【摘要】：長期機械化耕作、過度施肥以及不合理的土地管理,使農(nóng)田出現(xiàn)大面積土壤退化。自然恢復(如農(nóng)田休耕)和人為措施(如輪作、種植綠肥作物等)是改善農(nóng)田土壤質(zhì)量,實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要策略之一。與自然恢復草地相比,人工草地具有更高的植被蓋度、高度和生物量等,能夠加快植被的恢復速度,從而很好的保護生態(tài)環(huán)境。為探究不同人工草地對農(nóng)田土壤質(zhì)量和土壤水分分布的影響,本研究以黃土高原半干旱區(qū)五種人工草地及農(nóng)田為研究對象,系統(tǒng)研究了不同人工草地地上地下生物量和水分利用效率的變化規(guī)律,分析了不同人工草地對農(nóng)田土壤質(zhì)量、土壤水分和土壤入滲速率的影響,并探討影響土壤入滲速率的主要因素。另外,比較了不同人工草地對農(nóng)田土壤質(zhì)量的改善效果。研究取得了以下主要結(jié)論:(1)不同人工草地的根系分布特征存在顯著差異,其中無芒雀麥和白三葉主要以直徑為0-2 mm的根系為主,芒草和紫花苜蓿則以直徑大于4.5 mm的根系為主,而柳枝稷的根系分布比較均勻。人工草地地上生物量隨著種植年限的增加而增加,并在種植3-4年后達到穩(wěn)定值。芒草和柳枝稷的地上生物量和水分利用效率顯著高于其它草地,且適當?shù)母珊得{迫可提高芒草和柳枝稷的水分利用效率。(2)在種植的3-5年期間,芒草和柳枝稷的土壤基本處于無干燥化;無芒雀麥和白三葉的土壤均處于無干燥化到中度干燥化;而紫花苜蓿的深層土壤處于中度干燥化到極度干燥化,有些甚至處于極度干燥化狀態(tài),并在150-400 cm土層深度出現(xiàn)了土壤干層。(3)人工草地能夠增加土壤持水量、孔隙度和團聚體,提高土壤有機質(zhì)含量。其中,無芒雀麥、白三葉和柳枝稷對農(nóng)田土壤孔隙、結(jié)構(gòu)和有機質(zhì)含量的改善效果顯著高于其它草地。(4)各人工草地均能顯著提高土壤入滲速率。紫花苜蓿的初始入滲速率顯著高于其它草地。在入滲后期階段,無芒雀麥和白三葉的入滲速率均顯著高于其它草地。(5)土壤初始入滲速率受土壤初始含水量影響最大,而土壤穩(wěn)定入滲速率主要受土壤幾何平均直徑和總孔隙度的共同影響。不同人工草地中,根徑為0-2 mm的根系體積百分比增加能顯著提高土壤幾何平均直徑、毛管孔隙度和有機質(zhì)含量,而根徑為2-4.5mm的根系體積百分比的增加降低了土壤毛管孔隙度和總孔隙度�？傮w而言,土壤入滲速率主要由土壤初始含水量和根系分布特征決定。土壤初始入滲速率主要受土壤初始含水量影響,而隨著入滲時間的增加,土壤初始含水量對入滲速率的影響逐漸減弱,根系對入滲速率的影響逐漸增強。人工草地能夠改善農(nóng)田土壤質(zhì)量,提高土壤入滲性能,影響半干旱區(qū)降雨-土壤水分轉(zhuǎn)化過程。相比其它草地,柳枝稷具有高生物量、低耗水的特點,且其根系能夠增加土壤有機質(zhì)含量和土壤孔隙度,改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤入滲速率。基于此結(jié)果,提出半干旱地區(qū)種植人工草地(尤其是柳枝稷)以改善土壤質(zhì)量和維持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)管理建議。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S156

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本文編號：2694754