【论文精选】聚丙烯酰胺对不同坡型土壤侵蚀的影响

2018-08-18 20:00:11

  

【论文精选】聚丙烯酰胺对不同坡型土壤侵蚀的影响

《农业工程学报》2016年第32卷第10期刊载了中国农业大学等单位吕威、李淑芹、李法虎与雷廷武的论文——“聚丙烯酰胺对凹凸型坡土壤侵蚀影响的室内试验”。该研究由高等学校博士学科点专项科研基金(博导类)(20120008110024)等资助。

黄土高原是中国乃至世界上水土流失最为严重的地区之一。水土流失导致耕地生产力下降、生态环境恶化等一系列问题。目前土壤侵蚀研究主要集中在直面坡,对复合坡土壤侵蚀规律以及聚丙烯酰胺(PAM)应用对其土壤流失影响效果的研究较少。该文通过室内人工模拟降雨试验,研究了凸型坡和凹型坡土壤流失规律以及不同PAM施用量对其影响效果。

 

试验设计的降雨强度为80 mm/h,降雨历时50min。当坡面开始产流后,每隔2min收集一次径流样。通过测定各时段的径流体积和径流泥沙含量,分析不同聚丙烯酰胺施用量对凸型坡和凹型坡土壤侵蚀的影响规律。

 

在无PAM应用时,小坡度凸型坡(上坡坡度为5°)的径流含沙量随降雨历时逐渐减小;但当上坡坡度较大时(≥10°)时,径流含沙量在降雨某一时刻会急剧增大。PAM应用后,径流含沙量均随着降雨历时逐渐减小并趋于稳定。PAM应用增大了小坡度凸型坡径流含沙量,但显著降低了大坡度凸型坡的径流含沙量。凸型坡上、下坡坡度对径流含沙量无明显的影响规律。

 

凹型坡的径流含沙量在有无PAM应用条件下均随着降雨历时逐渐减小。PAM应用显著增大了凹型坡径流含沙量。PAM施用量及坡度组合对径流含沙量的影响规律不明显。

 

与对照处理相比,PAM应用显著增大了小坡度(上坡坡度为5°)凸型坡的土壤侵蚀量,而减小了大坡度(上坡坡度≥10°)凸型坡的土壤侵蚀量。PAM施用量以及PAM应用后凸型坡各坡度组合对土壤流失量无明显影响。当PAM施用量为0.5、1.0和2.0 g/m2时,所有凸型坡处理的平均土壤流失量分别为(1.61±0.30)、(2.27±0.77和(1.83±0.57) kg。

 

在无PAM应用时,凹型坡土壤流失量基本随着下坡坡度的增大而增加。PAM应用显著增大了凹型坡的土壤流失量,且土壤流失量基本随着PAM施用量的增加而增大。当PAM施用量为0.5、1.0和2.0g/m2时,所有凹型坡处理的平均土壤流失量分别为(1.09±0.38)、(1.82±0.59)和(1.87±0.49) kg。

 

无PAM应用(对照处理)条件下,凸型坡和凹型坡的土壤流失量分别为0.50~6.03和0.17~0.98 kg,凸型坡的平均土壤流失量是凹型坡的8.4倍。而在PAM应用后,各坡度组合条件下凸型坡的土壤流失量为1.25~4.14 kg,凹型坡土壤流失量为0.48~2.67 kg,前者平均是后者的1.2倍。通过对凸型坡和凹型坡径流含沙量及土壤流失量的研究,该文发现,在相同降雨强度条件下,凹型坡出现细沟侵蚀的可能性小于凸型坡,且小坡度凸型坡出现细沟侵蚀的可能性小于大坡度凸型坡。PAM应用明显抑制了大坡度凸型坡发生细沟侵蚀的可能性,但PAM不适合应用于凹型坡。研究结果为黄土高原地区土壤侵蚀治理提供了理论依据,具有较大的实用价值和理论意义。复合坡条件下PAM类型及其应用方式对土壤侵蚀的影响效果有待研究。

 

 

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