试析阴山北麓保护性耕作地表抗风蚀效果的试验研究

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1、内蒙古农业大学博士学位论文阴山北麓保护性耕作地表抗风蚀效果的试验研究姓名：刘汉涛申请学位级别：博士专业：农业机械化工程指导教师：麻硕士;窦卫国20060501摘要中国北方干旱、半干旱地区是荒漠化发展最快、生态环境最为脆弱和人民生活较贫困的典型风蚀沙化区。土壤风蚀沙化已经成为制约当地农业可持续发展最为突出的问题。本文以阴山北麓的武川县农田地表为研究对象，利用移动式风蚀风洞在野外实地对传统耕作和保护性耕作农田地表的抗风蚀能力进行了试验研究。通过对播种作业前后传统耕作和保护性耕作地表分别在各种风速的净风和挟沙风吹蚀下的输沙量及其空间分布和空气动力学粗糙度进行对

2、比研究，对相应耕作措施的抗风蚀效果进行了评输，验证了保护性耕作的抗风蚀作用，从而为试验区的保护性耕作措施(包括残茬高度和植被覆盖率等重要参数)韵选取提供了科学依据。1．农田地表在各静风速情况下．土壤颗粒主要集中在近地表层内运动。输沙量和扬起沙尘的高度艏风穗的增加而增加，随着作物秸秆残茬高度和覆盖率的增加而降低。传统耕作约以垄离为界，保护性耕作约以植被高度为界，下层气流受植物单体的影晌强烈，输沙量在垂直高度上的分布随植被层特征的变化呈现明显的随机性特征。上层气流受植物单体的影响微弱，输沙量的变化主要受制于整个植被层的特征，输沙量在垂直高度上的分布随植被层特

3、征变化呈现有规律的变化，按照指数规律分布。2．净风吹蚀下，残茬高度和覆盖率一定时，输沙量随风速的增加均呈指数规律增加。在各种风速下，输沙量随残茬高度的增加呈线性规律减小，随植被覆盖率的增加呈指数规律减少。3．挟沙风吹蚀下，残茬高度和覆盖率一定时，输沙量随风速的增加均呈幂函数规律增加。在各种风速下，输沙量随残茬高度和覆盖率的增加均呈指数规律减少。4．保留直立的作物残茬和秸秆覆盖均可以明显地提高起沙风速，减少近地表的土壤风蚀。直立秸秆越高，输沙量降低的程度越大。当秸秆高度为30cm、覆盖率为30％时，输沙量仅为传统耕地的1／4左右。继续增大覆盖率，不会使输沙

4、量明显的降低。因此，在寒冷干旱易沙化的农业区推行保护性耕作过程中，应使作物的残茬高度不低于30cm、覆盖率不低于30％。5．净风和挟沙风情况下，在播种作业前后，保护性耕作均能明显提高地表的空气动力学粗糙度，显著改善地表的抗风蚀能力，降低土壤风蚀。在各种风速下，地表的空气动力学粗糙度随残茬高度和覆盖率的增大而增大。6．播种作业会明显的增大农田地表土壤的输沙量。研究和推广使用对土壤表层国家自然科学基金资助项目“西部地区地表土层抗风蚀能力测试方法与评估系统研究”(30260092)；国家农业科技成果转化资金资助项目“保护性耕作关键装备(免耕播种机)中试及其核心

5、技术应用示范”(2004150100282)；内浆古攻关计划资助项目“土壤表层抗风蚀能力测试方法与评估系统研究”(20030703)．破坏小的播种机具，对传统耕作和保护性耕作都具有现实意义。关键词：农业工程；保护性耕作；风蚀；播种；可移动式风蚀风洞AnExperimerralStudyofAnGWmdErosion嘲ofConservationFarmingSystemintheNorthemFootofYinshanMountainAbsttactThearid．semi—aridareaj抽thenorthernpartofChinaisatypic

6、alregionwherethedesertificationprocessspreadsrapidly,ecologicalenvironmentappearsmostfragile，livingstandardsofpeoplethere，generallyspeaking，isratherlowandthewinderosionandresulteddesertificationhavebecomethemostconspicuousproblemrestrictingthecontinuou4developmentoflocalagricultu

7、re．Theauthorofthisarticleconductedanexperimehtalstudyofanti—winderosioncapacityofconventionalfarmingandconservatiOllfarminglandbyamovablewinderosiontunneldesignedbyInnerMongoliaAgriculturalUniversityinWuchuanCountylocatedinthenorthernfootofYinshanMountain，appraisedtheanti．windero

8、sioncapacitiesofdifferentcultivationmeas