红壤坡耕地耕层质量特征与障碍类型划分

摘要

为有效防止坡耕地耕层质量退化,以红壤小流域典型种植制度坡耕地耕层为研究对象,采用耕层质量指数法(Cultivated-layer quality index,CLQI)分析了坡耕地耕层质量变化特征,基于聚类和主成分分析法划分了耕层障碍类型,并定量辨识了耕层质量环境影响因子作用特点。结果表明:红壤小流域坡耕地耕层土壤属性参数变化特征差异明显(P<0.05),其中耕层平均厚度为(18.88±3.17)cm,接近作物生长适宜厚度;土壤饱和导水率为(3.39±2.6)mm/min,耕层土壤入渗及持水性能略低;平均pH值为5.06±0.64,土壤呈弱酸性;土壤全量养分贫瘠,速效养分含量丰富。小流域坡耕地耕层质量总体处于合理水平,但存在明显退化趋势,以合理耕层(Ⅲ级)为主(占72.2%),较不合理耕层(Ⅳ级)占22.2%,中度合理耕层(Ⅱ级)占5.6%;不同坡位耕层质量指数由大至小依次为坡下(0.482)、坡上(0.454)、坡中(0.444)。红壤坡耕地耕层类型可划分为粘重板结型障碍耕层、养分贫瘠型障碍耕层、水分限制型障碍耕层、土壤酸化型障碍耕层、薄化型障碍耕层和无障碍耕层6类;粘粒含量、土壤有机质含量、土壤饱和导水率、pH值和耕层厚度可作为耕层障碍类型诊断及调控指标。红壤坡耕地耕层质量关键性环境影响因子为有效土层厚度、单位面积坡耕地化肥施用量、坡向和耕作方式,施有机肥、深松耕作和秸秆覆盖具有明显调控效应。研究结果可为红壤坡耕地耕层土壤有效恢复、调控途径拟定及坡耕地合理耕层构建技术选择提供理论指导。