紫色土坡地土壤性質(zhì)對(duì)耕作侵蝕的影響

李富程, 花小葉, 江仁濤, 樊 敏

(西南科技大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院, 四川 綿陽621010)

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紫色土坡地土壤性質(zhì)對(duì)耕作侵蝕的影響

李富程, 花小葉, 江仁濤, 樊 敏

(西南科技大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院, 四川 綿陽621010)

[目的] 揭示土壤性質(zhì)對(duì)耕作侵蝕土壤的敏感性，為紫色土區(qū)域采取適宜的耕作措施提供依據(jù)。 [方法] 利用磁性示蹤技術(shù)定量旋耕機(jī)上下耕作和等高耕作的土壤耕作位移和土壤位移量，選取土壤容重、土壤含水量、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全氮、土壤有效磷、土壤抗剪強(qiáng)度和土壤緊實(shí)度等土壤理化性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，研究土壤性質(zhì)對(duì)旋耕機(jī)上下耕作和等高耕作的耕作侵蝕的影響特征。[ 結(jié)果] 旋耕機(jī)上下耕作和等高耕作的土壤凈位移和凈位移量不僅受坡度影響，也受土壤性質(zhì)的影響。土壤力學(xué)性質(zhì)和土壤物理性質(zhì)對(duì)旋耕機(jī)耕作侵蝕有顯著影響，對(duì)于上下耕作的土壤抗剪強(qiáng)度、土壤緊實(shí)度和土壤容重與土壤凈位移量呈顯著正相關(guān)。對(duì)于等高耕作措施的土壤抗剪強(qiáng)度、土壤緊實(shí)度、土壤容重和土壤含水量與土壤凈位移量呈顯著正相關(guān)，其他指標(biāo)關(guān)系不顯著。 [結(jié)論] 土壤抗剪強(qiáng)度、土壤緊實(shí)度和土壤容重可以作為評(píng)價(jià)耕作侵蝕的土壤可蝕性指標(biāo)。

耕作侵蝕; 土壤性質(zhì); 耕作方向; 磁性示蹤; 土壤可蝕性; 紫色土

文獻(xiàn)參數(shù)： 李富程, 花小葉, 江仁濤, 等.紫色土坡地土壤性質(zhì)對(duì)耕作侵蝕的影響[J].水土保持通報(bào)，2016,36(4)：152-157.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.04.028

