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本研究通过对喀斯特石灰岩和白云岩石漠化坡地进行野外调查,发现白云岩坡地土壤总量少且均匀分布于基岩上,认识到白云岩石漠化坡地植被良好生长的障碍因子仍然是养分亏缺,漏水漏肥问题。据此,提出利用保水剂的保水功能和活性炭的吸附与缓释功能对白云岩坡地土壤进行改良的思路和方法,开展盆栽试验和田间示范。通过对不同处理白云岩坡地土壤理化性质、渗漏水量、渗漏水化学性质及植物生物量的测定,来探讨保水剂和活性炭对白云岩坡地土壤水分和养分流失、土壤理化性质和植物生长的影响,并取得以下6方面的认识: (1)白云岩坡地表层土壤整体很薄,且白云岩“糖砂层”白云砂机械组成以砂粒含量为主,饱和导水率高,持水性能差,土壤容重大,孔隙度小,土壤呈碱性,土壤电导率、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷和有机质含量均很低,导致白云岩坡地土壤养分和水分匮乏。 (2)在白云岩坡地土壤中添加保水剂后,降低了土壤容重,提高了土壤总孔隙度,改善了土壤透气性,减少了土壤渗漏水量,显著提高了土壤含水量,有效地改善了土壤的物理结构。 (3)通过对渗漏水钾离子、硝酸根和磷酸根流失量的分析,发现随着活性炭施用量的增加,钾离子和磷酸根离子流失量增加,硝酸根离子流失量减小。而通过各处理土壤养分的分析,发现等同添加0.5%或1%保水剂情况下,随着活性炭施用量的增加,土壤电导率、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量依次增加。 (4)保水剂的最佳施用比例为1%,更多的保水剂比例可能会导致土壤结构破坏,抑制植物生长。通过分析保水剂对黑麦草、黄豆和无籽刺梨生长的影响,发现保水剂添加量在0%~1%范围之间,随着保水剂施用量的增加,黑麦草、黄豆和刺梨的生长状况越好,当保水剂添加量超过1%,抑制刺梨生长。 (5)添加相同保水剂的情况下,随着活性炭加入比例的提高,生物量显著增长,但促进效果趋于稳定,考虑到活性炭的成本较高,活性炭的最佳施用比例为8%。同等添加0.5%保水剂的情况下,添加0%、3%和5%活性炭的黑麦草和黄豆的总生物量呈增加趋势;另外,同等添加1%保水剂的情况下,添加3%、5%、8%和10%活性炭的无籽刺梨的生物量、平均冠幅、平均根长、植株高度和平均枝长均呈增加趋势,而添加8%活性炭和10%活性炭两处理的无籽刺梨生长状况差异很小。 (6)通过野外田间示范观测数据,发现各分区刺梨产量的差异主要由地形和坡向引起,保水剂和活性炭的添加比例对各分区刺梨产量的影响很小。经分析,此结果主要是由各分区刺梨生长状况差异大,保水剂和活性炭作用时间短及示范区刺梨树发生虫害等因素有关。 因此,向白云岩坡地土壤添加保水剂和活性炭,可以有效改善土壤物理结构,降低土壤水分渗漏量,提高土壤含水量,减少养分淋失,增强土壤肥力,提高作物产量,为白云岩石漠化坡地土壤的“漏水”和“漏肥”问题探寻一种新的解决途径。