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基本信息

項(xiàng)目名稱：
紅壤坡耕地抗旱措施及其增產(chǎn)效益
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本項(xiàng)目利用特制有機(jī)質(zhì)肥與工程措施相結(jié)合整地方式，通過(guò)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)研究相結(jié)合，探討土壤水庫(kù)庫(kù)容特性、蓄水能力及作物產(chǎn)量的變化，有利于深入了解土壤水庫(kù)營(yíng)建后其對(duì)土壤水分狀況與產(chǎn)量的影響，闡明提高其有效供水能力的機(jī)制，為充分利用和改善土壤水庫(kù)，提高其理水抗旱和增產(chǎn)功能提供科學(xué)依據(jù)。
詳細(xì)介紹：
干旱已經(jīng)成為全球性最嚴(yán)重的氣象災(zāi)害之一。建國(guó)以來(lái)，干旱的受災(zāi)面積占總受災(zāi)面積的60%－70%，每年減產(chǎn)糧食100億kg以上。干旱不僅僅發(fā)生在少雨地區(qū)，即使在年均降雨量大的南方省份，干旱問(wèn)題也同樣存在，例如自2009年秋季至2010年4月，西南五?。▍^(qū)、市）就遭受了嚴(yán)重的干旱災(zāi)害，受災(zāi)人口超過(guò)6000萬(wàn)；2011年1月以來(lái)，長(zhǎng)江中下游地區(qū)降水達(dá)到50年來(lái)最低水平，主要江河累計(jì)來(lái)水量較多年同期偏少一至七成，造成多方用水困難，農(nóng)田受旱嚴(yán)重。 紅壤是**省分布最廣、面積最大的地帶性土壤。由于季節(jié)性干旱和水土流失交替發(fā)生，使得紅壤區(qū)水土資源生產(chǎn)潛力無(wú)法充分發(fā)揮，農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入低下。紅壤坡耕地土地持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)水資源治理的核心是水土保持問(wèn)題，一方面是水土流失造成水資源的大量浪費(fèi)，另一方面伏秋干旱嚴(yán)重缺水。傳統(tǒng)上應(yīng)對(duì)干旱的措施無(wú)法解決水土流失問(wèn)題，而通過(guò)營(yíng)建“土壤水庫(kù)”可以達(dá)到減少雨季地表徑流沖刷與流失，抗御旱季干旱，使得水土流失和干旱問(wèn)題有望同時(shí)解決。 隨著土地生產(chǎn)力的提高，可以增加農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入和農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，提高農(nóng)村水土資源的可持續(xù)利用和環(huán)境的可持續(xù)維護(hù)能力，最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。 本項(xiàng)目采取不同的整地措施結(jié)合特制有機(jī)質(zhì)肥進(jìn)行坡耕地“土壤水庫(kù)”的營(yíng)建,通過(guò)全面衡量不同處理“土壤水庫(kù)”的庫(kù)容特征、水分動(dòng)態(tài)、蓄水供水性能與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的差異，對(duì)其所產(chǎn)生的效益進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，探討提高其有效供水能力的機(jī)制，為坡耕地的抗旱保水和土地生產(chǎn)力的提高提供理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。

作品圖片

  • 紅壤坡耕地抗旱措施及其增產(chǎn)效益
  • 紅壤坡耕地抗旱措施及其增產(chǎn)效益
  • 紅壤坡耕地抗旱措施及其增產(chǎn)效益
  • 紅壤坡耕地抗旱措施及其增產(chǎn)效益
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作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

本項(xiàng)目在**水土保持生態(tài)科技園設(shè)立試驗(yàn)地，以坡度6°左右不同整地措施的坡耕地作為研究對(duì)象，以花生和油菜作為供試作物，建立7塊固定試驗(yàn)樣地，采取不同的措施進(jìn)行坡耕地“土壤水庫(kù)”的營(yíng)建。 通過(guò)全面衡量不同處理“土壤水庫(kù)”的庫(kù)容特征、抗御干旱、蓄水供水與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的差異，對(duì)其所產(chǎn)生的效益進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為坡耕地的抗旱保水提供技術(shù)支撐，從而得以提高土地生產(chǎn)力，增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

研究根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要和前期研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)行選題。通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)研究相結(jié)合、野外定位觀測(cè)和室內(nèi)分析測(cè)試相結(jié)合的方式，室內(nèi)分析借助**省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——水文水資源與水環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)儀器，確保整個(gè)研究的科學(xué)性和先進(jìn)性。 研究的獨(dú)特之處在于，提出以坑穴法、柱孔法等整地和拌施特制有機(jī)肥相結(jié)合的方式，將兩者緊密結(jié)合，從根本上解決紅壤旱坡地土地持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)水資源治理中水土保持這個(gè)核心問(wèn)題。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

研究成果有利于揭示順坡耕作土地退化特征與機(jī)制，提供坡耕地持續(xù)經(jīng)營(yíng)利用的簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)技術(shù)措施。為包括紅壤在內(nèi)各種土壤類型坡耕地的避旱和水土保持技術(shù)體系的建立提供借鑒和依據(jù)；同時(shí)也為下一步在更大范圍的推廣起到了重要的技術(shù)指導(dǎo)作用。 研究成果的應(yīng)用，可以充分挖掘紅壤區(qū)坡耕地的生產(chǎn)潛力，使作物獲得穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，提高單位面積土地的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，獲得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

