土壤抗蝕性

土壤抗蝕性erosion durability of soil亦稱土壤抗蝕力。系指土壤抵抗侵蝕營力(風、雨滴、徑流等)破壞、搬運的能力。土壤抗蝕性是土壤抵抗雨、風、徑流等對它分散、懸移的能力。其中抵抗雨滴擊濺的能力可以用單位面積的濺蝕量來描述，抵抗徑流分散的能力可以用單位土體的崩解速率表示。土壤的抗蝕性與土壤類型、土壤結構、土壤質地、有機質含量、土壤中根系的數量等指標密切相關，更與地表覆蓋物的類型、數量等直接相關。土壤抗蝕性是描述土壤抵抗侵蝕能力的指標，是水土保持監測中必須測定的項目之一。

基本介紹

• 中文名：土壤抗蝕性
• 外文名：Erosion durability of soil
• 別稱：土壤抗蝕力
• 決定因素：土壤本身的物理化學性質

釋義

土壤抗蝕性是指土壤抵抗雨滴打擊而分散和抵抗徑流懸浮的能力。土壤的抗蝕能力和土壤的土壤結構、機械組成、化學特徵、地表覆蓋等有關。一般來說。土壤結構性越好，微團聚體含量越高，土壤抗蝕性越強。土壤中團聚體的形成。既要求有一定數量的膠結物質，又要求這種物質一經膠結以後在水中就不再分散或分散性很小，抗蝕性較大。土壤越黏重，膠結物質越多。抗蝕性越強。如含腐殖質多的土壤抗蝕性強，因為腐殖質是能夠膠結土粒形成較好團聚體和土壤結構的物質。南於腐殖質中吸收性複合體為不同陽離子所飽和，也使土壤具有不同的分散性。很多研究表明，土壤吸收性複合體若被鈉離子飽和，就易於被水分散；若為鈣離子所飽和，則土壤抵抗被水分散的能力就顯著提高，因為鈣能促使形成較大和較穩定的土壤團聚體。

抗蝕性指標

無機黏粒類

無機黏粒類指標4個，包括<0.05mm粉黏粒含量%(X₁)、<0.01mm物理性黏粒含量%（X₂）、<0.001mm膠粒（細黏粒）含量%（X₃）和結構性顆粒指數（X₄）,其中

結構性顆粒指數=細黏粒含量（<0.001mm）/粉粒含量（0.01～0.05mm）

微團聚體類

微團聚體類指標4個，包括團聚狀況%（X₅）、團聚度%（X₆）、分散率%（X₇）和分散係數%（X₈）。其中

團聚狀況%=>0.05mm微團體分析值→0.05mm機械組成分析值

團聚度%=（團聚狀況）/（>0.05mm微團體分析值）×100%

分散率%=（<0.05mm微團體分析值）/（<0.05mm機械組成分析值）×100%

分散係數%=（<0.001mm微團體分析值）/（<0.001mm機械組成分析值）×100%

水穩定性聚體類

水穩性團聚體類指標3個，包括>0.25mm水穩性團粒含量(X₉)、>0.5mm水穩性團粒含量(X₁₀)、平均重量直徑(X₁₁)。

其中：水穩性團聚體平均重量直徑為

E_MWD=（mm）

式中，X_i為第i級的平均直徑，mm；W_i為第i級的土壤重量，mg；W_T為供試土壤的總重量，mg

有機質類

有機質類指標1個，有機質含量（g/kg）（X₁₂）為

有機質含量（g/kg）=有機質質量（g）/土壤樣本質量（kg）

土壤結構分形特徵類

土壤結構分形特徵類指標4個，包括土壤機械組成分形維(X₁₃)、微團聚體組成分形維（X₁₄）、土壤團聚體組成分形維（X₁₅）和土壤水穩性團聚體組成分形維（X₁₆）。

測定抗蝕性方法

土壤抗蝕性是指土壤抵抗徑流對其分散和懸浮的能力，它取決於土粒和水的親和能力及土粒間的膠結力等。

測定土壤抗蝕性的方法為團粒分散法，亦稱水穩性測定法，結果用K值大小表示，無量綱。該法是將風乾土篩分，取直徑0.7～1.0mm的復粒50粒，均勻置於孔徑為0.5mm的金屬網上，然後放入靜水中開始計時並觀測，以1min為間隔，分別記下被分散的土粒數，連續觀測10min，其分散土粒的總和為10min內分散的土粒數。由於土粒分散的時間不同，在計算K值時需給予修正。水穩性修正係數為：

第一分鐘為5%，第二分鐘為15%，第三分鐘為25%，第四分鐘為35%，第五分鐘為45%，第六分鐘為55%，第七分鐘為65%，第八分鐘為75%，第九分鐘為85%，第十分鐘為95%。在10min內沒有分散的土粒水穩性修正係數為100%。

