农田沙漠化过程对土壤性质和作物产量的影响

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1、生态环境学报2010,19(4):926-931http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com农田沙漠化过程对土壤性质和作物产量的影响1111112李玉强，尚雯，赵哈林，赵学勇，王少昆，曲浩，王育军1.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃兰州730000；2.通辽市气象局，内蒙古通辽028000摘要：地处北方半干旱农牧交错带东端的科尔沁沙地，是我国现代沙漠化最严重的地区之一。选择科尔沁沙地不同沙漠化阶段（非沙漠化、轻度、中度、重度和严重沙漠化）农田，研究了沙漠化发展过程对

2、土壤有机碳、全氮、颗粒组成、土壤温度、土壤持水能力以及作物生物量的影响。结果表明，随着农田的风蚀，土壤发生粗化和有机质含量下降，土壤环境明显恶化，导致生物产量大幅度下降。从非沙漠化农田分别到轻度、中度、重度和严重沙漠化农田，100cm深土壤有机碳含量下降34.4%、52.8%、81.6%和90.9%，全氮含量下降42.4%、58.5%、82.7%和92.6%。从非沙漠化农田到严重沙漠化农田，2~0.1mm的土壤颗粒含量从64.4%增加到96.1%，0.1~0.05mm的颗粒含量从28.8%减少到2.7%，小于0.05mm的颗粒含量从5.9%减少到0.7%。严重沙漠化农田土壤温度比

3、非沙漠化农田高3.0℃，土壤饱和持水量和田间持水量分别比非沙漠化农田低45%和53%，单株地上部生物量比非沙漠化农田低31%。非沙漠化、轻度、中度和重度沙漠化农田单位面积玉米产量分别比严重沙漠化农田高3.4、3.5、2.5和1.5倍。在科尔沁沙地，加强农田防护林建设，实施保护性耕作和增施有机肥是防止农田沙漠化和提高作物产量的根本措施。关键词：沙漠化；农田；土壤性质；作物产量；科尔沁中图分类号：S158.3；S156.5文献标识码：A文章编号：1674-5906（2010）04-0926-06沙漠化是干旱、半干旱及部分半湿润地区由于主要集中在6—8月；年均潜在蒸发量1972.8mm

4、；-1-1人地关系不相协调所造成的以风沙活动为主要标年平均风速3.5m·s，大风日数20~60d·a。。农田志的土地退化。是荒漠化的主要类型之一，在全球土壤类型主要为沙质草甸土(砂壤土)和农用风沙干旱和半干旱区造成土地资源丧失和生存环境恶土，其基本特点是土壤中沙物质含量高．养分含量[1]化。在我国北方半干旱农牧交错区，由于气候干低，粘结性差，在风力作用下易发生风蚀。旱多风，土壤松散易流动且有机质含量低，不仅导2研究方法致农业生产水平低下，而且土地沙漠化日趋严重根据春季垄沟积沙或风蚀特征，按沙漠化梯度[2-4]。关于该区土地沙漠化的成因、过程、危害，以选择5个类型的典型样地：非沙漠

5、化农田、轻度沙及沙漠化正逆过程对草地土壤质量和植被生产力漠化农田、中度沙漠化农田、重度沙漠化农田、严[5-8]影响的研究已有很多。但是，对农田沙漠化过程重沙漠化农田。所有样地均为种植同一品种玉米的中土壤性质的演变及其对作物生产力影响的研究灌溉农田，并保证耕作方式和管理措施一致。每一相对较少。类型样地面积不小于40m×40m，设置6个1m×1m科尔沁沙地地处内蒙古东部的半干旱农牧交的样方用于观测和取样。土壤测定指标为：100cm错区，由于水热条件较好，一直是内蒙古的农牧业深（分0~10，10~20，20~40，40~60和60~100cm五生产基地。但由于“滥垦、滥伐、滥牧”现象严

6、重，层）土壤有机碳、全氮含量和颗粒组成；30cm深这里也是我国北方沙漠化最严重的地区之一。本文（分0~10，10~20和20~30cm三层）土壤含水量；25以该区处于不同沙漠化阶段的灌溉农田为对象，研cm深（分0、5、10、15、25cm五层）土壤温度；究了沙漠化过程中土壤性质的变化及其对作物生20cm深田间持水量和饱和持水量。作物测定指标产力形成的影响，力图对沙漠化农田的耕作方式及为：栽植密度、地上部生物量、籽粒数和产量。土壤改良提出一些有益建议。土壤碳氮含量测定的取样时间为春季耕作前。1研究区域自然概况土壤温度、含水量从5月1日开始至9月份结束，每研究区位于科尔沁沙地中南部内

7、蒙古通辽市30天测定一次，时间均为上午9:00～10:00。作物地奈曼旗境内(42°55′Ｎ,120°42′Ｅ),海拔345m。本上生物量在收获期测定。土壤有机碳测定用重铬酸区属温带大陆性半干旱气候，年均温6.4℃，≥10℃钾—硫酸氧化法，全氮用凯氏定氮法，温度用日产的积温为3000~3400℃；年均降水量364.6mm，地温仪，含水量用烘干称重法，持水量用环刀法，基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(2009CB421303)；国家自然科学基金项目（40901049）；中国科