取大,其范围在1080~1 610mm加之间(表”样按径流量和水样量的比例自动进行。野2)。然而,在CyT和CST 期间内,各自3外取样后样品保存在一5p的冷藏室内,年的平均降雨量相差无几,分别为123 6和然后带到奥本大学进行实验室分析。1276turn,这两个值仅比该研究区域内22】． 4实验室分折年平均降雨量1346mm稍低一些。1985和对每一个样品进行泥沙含量、基耶 尔1987年产生＞2．0*m径流的降雨次数都为含N量、NH。－N含量、NOa－N含量、 可12次,1089年为32次。在CvT及CsT期间溶性P及泥沙中P的含量的分析(方法略 )。内,产流的降雨次数占总降雨次数的平均百分比分别为14．3吸、22．710。这些数据 2结朱和讨论表明耕作对径流的产生有极大的影响。有关耕作及季节性生长期和径流及径流曲线4 0值(水文参数)间的关系在研究的另一部寒3流域内径流、泥沙及悬移质泥沙分中将进行更详细 的讨论。含且的乖庞分布农2．Z锅沙的溢娄＿L,。＿＿一一一一二二二二7丁一’一”“”“ ””““耕作和＿＿＿＿。。、＿。;。＿悬移质泥沙1》———^——。。——·－,。1．。 ,,”－季度径流总量泥沙总量一”—”“”’在整个价咒期内,流域出口断面处测年份平均含量 得CvT、CsTs妨%nt’om＃si平n值——””’“”””“”。”“””‘“““” ‘”“(mm)(kg/bo’)(mg/L)分BO为297gkg/hm‘·afol3ll kg/hg‘·afiRt＃作(C、T)(表2),这两个值远小于沙壤土土壤抗198414 252蚀性因子T的值(11200kg/hm’·a),fi’“‘”””‘”’比该流域坡上 部ig84~1988年间用USLE。10124298方程估算的值刁15畅。这同以前的报 道相…＿－:二一二符合。“cs在土壤剖面中运动的测定证24082431。2实了相当数量 的侵蚀产生的泥沙会再沉淀31838419于出口处测流槽以上的低洼地区的结论。“”‘过滤 草带的存在以及冬季和早春(特别是‘m”’叨的‘对*sT而言)的作物残茬覆盖也有助于减: 二—~“oy少流域的泥沙输出。416s。。953。耕作方式、观测的季度以及两者间相C。 T了(4。)(7。。)(10。。)互作用对流域径流中的泥沙流失总量和平水保耕作(CST )均泥沙含量有显著影响(表3)。在CvT198,14。;。l。。。的年份内,与径流量无 关,最大产沙量和一泥沙含量均发生在第2季度,但是在CST。。l;。4245系统中,每季 度的产沙量与该季度的径流1988。267212量密切相关二表3)。季度平均悬移质含。。 “””量在CyT中与季度相关,林ST中则与季357226308度无关。在CyT中,泥沙 流失总量伪很大””“””’比例是在抗蚀性较弱的休耕期和棉花幼苗一nn。、。。。。。前期 (冬到早春)的2~3次大暴雨中流。324683失的。在第3季度,棉花成熟时所提供的43 739107覆盖有助于降低两种耕作系统中的土壤侵CsTW(68)(328)O48)蚀。 LSD(。05)耕作平均55337·3。72．8＃的流失方差分析径流中基耶尔氮(**N )的流失量耕作方式和季度对径流量、泥沙流失量和泥沙含。从3J~8．4kg/hm\a,受 耕作的影响不。影响的差异显著浊分析结果为。、。”。。’。——“—一””””—‘”’一耕 作3)二”;季度·””Z耕作X季度·“卜者,在WH住流中所能测得的最大TKN的——含量 是15．209*,观测日期为1989年5月”1)径流量＞。．0m的所ie流中含量值的平均．v。、,。·yu。、。,I。、。。－vvv·u·。但不是根据流量进行的加权平均1日,即悬浮状N、P、K肥料表面施用的第2}包活径流量为555mgh两次未取样的径流中泥7WNMMte＋hq!iatedMAifl回。刊0w0乙t自巨口J下向llw’”“O“”