中國(guó)紫色土資源廣泛分布于四川、重慶、云南、湖南等16個(gè)省(市)，面積約達(dá)2.00×107hm2[1]。紫色土是由形成于不同地質(zhì)年代主要包括三疊系、侏羅系、白堊系和第三系的紅層發(fā)育形成的一類土壤[2]，新近研究顯示紫色土并不是我國(guó)的一種特有土壤，在國(guó)外也廣泛存在，是一種全球性土壤[3-4]。紫色土成土?xí)r間和發(fā)育過程較短，土壤性質(zhì)與母巖性質(zhì)息息相關(guān)[5]，紫色母巖類型的多樣化注定了土壤性質(zhì)的多樣性。不同紫色土分布區(qū)的氣候、地貌等自然要素對(duì)土壤性質(zhì)有重要影響，而且耕作、施肥等人類活動(dòng)也對(duì)土壤性質(zhì)產(chǎn)生影響。自然要素和人類活動(dòng)的共同作用導(dǎo)致紫色土不同分布區(qū)、不同地塊甚至同一地塊不同景觀部位的土壤性質(zhì)存在顯著差異[6-7]。紫色土一般具有礦質(zhì)養(yǎng)分豐富、自然肥力高、宜種作物多等特點(diǎn)，是一種不可多得的、重要的農(nóng)業(yè)土壤資源，但抗旱性差、侵蝕強(qiáng)烈、退化嚴(yán)重等問題制約了紫色土資源在農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用[1]。這些制約因素?zé)o不與耕作侵蝕有關(guān)，耕作侵蝕發(fā)生的部位正是紫色土坡地土層最薄、侵蝕最強(qiáng)烈、退化最嚴(yán)重、糧食產(chǎn)量最低的區(qū)域[8]。已有的研究結(jié)果[9-10]顯示土壤性質(zhì)是影響耕作侵蝕強(qiáng)度的重要因素，因地制宜地優(yōu)化耕作操作，選擇能夠減小耕作侵蝕的耕作機(jī)具和耕作方式，是一種經(jīng)濟(jì)可行的土壤保持措施。紫色土耕作侵蝕研究已有約10 a，在耕作侵蝕定量、耕作侵蝕與坡度的關(guān)系、耕作侵蝕對(duì)地形演化、元素遷移的影響等方面取得了重要進(jìn)展[11-17]，但關(guān)于土壤性質(zhì)與耕作侵蝕的關(guān)系幾乎未涉及，而且已有研究多關(guān)注于人力鋤耕、家畜犁耕等傳統(tǒng)耕作方式，對(duì)小型旋耕機(jī)的耕作侵蝕研究有待加強(qiáng)[18]。因此，本研究選取土壤理化性質(zhì)和土壤力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，分析土壤性質(zhì)對(duì)旋耕機(jī)耕作的土壤耕作位移和土壤位移量的影響特征，為紫色土耕作侵蝕防治提供重要數(shù)據(jù)支撐。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于四川省綿陽市新橋鎮(zhèn)(31°33′14′′N，104°47′50′′E)。該區(qū)土壤類型為城墻巖群組(K1c)石灰性紫色土，土層厚度一般介于20—60 cm。氣候類型為亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，多年平均降水量和蒸發(fā)量分別為986.5和550 mm。坡地農(nóng)作物主要有油菜(Brassicacampestris)、玉米(Zeamays)、紅薯 (Ipomoeabatatas)、花生(Arachishypogaea)等。傳統(tǒng)耕作方式為畜力(牛)犁耕，近年來政府加大了農(nóng)戶購(gòu)買農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼力度，旋耕機(jī)耕種面積呈逐年上升趨勢(shì)。旋耕機(jī)的耕作方向主要有等高耕作、上下耕作、環(huán)狀耕作。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇3塊中等坡度的坡地，在耕作試驗(yàn)前有半年未耕過，其中2塊保持其未耕狀態(tài)，另一塊進(jìn)行重復(fù)耕作20次。在3塊坡地不同坡位布置一系列的耕作試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)的尺寸為1.0 m×0.2 m×0.08～0.12 m，長(zhǎng)邊平行于等高線方向，共布置65個(gè)示蹤小區(qū)。耕作試驗(yàn)前利用環(huán)刀對(duì)每個(gè)示蹤小區(qū)進(jìn)行取樣，取樣深度距土壤表面0.03～0.08 m，每個(gè)示蹤小區(qū)取3個(gè)平行樣，混合后帶回實(shí)驗(yàn)室用于土壤性質(zhì)分析。旋耕機(jī)的耕作方向采用上下耕作和等高耕作，上下耕作設(shè)置41個(gè)示蹤小區(qū)，坡度介于4.45%～14.47%，平均坡度為10.60%；等高耕作設(shè)置24個(gè)示蹤小區(qū)，坡度介于4.15%～15.43%，平均坡度為10.78%。利用重慶吉寶機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的吉寶牌柴油旋耕機(jī)(1 WG6.3～135 FC-XDS)進(jìn)行耕作，其主要技術(shù)參數(shù)為：旋耕機(jī)總重120 kg，尺寸1.70 m×1.35 m×0.90 m；發(fā)動(dòng)機(jī)的功率6.3 kW，轉(zhuǎn)速3 600 r/min；旋耕刀總數(shù)32把，幅寬135 cm，直徑33.5 cm。耕作速度設(shè)置為快檔，耕作深度為0.08～0.12 m。為了使土壤達(dá)到一定的細(xì)度和深度，農(nóng)民在實(shí)踐中一般連續(xù)耕作2遍。本試驗(yàn)與實(shí)踐保持一致，上下耕作和等高耕作分別耕作2遍，上下耕作第1遍沿順坡方向從下坡向上坡耕作，第2遍從上坡向下坡耕作；等高耕作第1遍從下坡開始沿等高線方向來回連續(xù)耕作，第2遍耕作與第1遍耕作路徑保持一致。

