秸秆还田对甘蔗地土壤优先流运动特征的影响

秸秆还田措施可改变田间土壤环境,在一定程度上影响作物生长。为探究不同秸秆还田措施对田间土壤优先流的影响,以秸秆覆盖(CM)、秸秆焚烧覆盖(BM)和无秸秆覆盖(CK)3种处理方式下的甘蔗地为研究对象,通过野外染色示踪试验,结合图像解析技术和生态学景观格局分析方法对广西不同秸秆还田措施下的甘蔗地土壤优先流运动特征进行研究。结果表明: 在相同外部供水环境下,无秸秆覆盖甘蔗地土壤染色形态分化为指状和团块状,秸秆覆盖和秸秆焚烧覆盖均以团块状分化形态为主,其平均总染色面积比均显著高于无秸秆覆盖(26.0%)。无秸秆覆盖下表层染色面积比快速下降,在15～30 cm深度中秸秆覆盖和秸秆焚烧覆盖下水流运动范围快速减小,深层土壤中秸秆覆盖染色面积比变化速度最小。无秸秆覆盖下形状指数达15.54,优先流运动更集中,而秸秆覆盖和秸秆焚烧覆盖下甘蔗地平均近圆形指数为0.67,优先流弯曲程度更高,且平均邻近指数为0.87,水流连通性更好。无秸秆覆盖下平均基质流深度(3.52 cm)和边缘密度指数(11.51)均最小,但优先流比最大(73.2%),优先流空间发育程度最高。秸秆还田措施在一定程度上降低了甘蔗地土壤优先流现象,对蓄水保墒起到了积极作用。     

雷达探测分析下的广西蔗田土壤优先流空间分布

以广西垄耕和免耕两种处理方式下的甘蔗地为对象，将染色示踪与雷达探测技术相结合，通过染色图像形态分析与雷达图像信息解译，以及Logistic回归分析等方法对不同耕作方式下甘蔗地的土壤优先流空间分布变化及其影响因素进行研究。结果表明：土壤介电常数和雷达剖面图像幅值随土壤深度呈现先增大后减小的变化趋势，介电常数在不同土壤深度存在显著性差异(P<0.05),免耕耕作方式下在20～50 cm土壤深度仍有幅值变动区域，变化范围在-0.3×10⁶～0.3×10⁶,表明免耕方式下水分发生垂向运动；垄耕甘蔗地的电磁波幅值变动集中在0～20 cm土壤深度，优先流多为横向运动，波峰与波谷间变动值为0.27,小于免耕甘蔗地的变动值(0.34),二者电磁波幅值变动存在显著性差异(P<0.05);饱和导水率和有机质含量是雷达探测下优先流发育的主要影响因素。雷达探测可定量表征土壤中的优先流空间分布情况，垄耕在一定程度上降低了蔗田土壤水分的快速运移，提高了田间保水蓄水状况。