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1材料與方法

1.1研究區概況本研究選擇吉林省伊通滿族自治縣毯子房小流域為典型試驗區，地貌類型為漫川漫崗地。流域內土地總面積15.40km2，水土流失面積為7.89km2，其中坡耕地水土流失面積達5.77km2，占水土流失總面積的73.13%。該流域位于吉林省中部伊通河畔，地理坐標為E125°11''''15″，N43°35''''30″，海拔在253.2～328.5m之間，屬溫帶大陸性季風氣候，多年平均氣溫4.6℃，≥10℃有效積溫2797.3℃，年均日照時間2536h，無霜期149d，最大凍土深160cm，多年平均降水量610mm。其中7—9月降水量311mm，占全年降水量的51%。流域內的土壤組成有河淤土、黑土、黑黏土、黑鈣土等，植被以人工林為主，主要種植作物為玉米(Zeamays)和大豆(Glycinemax)。

1.2試驗布設

本試驗開始于2009年，共設置4個處理，分別為留茬、輪作、秸稈還田及對照處理(表1)，每個處理3次重復。試驗區平均坡度在6°～7°之間，小區規格為20m×5m，共12個試驗小區。于2009年在試驗小區內種植玉米，輪作小區種植大豆作物，2010年各小區均種植玉米，采用除草劑除草。

1.3觀測與分析

1.3.1土壤密度按照對角線采樣法，分0～20和20～40cm采集土樣，12個小區共采集120個土樣，采用環刀法測定土壤密度，計算試驗小區土壤密度平均值，測定結果見表2。

1.3.2顆粒分析利用MS2000激光粒度分析儀進行顆粒分析，土壤機械組成顆粒劃分采用美國制。

1.3.3土壤養分指標土壤養分指標測定均采用常規土壤化學分析法，樣品經過自然風干、研磨后分別過1和0.25mm篩。土壤有機質采用硫酸重鉻酸鉀法，土壤全氮采用半微量凱氏定氮法并利用全自動凱氏定氮儀(FOSSKjeltec8400)進行測定，全磷采用NaOH熔融鉬銻抗比色法測定。

1.3.4徑流量及泥沙量利用試驗區自計雨量計記錄降雨量、降雨強度和降雨歷時，在每次發生降雨產流后，將徑流桶中泥沙和徑流攪拌均勻，測量出徑流桶中的水位。然后從徑流桶(高100cm、內徑100cm)中取出一定量的水沙混合樣，靜置48h后，達到泥沙徹底分離，過濾后將泥沙樣品烘干稱量，同時測量出徑流量，泥沙中的土壤養分質量分數測定方法均參照常規土壤理化分析方法。研究區域降雨主要集中在7—9月，本研究測定分析了2011年7—9月的6次最大可蝕性降雨(表3)產生的徑流量和泥沙量。

2結果與分析

2.1徑流量分析

圖1是研究區4種不同耕作方式下6次最大可蝕性降雨產生的徑流量對比分析圖，分析可知，在6次不同降雨中，對照小區產生的徑流量均高于3個不同耕作處理小區，秸稈還田處理小區產生徑流量最少。其中:在降雨場次1中，徑流產生量大小表現為對照＞輪作＞留茬＞秸稈還田，與對照處理相比較，輪作、留茬和秸稈還田3種不同耕作小區產徑流量分別減少42.9%、46.4%和64.3%;降雨場次2中，徑流產生量大小表現為對照＞留茬＞輪作＞秸稈還田，與對照處理相比，留茬、輪作和秸稈還田3種耕作措施下徑流量分別減少36.4%、45.5%和63.6%;降雨場次3中，徑流產生量表現為對照＞留茬＞輪作＞秸稈還田，留茬、輪作和秸稈還田3種耕作處理小區分別比對照小區徑流量減少37.1%、42.9%和60.0%;降雨場次4中，徑流產生量大小表現為對照＞留茬＞輪作＞秸稈還田，與對照處理相比，留茬、輪作和秸稈還田3種耕作處理小區徑流量分別減少48.1%、51.9%和66.7%;降雨場次5和6中，徑流量大小均表現為對照＞留茬=輪作＞秸稈還田，與對照處理相比，留茬和輪作處理徑流量均分別減少44.4%和39.3%，在降雨場次5和6中秸稈還田比對照分別減少63.0%和60.7%。以上分析說明，降雨量越大，越容易產生地表徑流，留茬、輪作和秸稈還田措施均能夠有效減少徑流量，發揮顯著的保水效果，其中秸稈還田能夠較好的改善土壤結構，增加土壤團聚體，增加土壤入滲率，產徑流量最少。