將觀察得出的分散土粒數代入下式求K：

K=

式中：n_i為第i分鐘分散的土粒數；k_i’為第i分鐘水穩性修正係數；N為測驗用的總土粒數。

K值實際反映了土壤團粒的分散性，其值越小，抗蝕性越強；反之，抗蝕性越弱。

有關土壤抗蝕性指標還有幾種，測定方法不盡相同。

土壤抗蝕性測定，一般要對土壤進行分層測定，通常不加說明時僅為表層土壤抗蝕性。抗蝕性強的土壤，侵蝕強度要小；反之，土壤侵蝕強烈。一般有機質含量高的土壤，團粒水穩性要好，抗蝕性也高；有機質含量越低，土壤抗蝕性也越低。

影響因素

土壤抗蝕性的強弱主要決定於土壤結構體的水穩定性，而土壤結構體的形成和穩定的機制主要是：

（1）有足夠小的土壤顆粒土壤越細，越有利於形成結構體，而且土粒間的膠結力越大。

（2）有引起土壤顆粒聚合的因子如Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等，這些離子有利於土壤結構體的形成。

（3）有膠結劑土壤有機質特別是腐殖質，是最好的膠結劑之一，有機膠結的結構體疏鬆多孔-水穩性強。

因此，將土壤有機質、粘粒含量和CaCO₃含量，先作主成分分類，然後將其與各抗蝕性指標進行多元線性回歸，結果表明，分散率、團聚狀況和分散係數與抗蝕性影響因子的相關不顯著-水穩性團粒含量和風乾率與抗蝕性影響因子的相關顯著。從偏相關係數的相對大小可知，有機質含量是決定黃土水穩性團粒含量和風乾率的首要因子，其次是粘粒含量和CaCO₃含量。粘粒含量對毛管飽和土團粒含量的貢獻最大，有機質和CaCO₃含量次之。綜合考慮上述三因子可以認為，土壤有機質含量是決定黃土高原土壤抗蝕性強弱的主導因子，其次為粘粒含量，CaCO₃含量占第三位。

土壤有機質的來源主要是通過植物的凋落和枯落物的分解。據中國科學院西北水土保持所對黃土高原子午嶺地區不同地點的土壤抗蝕性能所作的比較研究結果表明各地點均以粘粒含量多，尤其是有機質量高的土壤表層侵蝕率比土壤下層小。在不同地類中，又以農地的侵蝕率最高，草地次之，林地特別是茂密的灌木林地最小。恢復植被，以增加土壤有機質含量，是提高土壤抗蝕性的最主要途徑。

提高抗蝕性的對策

提高土壤有機質含量

土壤有機質是土壤形成的物質基礎，也是土壤養分的主要來源。土壤有機質中腐殖質與鈣結合能生成一種良好的膠結劑，能把分散的礦質顆粒牢固地膠結起來，成為水穩性團粒結構，使土壤抗蝕性提高。土壤抗蝕性試驗證明，土壤有機質含量越高，土壤抗蝕性越強。可通過增施有機肥和秸稈還田等措施來提高土壤有機質含量。

採取生物措施

採取生物措施，能改善土壤結構及其理化性質，較多的植物根系牢固纏繞固結土壤結構體，對土壤有一種緊縛固結網路作用和保護性吸附牽拉作用，使土壤遇水不易分散，減少徑流和沖刷，達到提高土壤抗蝕性，減少水土流失的目的。

提高土壤膠體的含量和質量

為了提高膠體的凝聚作用，可以加入電解質，提高電解質濃度，使凝聚能力增強，實際生產中可採用深耕曬垡、凍垡等農耕措施，促進膠體凝聚體的形成。

改善土壤結構

通過土壤水分的乾濕交替、凍融交替、作物根系的穿插和擠壓，土壤中小動物的生命活動以及人為的耕作措施等來改善土壤結構，提高土壤抗蝕性。

採用少耕法或免耕法

通過採用少耕法或免耕法耕作，能使土壤表面結構堅實，很少量的攪動土壤，常年地表有覆蓋物保護土壤，從而減少了降雨、徑流動力條件對地表土壤的侵蝕力。

採用覆蓋耕作法

採用覆蓋耕作，改變了土壤水分的蒸發和蓄存，降低了土壤有機質分解速度，減少了養分損失，促進了土壤微生物活動，有利於形成和保持土壤的良好結構，改善土壤理化性質，防止土壤板結，從而可以提高土壤抗蝕性，減少水土流失。提高土壤抗蝕性的覆蓋耕作法有：秸稈覆蓋、砂石覆蓋、留茬覆蓋、地膜覆蓋、青草覆蓋及土面增溫劑覆蓋。