1.3測(cè)定方法

土壤耕作位移和土壤位移量采用磁性示蹤法測(cè)定，具體測(cè)定方法參見文獻(xiàn)[15]和[18]。土壤磁化率利用捷克產(chǎn)的高精度磁化率儀(SM-30)測(cè)定，靈敏度達(dá)10-7SI。磁性示蹤劑選用具有磁性強(qiáng)、粒徑小、顏色深等特點(diǎn)的鈦鐵礦粉，鈦鐵礦粉是一種黑色粉末，粒徑為200目，主要成分為二氧化鈦、三氧化二鐵和氧化鐵。

土壤性質(zhì)指標(biāo)選擇3類指標(biāo)：土壤物理性質(zhì)、土壤化學(xué)性質(zhì)和土壤力學(xué)性質(zhì)。土壤物理性質(zhì)指標(biāo)有土壤容重和土壤含水量，土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)選用有機(jī)質(zhì)、全氮和有效磷，土壤力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)選用土壤抗剪強(qiáng)度和土壤緊實(shí)度。土壤容重和土壤含水量分別采用環(huán)刀法和烘干法進(jìn)行測(cè)定。有機(jī)質(zhì)和全氮分別采用低溫外熱重鉻酸鉀氧化—比色法和半微量凱氏法測(cè)定[19]，有效磷的測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗分光光度法[20]。土壤抗剪強(qiáng)度利用14.10 Pocket Vane Tester型三頭抗剪儀在田間原位測(cè)定，其中未耕地采用CL101型(中號(hào))旋頭，模擬耕作地采用CL101型(大號(hào))旋頭，測(cè)定深度分別為距土壤表層0，5和10 cm處，每層做4個(gè)重復(fù)。土壤緊實(shí)度利用浙江托普儀器有限公司研制的GPS土壤緊實(shí)度儀(TJSD-750-II)進(jìn)行測(cè)定，探針插入耕層深度為15 cm，每個(gè)示蹤小區(qū)重復(fù)測(cè)定4次。

1.4耕作位移與耕作侵蝕計(jì)算

耕作位移計(jì)算模型為[12]：

(1)

式中：D——土壤平均耕作位移(m)；C0——耕作前示蹤小區(qū)的土壤磁化率(SI)；C(x)——耕作后示蹤路徑的土壤磁化率(SI)；L——取樣的最大距離(m)。應(yīng)用此公式分別計(jì)算向上位移(Dup)和向下位移(Ddown)，分別表示以示蹤小區(qū)中心線為基準(zhǔn)，耕作引起的土壤平均向上坡和向下坡移動(dòng)距離，二者之差為土壤凈位移(Dnet)。

土壤位移量計(jì)算公式為[13]：

Q=D·Dt·ρb

(2)

式中：Q——每次耕作引起的土壤位移量(kg/m)；Dt——耕作深度(m)；ρb——土壤容重(kg/m3)。利用此公式計(jì)算向下位移量(Qdown)和向上位移量(Qup)，二者之差為土壤凈位移量(Qnet)。

2　結(jié)果與討論

2.1耕作位移與土壤位移量變化特征

上下耕作和等高耕作均導(dǎo)致土壤發(fā)生向上坡位移和向下坡位移，且向上位移小于向下位移，土壤發(fā)生向下坡凈位移。在坡度4.45%～14.47%，上下耕作產(chǎn)生的向上位移介于0.01～0.07 m，平均值為0.04 m，向下位移介于0.02～0.12 m，平均值為0.08 m，土壤凈位移和土壤凈位移量平均值分別為0.04 m和6.17 kg/m(表1)。在坡度4.15%～15.43%，等高耕作產(chǎn)生的向上位移和向下位移平均值分別為0.02和0.08 m，土壤凈位移平均值為0.06 m，變化范圍為0.01～0.10 m，土壤凈位移量平均值為8.57 kg/m，變化范圍為0.65～14.57 kg/m(表2)。上下耕作和等高耕作引起的土壤凈位移和土壤凈位移量均隨著坡度的增加而增大(p<0.01)。

表1　上下耕作土壤耕作位移和土壤性質(zhì)特征統(tǒng)計(jì)

表2　等高耕作土壤耕作位移和土壤性質(zhì)特征統(tǒng)計(jì)

