贵州是我国西部的一个多山省份,也是全国喀斯特分布最为广泛的地区之一.贵州是我国西南地区的一个多山省份,山地和丘陵占97%,贵州省国土厅土地详查结果:贵州耕地面积490.35万hm²,占全国耕地面积的3.67%,旱耕地占耕地面积69.53%,6°~25°的坡耕地占耕地面积61.17%,水土流失严重,全省水土流失面积占全省总面积41.6%[1,2].传统耕作方式(顺坡种植,重氮轻磷无钾的耕作方式)不仅导致严重的水土流失还造成坡耕地土壤中氮、磷、钾养分的含量急剧下降[3],因此特在贵州山区坡耕地上进行降雨对不同种植制度钾素影响的研究.
1材料与方法
1.1 研究区概况
试验于2011-2013年在贵州喀斯特山区罗甸县兴隆乡(E106°8'10"-E106°37'10";N35°33'10"- N35°34'50")进行.小区投影面积105m²(21m×5m),小区四周用水泥板隔离,下设集水池及分水池,同时设立自记雨量计1台.该研究区海拔为600~630m,坡度为11.3°.土壤容重分别为1.23g/kg和1.24g/kg,全钾(K)含量为16.3~20.1g/kg,缓效钾(K)含量为230.73~265.98mg/kg,有效钾(K)为54.40~72.41mg/kg.根据贵州省土壤养分含量分级参考指标[4],供试土壤全钾含量丰富 ,而有效钾含量较低.
1.2 田间试验
1.2.1 田间试验设计
田间试验设3个处理:处理1为黄花菜+平衡施肥+横坡种植(简称条带种植),植物篱条带间种植玉米;处理2为平衡施肥+横坡种植(简称横坡种植)整个地块种植玉米;处理3为农民习惯种植(为对照,顺坡种植),整个地块种植玉米,试验4次重复,随机排列.
1.2.2 田间试验施肥量
在玉米播种前,把磷肥、钾肥和圈肥作为基肥施用.氮肥作为追肥,处理的施肥、灌溉、病虫害防止、作物收获等一切农事活动均相同,肥料用量:尿素 (含N46%)25kg/667m²,钙镁磷肥(含P2O516%)50kg/667m²,氯化钾(含K2O60%)12.5kg/667m²,农家肥(根据测定含N 0.30%,P2O50.03%,K2O 0.50%)1 000kg/667m².
1.2.3 田间试验测定项目
每日记录降水情况,每次降水产生径流时进行水土流失测定,于玉米收获后分小区取土样测定土壤养分含量.记录作物生育期、施肥等农事活动,收获后取样考种测产.
2结果与分析
2.1 坡耕地地表径流的钾素流失
试验结果表明:每年雨季坡耕地产生地表径流1 780.70~3 167.07t/hm²,改良的水土保持和农艺措施都比传统的农民习惯种植减少地表径流.其中条带种植可减少地表径流43.77%,横坡种植可减少地表径流22.44%.每年雨季坡耕地由地表径流输出的有效钾为4.46~9.35kg/hm²,各处理径流带走的有效钾不一样,从高到低的排列为:对照>横坡种植>条带种植 ,改良的水土保持和农艺措施都比传统的种植制度减少有效钾流失,其中条带种植可减少有效钾流失35.84%,横坡种植可减少有效钾输出14.67%(表1).
坡耕地地表径流是有效钾输出的主要途径之一 ,有效钾是植物可直接利用的钾素养分 ,坡耕地雨季由地表径流在较短的时间内输出有效钾 ,将会造成坡耕地短时期内土壤供钾不足 ,影响植物生长,造成产量下降.
2.2坡耕地土壤侵蚀的钾素流失
坡耕地每年雨季产生土壤侵蚀35 171.00~102 330.00kg/hm²,改良的水土保持措施都有较好的土壤保持效果,与农民习惯(对照)可减少土壤侵蚀47.71%~65.63%(表2).土壤侵蚀产生的钾素流失是贵州山区坡耕地钾素损失的重要途径.用每年雨季每次侵蚀泥沙中的钾素量相加求和与侵蚀前土壤耕层(指与全年侵蚀泥沙总量相同总量的耕层土壤)所含的钾素量比较,可看出每年通过土壤侵蚀而造成的土壤耕层钾素输出为:全钾686.00~1 561.55kg/hm²,缓效钾5.55~11.94kg/hm²,有效钾4.64~9.35kg/hm².泥沙中全钾、缓效钾分别是侵蚀前耕层土壤的86.88%~96.79%,50.21%~59.35%,而有效钾是侵蚀前耕层土壤的157.35%~192.33%(表3).
3结论
3.1坡耕地地表径流是有效钾输出的主要途径之一,每年雨季坡耕地产生地表径流1780.70~3167.07t/hm²,由地表径流输出的有效钾为4.46~9.35kg/hm².
3.2土壤侵蚀产生的钾素输出是贵州山区坡耕地钾素损失的重要途径.坡耕地每年雨季产生土壤侵蚀35171.00~102330.00kg/hm².每年通过土壤侵蚀而造成的土壤耕层钾素输出为:全钾616.28~1 561.55kg/hm²,缓效钾5.05~11.94kg/hm²,有效钾5.94~9.35kg/hm².
参考文献
[1]陈正刚,朱青,王文华,等.南方红黄壤区经济植物篱配合平衡施肥的水土保持效应研究[J].水土保持研究,2006(13):248-251.
[2]陈正刚,李剑,朱青.贵州山区坡耕地钾素输入与输出研究[J].水土保持学报,2009(23):20-23.
[3]杨艳生,史德明,吕喜玺.长江三峡库区土壤退化的研究[J].
水土保持学报,1991,5(3):53-62.
[4]童倩倩,何腾兵,高雪,等.贵州省耕地土壤养分状况 [J].贵州农业科学,2011.39(2):82-84.