2.2泥沙量分析

圖2是研究區不同耕作方式下6次最大可蝕性降雨產生的泥沙量對比分析圖，分析可知，在6次不同場次降雨中，對照小區產生的泥沙量均高于留茬、輪作和秸稈還田3個不同耕作處理，泥沙產生量大小均表現為對照＞留茬＞輪作＞秸稈還田。其中:在降雨場次1中，與對照處理相比，留茬、輪作和秸稈還田泥沙減少量分別為76.3%、77.1%和86.3%;降雨場次2中，泥沙減少量分別為75.5%、77.4%和86.0%;降雨場次3中，泥沙減少量分別為75.3%、77.3%和85.4%;降雨場次4中，泥沙減少量分別為76.8%、77.7%和86.4%;降雨場次5中，泥沙減少量分別為76.0%、77.1%和86.2%;降雨場次6中，泥沙減少量分別為76.5%、77.9%和86.1%。以上分析說明，可蝕性降雨量越大，土壤侵蝕量越大，并且與對照處理相比，留茬、輪作和秸稈還田3種技術措施能夠有效減少土壤侵蝕，發揮顯著的保土效果，其中秸稈還田能夠有效改善土壤結構與性狀，增強土壤間的黏結能力，起到最為顯著的保土抗蝕效果。

2.3土壤養分流失量分析

在土壤侵蝕發生過程中，土壤養分的流失既包括隨土壤流失而流失的養分，也包括徑流中溶解的土壤養分，其中養分流失主要為土壤中養分的流失。本研究對4種不同耕作處理小區沖刷泥沙中的土壤養分質量分數和各處理土壤養分流失總量分別進行測定(表4和表5)。由表4分析可知，與對照小區相比，留茬、輪作和秸稈還田3種不同耕作處理沖刷泥沙中有機質質量分數分別減少56.6%、62.8%和81.4%，全氮質量分數分別減少53.3%、60.0%和80.0%，全磷質量分數分別減少38.5%、61.5%和84.6%。由表5分析可得，不同耕作方式下3種土壤養分流失量大小順序均表現為對照＞留茬＞輪作＞秸稈還田，與對照小區相比較，留茬、輪作和秸稈還田不同處理下3種土壤養分流失總量減幅均到達到85%以上。分析表明，與橫壟對照相比，留茬、輪作和秸稈還田3種耕作技術措施能夠顯著減少研究區坡耕地土壤養分的流失，并且秸稈還田對于土壤養分流失量的減少效果最佳。原因一方面可能是輪作和保護性耕作措施處理通過減少土壤泥沙徑流量控制土壤養分流失，另一方面可能是其通過改善土壤自身結構與性狀減少土壤中養分流失。

3結論與討論

1)留茬、輪作及秸稈還田不同耕作措施均能夠發揮顯著的保水保土作用。在6次最大可蝕性降雨中，3種耕作措施下徑流量和泥沙量分別比橫壟對照減少36.4%～66.7%和75.2%～86.4%，并且秸稈還田的水土流失防治效果最佳，原因主要是是秸稈通過腐化分解能夠增加土壤中有機質質量分數，從而改善土壤結構性狀，增加土壤團聚體，增強土壤抗沖抗侵蝕能力。

2)留茬、輪作及秸稈還田不同耕作措施均能夠有效控制土壤養分流失。與橫壟對照相比，留茬、輪作和秸稈還田耕作方式下，沖刷泥沙中土壤有機質質量分數分別減少56.6%、62.8%和81.4%，全氮質量分數分別減少53.3%、60.0%和80.0%，全磷質量分數分別減少38.5%、61.5%和84.6%，并且不同處理下3種土壤養分流失總量均比對照處理減少85%以上，其中秸稈還田耕作措施控制土壤養分流失效果最佳，能夠通過降低土壤侵蝕量和改善土壤自身結構性狀顯著減少土壤養分流失。

作者：許曉鴻隋媛媛張瑜王永豐劉明義劉艷軍單位：吉林省水土保持科學研究院