通過方差分析比較上下耕作和等高耕作的耕作位移差異，結(jié)果顯示兩種處理的平均坡度和耕作深度無明顯差異，上下耕作產(chǎn)生的向上位移和向下位移都顯著大于等高耕作(p<0.05)，然而上下耕作產(chǎn)生的土壤凈位移卻略小于等高耕作(p=0.06)。這主要是由于土壤凈位移是向上位移與向下位移的平衡結(jié)果，上下耕作時(shí)向上位移隨著向下位移的增大而增大(p=0.04)，而等高耕作時(shí)向上位移和向下位移相對(duì)獨(dú)立變化(p=0.09)。

按耕作動(dòng)力劃分，紫色土坡地目前存在旋耕機(jī)耕作、人力耕作(鋤頭)和畜力耕作(牛)3種類型的耕作。旋耕機(jī)和牛拉犁的耕作方向多為上下耕作和等高耕作，鋤耕的方向多為向下耕作和等高耕作。通過比較紫色土坡地不同耕作方式的土壤耕作位移和土壤位移量(表3)，可以得出在中等坡度條件下，土壤耕作位移和土壤位移量的大小關(guān)系依次為：旋耕機(jī)上下耕作<旋耕機(jī)等高耕作<牛拉犁上下耕作<鋤頭等高耕作<鋤頭向下耕作<牛拉犁等高耕作。該結(jié)果表明耕作方向是影響耕作侵蝕力的重要因素，旋耕機(jī)耕作相對(duì)于人力耕作和畜力耕作可以減小耕作侵蝕。

表3　紫色土坡地不同耕作工具的土壤耕作位移和土壤位移量

注：坡度用LSD法進(jìn)行多重比較，數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同列不同字母表示組間差異顯著(p<0.05)； 牛拉犁向上耕作的耕作位移為向上坡方向，其他為向下坡方向。

依據(jù)Wilding和Drees建立的變異性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[21]，上下耕作引起的向上位移的變異性為中等變異(Cv>10%)，向下位移的變異性為強(qiáng)變異(Cv>35%)；相反地，等高耕作引起的向上位移的變異性為強(qiáng)變異，向下位移的變異性為中等變異。上下耕作的土壤凈位移和土壤凈位移量的變異性為強(qiáng)變異，而等高耕作的土壤凈位移為中等變異，土壤位移量為強(qiáng)變異。變異性分析結(jié)果顯示出不同耕作試驗(yàn)小區(qū)的土壤凈位移和土壤凈位移量存在明顯差異。這種差異可能主要是由耕作方式、景觀部位等不同導(dǎo)致耕作初始土壤條件不同引起的。

2.2耕作試驗(yàn)小區(qū)土壤特征

上下耕作試驗(yàn)小區(qū)的土壤性質(zhì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表1。由表1可以看，土壤容重的變異性為6.36%，屬弱變異，土壤含水量的變異性為8.27%，也屬弱變異。有機(jī)質(zhì)和全氮含量的變異性分別為28.45%和10.17%，都屬中等變異，有效磷含量的變異性為43.84%，屬?gòu)?qiáng)變異。土壤抗剪強(qiáng)度和土壤緊實(shí)度的變異性分別為37.83%和45.52%，屬?gòu)?qiáng)變異。比較所選擇的3類土壤性質(zhì)指標(biāo)的變異性，土壤力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的變異性最強(qiáng)，其次是土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，土壤物理性質(zhì)指標(biāo)的變異性最小。等高耕作試驗(yàn)小區(qū)的土壤性質(zhì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表2。由表2可以看出，土壤容重和土壤含水量的變異性分別為5.88%和11.44%，顯示出土壤容重的變異性為弱變異，而土壤含水量的變異性達(dá)到了中等變異。有機(jī)質(zhì)、全氮和有效磷的變異性分別為16.21%，7.41%和33.67%，表明有機(jī)質(zhì)和有效磷變異性都達(dá)到了中等變異，全氮的變異性為弱變異。土壤抗剪強(qiáng)度和土壤緊實(shí)度的變異性分別為44.13%和48.18%，兩者的變異性都達(dá)到了強(qiáng)變異。這些結(jié)果表明等高耕作與上下耕作試驗(yàn)小區(qū)土壤性質(zhì)的變異性相似，等高耕作試驗(yàn)小區(qū)也呈現(xiàn)出土壤力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的變異性最強(qiáng)，土壤物理性質(zhì)指標(biāo)的變異性最弱。

