黄土坡耕地暴雨条件下玉米和大豆水土保持作用对比研究

摘要

[目的]研究在暴雨条件下玉米和大豆水土保持作用之间的差异，为坡耕地土壤侵蚀的防治和作物选择提供理论依据。[方法]以黄土高原常见夏季作物玉米和大豆为研究对象，通过人工模拟降雨试验，对比研究不同生长期玉米和大豆在不同坡度（3°，5°，10°，15°，20°）和雨强（40,80 mm/h）条件下，水土保持作用之间的差异。[结果]（1）不同生长期玉米和大豆在植被覆盖度差异较小，但在叶面积指数和植株高度差异较大；（2）在相同雨强和临近生长期，玉米和大豆坡面的平均产流速率、平均产沙速率以及平均含沙量之间的大小关系始终表现为大豆<玉米<裸地，玉米坡面的开始产流时间和降雨初损量指标均显著短于/少于（p<0.05）大豆坡面，但产流量和产沙量指标均显著大于（p<0.05）大豆坡面；（3）与坡度和雨强相比，植被覆盖度是影响作物水土保持效益的最主要因子，玉米和大豆的延时效益（TDB）、减流效益（RRB）和减沙效益（SRB）均随着植被覆盖度的增加而增加。在作物生长过程中，大豆的TDB,RRB和SRB(213.06±117.78,46.25±20.74,62.37±25.3)均显著高于（p<0.05）临近生长期玉米（159.17±88.61,36.6±17.02,53.39±23.44），且它们的SRB均始终大于RRB。[结论]大豆比玉米在调节径流、蓄水和保土方面的作用更加明显，对于像黄土高原这样土壤侵蚀严重、暴雨频发的地区，种植大豆比种植玉米对于坡耕地土壤侵蚀的防治有更加积极的作用。

关键词

黄土高原 / 土壤侵蚀 / 作物防蚀作用 / 玉米 / 大豆 / 坡耕地

基金资助

山西省留学人员科技活动择优资助项目“振荡式人工模拟降雨装置的升级与研发”（20220018）;; 山西省高等学校科技创新项目“黄土坡耕地地膜覆盖措施对土壤侵蚀的影响研究与适用性评价”（2021L139）;; 山西农业大学科技创新资助项目“田间管理措施对黄土坡耕地土壤侵蚀的影响研究”（2020BQ54）