紅壤坡耕地季節(jié)性干旱與水土流失的交替發(fā)生嚴(yán)重制約了其土地生產(chǎn)力的充分發(fā)揮。本項(xiàng)目以順坡耕作地為對(duì)照，不同土壤水庫(kù)營(yíng)建措施坡地為研究對(duì)象，對(duì)其土壤水庫(kù)庫(kù)容特性、蓄水功能和作物產(chǎn)量展開(kāi)研究。結(jié)果表明：梯田Ⅰ、梯田Ⅱ、坑穴Ⅰ、坑穴Ⅱ、柱孔Ⅰ、柱孔Ⅱ土壤水庫(kù)總庫(kù)容分別比對(duì)照的高9.02%、8.76%、0.81%、11.02%、3.51%和4.33%；有效庫(kù)容分別是對(duì)照的1.22、1.08、0.97、1.10、1.12和1.09倍。不同類型土壤水庫(kù)的“庫(kù)容”組成，均表現(xiàn)為有效庫(kù)容> 死庫(kù)容> 通透庫(kù)容，坑穴Ⅰ、坑穴Ⅱ、柱孔Ⅰ、柱孔Ⅱ的蓄水量最大值和最小值分別比對(duì)照的高19.67%、32.14%、17.61%、17.17%和14.06%、16.46%、10.20%、11.82%。坑穴法、柱孔法、梯田法第一個(gè)生產(chǎn)年平均產(chǎn)值分別比對(duì)照高7701元每公頃、6523元每公頃、5427元每公頃，扣除整地和有機(jī)質(zhì)肥成本，坑穴法、柱孔法、梯田法平均產(chǎn)值分別比對(duì)照高1327元每公頃、1625元每公頃、247元每公頃?？友ǚㄍ寥浪畮?kù)蓄水量、產(chǎn)量都比柱孔法、梯田法高，表明其土壤水庫(kù)儲(chǔ)蓄水分總能力、增產(chǎn)效益高于后兩者。

獲獎(jiǎng)情況

1、第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽**賽區(qū) 二等獎(jiǎng)； 2、第十二屆“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽校級(jí)競(jìng)賽 一等獎(jiǎng)。

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

國(guó)外對(duì)“土壤水庫(kù)”的研究主要在于利用土壤水庫(kù)的調(diào)蓄功能與植物吸收水分相互關(guān)系，進(jìn)行植物水分的需水、節(jié)水管理與決策：植物需水量計(jì)算、灌水時(shí)間與頻率決策、每次灌水定額與總灌水量預(yù)算、以及建立土壤水庫(kù)水分平衡模型等。在減少地表徑流、增加土壤入滲方面主要采取水土保持工程技術(shù)（梯田、水平溝、集水面整地等）和耕作技術(shù)（免耕少耕、耕作輪休）。在抗旱方面主要有覆蓋技術(shù)（利用覆蓋抑制蒸發(fā)，延長(zhǎng)水在土壤水庫(kù)中的集蓄時(shí)間）及集流技術(shù)（利用自然和人工營(yíng)造集流面把降雨徑流收集到特定場(chǎng)所），后者包括集水、貯水、高效利用等方面，其中吸水劑、保水劑、抗旱劑等作為作物集水保墑和促進(jìn)作物增產(chǎn)得到廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)最早把土壤當(dāng)作“水庫(kù)”進(jìn)行研究是在北方平原農(nóng)田上，認(rèn)為土壤水庫(kù)中的水是一種重要的水資源，不僅貯量豐富，而且對(duì)作物供水有顯著的調(diào)節(jié)功能。 近幾年，研究者也提出了一些攔蓄暴雨徑流、改善土壤水分狀況的土壤水庫(kù)建立的方法和措施，包括：全方位深松、旋耕深松、營(yíng)造根坯暗溝、挖抗旱豐產(chǎn)溝等。對(duì)于亞熱帶的紅壤坡耕地“土壤水庫(kù)”，研究者也進(jìn)行了初步的探索。全斌（2002）等對(duì)福建紅壤旱地土壤水庫(kù)容狀況及水分問(wèn)題進(jìn)行研究，結(jié)果表明，紅壤旱地的貯水性能比黑土和潮土低很多，并提出了深松、工程和生物措施攔蓄地表徑流、采用復(fù)合農(nóng)林業(yè)技術(shù)、增施有機(jī)肥及改進(jìn)灌溉技術(shù)等措施，調(diào)控紅壤旱地特殊的水分物理性質(zhì)，以解決伏秋旱土壤水分虧缺、植物易受旱害問(wèn)題。黃道友（2004）也提出等高梯土、深溝撩壕、挖竹節(jié)溝、梯面覆蓋作物秸稈、凋落物結(jié)合“整梯”工程入土深埋、梯埂設(shè)置生物籬等改善和強(qiáng)大“土壤水庫(kù)”的坡地水土保持措施，可以起到良好的貯水、減少地表徑流、增加抗旱能力等作用。綜上所述，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外所研究的“土壤水庫(kù)”，在實(shí)際應(yīng)用中常常伴隨著大量的工程整地措施，成本投入過(guò)大。而通過(guò)坑穴法、柱孔法等簡(jiǎn)約整地和拌施特制有機(jī)肥相結(jié)合的方式所營(yíng)建的“土壤水庫(kù)”，可以達(dá)到解決坡耕地干旱和土壤侵蝕的簡(jiǎn)約經(jīng)營(yíng)方式，與其他抗旱保水措施相比具有一定的優(yōu)勢(shì)。 本項(xiàng)目的研究，有利于揭示順坡耕作土地退化特征與機(jī)制，提供坡耕地持續(xù)經(jīng)營(yíng)利用的簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)技術(shù)措施，為紅壤坡耕地的避旱和水土保持技術(shù)體系的建立提供借鑒和依據(jù)，可在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用，獲得良好經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
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