2.3土壤性質(zhì)與耕作侵蝕的關(guān)系

上下耕作土壤耕作位移與土壤性質(zhì)的關(guān)系詳見表4。由表4可知，上下耕作引起的向上位移與土壤容重、土壤含水量都無顯著相關(guān)性，向下位移與土壤容重、土壤含水量卻呈現(xiàn)顯著正相關(guān)(p<0.01)，土壤凈位移與土壤容重和土壤含水量無顯著相關(guān)性。向上位移和向下位移與有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷均無顯著相關(guān)性，土壤凈位移與有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷也都無顯著相關(guān)性。向上位移與土壤抗剪強(qiáng)度無顯著相關(guān)性，向下位移與土壤抗剪強(qiáng)度呈顯著正相關(guān)(p<0.01)；與土壤抗剪強(qiáng)度不同，向上位移與土壤緊實(shí)度呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05)，向下位移與土壤緊實(shí)度呈顯著正相關(guān)(p<0.01)；土壤凈位移與土壤抗剪強(qiáng)度和土壤緊實(shí)度均呈顯著正相關(guān)(p<0.01)。土壤凈位移量與土壤凈位移和土壤性質(zhì)的關(guān)系基本一致，唯一不同的是土壤凈位移量與土壤容重呈顯著相關(guān)性(p<0.5)。這些結(jié)果表明土壤抗剪強(qiáng)度、土壤緊實(shí)度和土壤容重對(duì)上下耕作的耕作侵蝕有明顯影響，而有機(jī)質(zhì)等化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)無明顯影響。

表4　上下耕作土壤耕作位移與土壤性質(zhì)關(guān)系矩陣

注：**表示在p<0.01水平上顯著相關(guān)，*表示在p<0.05水平上顯著相關(guān)。下同。

等高耕作土壤耕作位移與土壤性質(zhì)的關(guān)系詳見表5。由表5可知，土壤容重和土壤含水量與向上位移無顯著相關(guān)性，與向下位移呈顯著正相關(guān)(p<0.05)，土壤容重與土壤凈位移呈顯著正相關(guān)(p<0.01)，土壤含水量與土壤凈位移也呈顯著正相關(guān)(p<0.01)。

等高耕作土壤耕作位移與有機(jī)質(zhì)、全氮的關(guān)系與上下耕作相似，與上下耕作不同的是有效磷與向下位移的相關(guān)性達(dá)到了顯著水平(p<0.01)，而且有效磷與土壤凈位移的相關(guān)性也達(dá)到了顯著水平(p<0.01)。向上位移與土壤抗剪強(qiáng)度和土壤緊實(shí)度都無顯著相關(guān)性，而向下位移與土壤抗剪強(qiáng)度和土壤緊實(shí)度都呈顯著正相關(guān)(p<0.01)；土壤凈位移與土壤抗剪強(qiáng)度和土壤緊實(shí)度也都呈顯著正相關(guān)(p<0.01)。土壤凈位移量與土壤凈位移和土壤性質(zhì)的關(guān)系具有一致性。這些結(jié)果表明土壤抗剪強(qiáng)度、土壤緊實(shí)度、土壤容重和土壤含水量對(duì)等高耕作的耕作侵蝕有明顯影響，其他指標(biāo)無明顯影響。

表5　等高耕作土壤耕作位移與土壤性質(zhì)關(guān)系矩陣

上下耕作和等高耕作引起的土壤凈位移量與土壤容重都呈顯著正相關(guān)(p<0.05)，表明土壤容重增加導(dǎo)致旋耕機(jī)耕作的土壤凈位移量增大，也就是說旋耕機(jī)在緊實(shí)土壤上耕作比在疏松土壤上耕作的土壤凈位移量大。旋耕機(jī)耕作的土壤凈位移量隨著土壤抗剪強(qiáng)度和土壤緊實(shí)度的增加而增大，這與土壤容重與土壤凈位移量的關(guān)系是一致的，也表明疏松土壤的耕作侵蝕小于緊實(shí)土壤。這一結(jié)果與以往研究結(jié)果不同，以往研究認(rèn)為在疏松土壤條件下耕作傳輸土壤較緊實(shí)土壤更為容易，由此導(dǎo)致疏松土壤耕作產(chǎn)生的土壤凈位移大于緊實(shí)土壤[22]。這種差異可能主要源于耕作機(jī)具傳輸土壤方式的不同。

