覆盖材料和沟垄比对土壤水分和紫花苜蓿干草产量的影响

为寻求半干旱黄土高原区种植紫花苜蓿的适宜覆盖材料和最佳沟垄比,采用完全随机设计布置大田试验,以传统平作为对照,研究不同垄覆盖材料(土壤结皮、生物可降解地膜和普通地膜)和不同沟垄比(沟宽:垄宽分别为60∶30、60∶45和60∶60,单位是cm)对土壤水分和紫花苜蓿干草产量等的影响。结果表明:通过对2012年和2013年紫花苜蓿生育期降雨量统计,2a平均值显示,无效降雨次数(53次)大于有效降雨次数(27次),无效降雨对总降雨量的贡献率(19%)小于有效降雨(81%)。就紫花苜蓿全生育期而言,与平作相比,SR_(30)、SR_(45)、SR_(60)、BMR_(30)、BMR_(45)、BMR_(60)、CMR_(30)、CMR_(45)和CMR_(60)(SR、BMR和CMR分别代表土垄、生物可降解膜垄和普通膜垄,下标分别表示垄宽为30、45cm和60cm)连续2a的平均根层(0—140 cm)土壤贮水量分别提高12.8、19.2、24.4、26.0、30.7、40.5、29.9、37.1 mm和47.7 mm。垄沟集雨种植第1年龄和第2年龄紫花苜蓿根层没有出现明显干层。与平作相比,SR_(30)、SR_(45)和SR_(60)的连续2a紫花苜蓿平均实际干草产量分别降低3%、8%和13%,WUE分别提高52%、58%和55%;BMR_(30)、BMR_(45)、BMR_(60)、CMR_(30)、CMR_(45)和CMR_(60)的连续2a紫花苜蓿平均实际干草产量分别提高14%、12%、7%、17%、19%和9%,WUE分别提高49%、62%、59%、51%、67%和56%。当紫花苜蓿生育期降雨量为380.7—427.6 mm和沟垄比为60 cm∶35—36 cm时,生物可降解膜垄和普通膜垄的紫花苜蓿实际干草产量达到最大值,为该地区垄沟集雨种植紫花苜蓿提供参考。     

基于SCS-CN模型的黄土高原丘陵区坡地微型集雨垄垄面径流量预测

为了探寻我国黄土高原丘陵区坡地垄沟集雨种植控制水土流失和增产机理,本研究利用试验期2019年坡地微型集雨垄收集的19次降雨-径流资料,率定不同坡度(0°、5°和10°)微型集雨垄SCS-CN模型的径流曲线数CN值和初损系数λ值,利用5次降雨-径流资料检验模型的有效性。结果表明:自然降雨条件下,坡地微型集雨垄径流量随坡度增大而增大,λ值随坡度增加而降低,CN值随坡度变化不明显;William坡度修正公式、Huang坡度修正公式和Huang优化坡度修正公式确定纳什效率平均值分别为0.83、0.96和0.98,平均相对误差分别为17.67%、8.51%和5.84%;Huang优化坡度修正公式考虑坡度因子,率定径流曲线CN和初损系数λ,模拟精度优于Huang坡度修正公式和William坡度修正公式,适合于我国黄土高原丘陵区坡地微型集雨垄径流预测,为坡地垄沟集雨种植控制水土流失和增产提供科学依据。