坡耕地是一个区域最易发生水土流失的土地利用类型,其严重的水土流失、面源污染和耕层退化现象直接威胁着坡耕地持续利用以及当地粮食安全、生态安全;耕层土壤质量对自然因素和人为耕作活动的影响较为敏感.以南方3个地点紫色土坡耕地耕层土壤质量为研究对象,从土壤属性角度,对比分析了重庆合川、江西兴国、云南楚雄不同耕层垂直深度土壤养分特征、土壤物理性质、土壤水库特征、耕作性能差异性及其形成原因.结果表明:(1)坡耕地耕层土壤有机质表现为云南楚雄(28.80g/kg)＞江西兴国(9.03 g/kg)＞重庆合川(8.80 g/kg);除全钾含量外,土壤全量养分和速效养分的含量表现为云南楚雄＞江西兴国＞重庆合川;坡耕地耕层速效养分垂直分布变化规律基本一致,主要表现为土壤速效养分主要在0-20 cm土层富集,而20-40 cm和40-60 cm土层无显著差异.(2)不同地点紫色土坡耕地耕层土壤物理性质差异明显,以重庆合川坡耕地土壤物理质量最差,表现为土壤砂粒含量＞60％、土壤容重最大(1.43 g/cm3)、土壤总孔隙度(45.97％)和毛管孔隙度(34.36％)最小;从坡耕地耕层土壤物理性质垂直变化特征看,耕作层(0-20 cm)优于心土层(20-40 cm)和底土层(40-60 cm).(3)紫色土坡耕地耕层土壤初始入渗率以江西兴国坡耕地耕层最大(0.32 mm/min),而以重庆合川坡耕地耕层最小(0.19 mm/min):土壤稳定入渗率和平均入渗率均表现为云南楚雄＞重庆合川＞江西兴国;坡耕地耕层土壤最大有效库容以云南楚雄最好(873.311∥hm2),说明云南楚雄紫色土坡耕地耕层土壤具有较好的抵御季节性干旱能力;不同地点坡耕地耕层土壤总库容、死库容、兴利库容、滞洪库容、最大有效库容在垂直方向变化表现为耕作层(0-20 cm)大于心土层(20-40 cm)和底土层(40-60 cm).(4)不同地点紫色土坡耕地耕层土壤抗剪强度和贯入阻力均呈现出相同变化规律,土壤抗剪强度表现为重庆合川(15.39 kg/cm2)＞云南楚雄(14.74 kg/cm2)＞江西兴国(10.66 kg/cm2),而土壤贯入阻力值为重庆合川(424.83 kPa)＞云南楚雄(252.50 kPa)＞江西兴国(188.87 kPa),这种土壤力学性能的变化说明重庆合川紫色土坡耕地耕层土壤具有较好抵抗剪切破坏的能力和较大耕作阻力.上述研究结果可为不同地点紫色土坡耕地耕层土壤质量诊断、坡耕地合理耕层评价提供理论依据和数据支持.

为探究紫色土坡地植物篱篱前淤积带与篱下土坎处土壤贮水能力和抗剪性能的差异及变化规律,选取四川遂宁水土保持试验站10°新银合欢植物篱小区(L10)、10°香根草植物篱小区(V10)和15°香根草植物篱小区(V15),分上、中、下坡采集篱前淤积带和篱下土坎(无下坡)0-30 cm耕层土壤,测定土壤基本物理性质和土壤抗剪强度,计算土壤水库总库容、滞洪库容、内摩擦角φ和粘聚力c.结果 表明:(1)同一篱带,篱前淤积带土壤保水贮水能力优于篱下土坎,其中篱前淤积带土壤自然含水率较之篱下土坎显著高6.52％-12.13％.(2)同一篱带,篱下土坎土壤透气性以及土壤抗剪性能均优于篱前淤积带,其中篱下土坎土壤非毛管孔隙度较之篱前淤积带显著高5.61％-57.70％.(3)同一小区,篱前淤积带保水贮水能力均表现为下坡＞中坡＞上坡,而篱下土坎均为上坡＞中坡.其中V15小区上述趋势最明显,其下坡篱前淤积带(上坡篱下土坎)的土壤总库容和滞洪库容分别为上坡篱前淤积带(均为中坡篱下土坎)的1.04倍和1.03倍(1.02倍).(4)同一小区,篱前淤积带土壤内摩擦角、粘聚力c和抗剪强度均表现为上坡＞中坡＞下坡,篱下土坎均为上坡＞中坡.其中V10小区上述趋势最明显,其上坡篱前淤积带(上坡篱下土坎)上述指标依次为下坡篱前淤积带(均为中坡篱下土坎)的1.06、1.09倍和1.05倍(1.04倍).(5)一个雨季前后篱前淤积带和篱下土坎土壤透气性、保水贮水能力及抗剪性能均无显著变化.