3　結(jié) 論

(1) 旋耕機(jī)上下耕作和等高耕作都導(dǎo)致土壤發(fā)生向上坡位移和向下坡位移，在坡度和耕作深度基本一致的情況下，上下耕作產(chǎn)生的向上位移和向下位移都顯著大于等高耕作，然而上下耕作產(chǎn)生的土壤凈位移卻小于等高耕作，旋耕機(jī)特殊的土壤再分布模式改變了耕作方向與耕作侵蝕關(guān)系的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，一般認(rèn)為等高耕作的耕作侵蝕明顯小于順坡耕作，旋耕機(jī)上下耕作引起的向上位移抵消了向下位移的影響，導(dǎo)致土壤凈位移減小。

(2) 通過不同耕作處理并將示蹤小區(qū)設(shè)置在耕地不同景觀部位，導(dǎo)致上下耕作和等高耕作試驗(yàn)小區(qū)的土壤理化性質(zhì)和土壤力學(xué)性質(zhì)顯現(xiàn)出較大的變異性，特別是土壤力學(xué)性質(zhì)，變異系數(shù)介于37.83%～48.18%；土壤凈位移也呈現(xiàn)較大的變異性，上下耕作和等高耕作產(chǎn)生的土壤凈位移的變異系數(shù)分別為75.00%和33.33%。

(3) 土壤力學(xué)性質(zhì)和土壤物理性質(zhì)與耕作侵蝕存在較強(qiáng)的相關(guān)性。對(duì)于上下耕作，土壤抗剪強(qiáng)度、土壤緊實(shí)度和土壤容重對(duì)耕作侵蝕影響明顯，而有機(jī)質(zhì)等化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)無明顯影響；對(duì)于等高耕作，土壤抗剪強(qiáng)度、土壤緊實(shí)度、土壤容重和土壤含水量對(duì)耕作侵蝕有明顯影響，其他指標(biāo)無明顯影響。土壤抗剪強(qiáng)度、土壤緊實(shí)度和土壤容重可以作為評(píng)價(jià)耕作侵蝕的土壤可蝕性指標(biāo)。

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Effects of Soil Properties on Tillage Erosion on Hillslopes of Purple Soil

LI Fucheng, HUA Xiaoye, JIANG Rentao, FAN Min

(CollegeofResource&Environment,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang,Sichuan621010,China)

[Objective] Soil property is one of the important factors that influence the tillage erosion intensity. Revealing soil erosion susceptibility by tillage operations under different soil conditions was expected to provide basis for the adoption of appropriate tillage measures on steep land. [Methods] Magnetic tracer was used to measure the soil translocation and soil flux under up and down slope tillage and contour tillage by rotary cultivator. The effect of variations in soil properties on net soil displacement and the associated tillage erosion was investigated for the two tillage practices in purple soil under two different soil conditions is consolidated soil(conventional tillage about half a year ago) and loosened soil(consecutive tillage for 20 times tillage operations). Seven soil physical, chemical and mechanical properties were selected as indices, including soil bulk density, soil water content, soil organic matter, total nitrogen, available phosphorus, soil shear strength and soil compactness. [Results] The results showed that net soil displacement distance and soil flux were not only influenced by slope gradient but also by soil properties irrespective of tillage practices. Soil mechanical and physical properties had significant impacts on tillage erosion. For the up and down slope tillage, net soil translocation rate was significantly positively correlated with the indices of soil shear strength, soil compactness, and soil bulk density. For the contour tillage, net soil translocation rate was significantly positively correlated with the indices of soil shear strength, soil compactness, soil bulk density and soil water content. No significant correlations were found between net soil translocation rate and soil chemical properties index for the two practices. [Conclusion] It is suggested that soil shear strength, soil compactness and soil bulk density could be taken as indicators in evaluating soil erodibility for tillage erosion.

tillage erosion; soil properties; tillage direction; magnetic tracer; soil erodibility; purple soil

2015-08-14

2015-09-26

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“四川紫色土區(qū)耕作機(jī)具與坡面要素的配適機(jī)制”(41401301)； 西南科技大學(xué)博士資助項(xiàng)目(13zx7129)

李富程(1982—),男(漢族),吉林省蛟河市人,博士,講師,主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)與水土保持研究。E-mail:lfckind@163.com。

A

1000-288X(2016)04-0152-06

S157.1