荒漠绿洲区保护性多熟轮作的防风蚀效应

In order to solve the problem of wind erosion after harvest in crop field of Hexi desert oasis region, the principles and mechanism of controlling soil wind erosion on bare field by conservation tillage will be studied, we combined the fixed-position experiment, indoor wind tunnel simulation method with laboratory analysis method, and carried out the scientific research on multiple cropping rotation system. Based on the effects of reducing erosion in the conservation tillage by multiple cropping rotation in the field, this subject will clarify the response mechanism of conservation tillage and multiple cropping system to soil wind erosion prevention. At the same time, the model of correlativity between conservation tillage with straw cover or straw standing and soil erosion will be set up. The farming system of multiple cropping rotation plus intercropped winter wheat technical system of reducing wind erosion will be developed. The project will be significant to improve the protective farming system in the main region with wind erosion in China, particularly to protect field environment and to increase cropland quality in the northwest desert oasis region.

本项目针对甘肃河西干旱荒漠绿洲区作物生产基地的农田严重风蚀沙化问题，采用田间定位试验、室内风洞模拟和实验室分析相结合的方法，对多熟轮作留茬免耕影响裸露农田土壤风蚀量的作用和机理进行深入研究，探讨保护性多熟轮作种植模式防治风蚀的作用，揭示保护性耕作+多熟种植集成模式减轻农田风蚀的效应，建立不同种植模式、留茬覆盖与风蚀量相关关系的模型，提出荒漠绿洲区多熟种植作物留茬与冬小麦间作轮作的应用模式和防沙型耕作制，解决小麦等作物秋季收获后所形成裸露农田风蚀沙化严重的问题。本研究形成的结果可进一步完善我国主要风蚀地区的保护性耕作技术体系，对保护西北荒漠绿洲区农田生态环境并提高耕地质量有重要作用和意义。

土壤风蚀是我国北方干旱、半干旱区域土地退化、沙尘天气的主要原因之一，受气候、植被、土壤和人为等因素的共同影响，其作用过程与机理比一般风沙运动更为复杂。本项目针对甘肃河西干旱荒漠绿洲区作物生产基地的农田严重风蚀沙化问题，采用田间定位试验、室内风洞模拟和实验室分析相结合的方法，从多熟轮作留茬免耕影响裸露农田土壤风蚀量的作用入手，研究了土壤风蚀的变化及与风速和土壤团粒结构等的关系、土壤扰动对作物生产系统生产力与气候变化的影响、土壤理化性质对风蚀控制的响应机制。取得的重要结果有：（1）在荒漠绿洲区，对小麦实施免耕留茬覆盖并采取保护性耕作措施可减轻土壤风蚀速率，增加表土层（0~5 cm）不可蚀性颗粒含量，特别小麦-冬油菜→玉米是免耕留茬覆盖，同时减少易蚀性颗粒含量，从而有效降低该地区农田土壤风蚀发生的可能性；（2）免耕轮作可以提高土壤表层土(0~5 cm) 有效碳、全氮含量；免耕耕作可有效提高小麦耕层土土壤有效磷、速效钾含量；（3）不同耕作方式之间的光合特性变化趋势基本一致，无明显差异；从土壤呼吸速率角度来看，由于短期效应免耕留茬覆盖并未显著降低不同类型轮作农田土壤碳的释放；（4）免耕留茬覆盖较传统耕作可提高土壤脲酶、碱性磷酸酶及蔗糖酶活性，尤其对土壤表层土（0~5 cm）三种土壤酶活性的提高尤为显著，且土壤有机碳、全氮及有效磷与上述三种酶之间关系尤为紧密。本研究形成的结果可进一步完善我国主要风蚀地区的保护性耕作技术体系，对保护西北荒漠绿洲区农田生态环境并提高耕地质量有重要作用和意义。