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川东丘陵区是中国典型的方山丘陵区,该丘陵区的中生代紫红色砂岩和泥岩,质地松脆,极易遭受侵蚀和风化,造成严重的水土流失问题,而丘陵区中的坡耕地水土流失问题表现最为突出。如何解决坡耕地水土流失问题己成为一个重要的研究课题。梯田生物埂是一种防治坡耕地水土流失,改善农田生态环境,提高单位土地生物生产能力和经济生产能力的农林复合经营系统,在充分利用土地资源的同时,也改善了坡耕地土壤的结构和养分,为山区丘陵区土地的综合利用提供了很好的参考和依据。本研究以川东丘陵区的梯田生物埂护坡为研究对象,选择生物埂护坡上4种不同种植年限的黄花和生物埂网格内土壤为研究内容,为明确4种不同种植年限黄花根系分布特征及其对土壤性质的影响,通过野外调查和室内实验相结合的研究方法,分析了生物埂护坡上黄花根系分布特征、根系生物量、黄花根系不同径级分布等根系研究；以及研究生物埂护坡上土壤的结构特征,主要从机械组成、团聚体特征及其分型维数特征和土壤抗蚀性等指标分析；最后探讨生物埂护坡上土壤养分的变化,分析生物埂护坡上土壤性质之间差异性及与根系指标的相互关系。本研究全面分析了生物埂护坡上植物根系与土壤的性质,研究结果可为该地区网格式生物埂的进一步推广提供理论依据,为川东丘陵区的梯田生物埂的草本选择和土壤养分改良方面提供理论依据和实际应用参考价值。主要结果如下(1)随着种植年限的增大,黄花根系根长、根量、根表面积和根体积等指标均增加,4年生黄花根系垂直分布明显比其它3种种植年限的大,分别为185.3cm、17133条、237.5cm2、301.2cm3和158.9cm。根系水平分布由于受到网格大小的限制而出现差异性。4种不同种植年限黄花根系平均生物量的大小顺序依次为：4a>3a>2a>la,不同生长年限不同土壤层内根系的生物量也存在一定的差异。它们的变化规律通过方程拟合发现指数函数y=3.7722e1.2549x(R2=0.96)比较适合这种变化关系。不同生长年限黄花根系长度径级主要以L≤1mm『n和L>4.5mm两个径级为主,黄花根系主要以须根和粗根为主。随着生长年限的变化,L>4.5mm的根系所占比例也呈现相同的增加趋势。(2)各实施年限土壤机械组成分形维数介于2.634-2.786之间,且表现为：4a>3a>2a>la>裸坡,与<0.05mm粒级颗粒含量呈显著的线性关系；各实施年限土壤微团聚体分形维数介于2.486-2.602之间,且表现为：裸坡>1a>2a>3a>4a,与<0.01mm粒级颗粒含量呈显著的线性关系；坡位对土壤机械组成及微团聚体分形维数的影响明显,1-4a的黄花生物埂土壤的机械组成分形维数值表现为坡上>坡中>坡下的规律,微团聚体分形维数值表现为坡上<坡中<坡下的规律,而作为对照的裸坡分别表现出与之相反的规律。(3)生物埂护坡上土壤有机质随坡位的变化规律为：坡顶>坡中>坡底。4种生长年限的有机质随坡位的变化规律一致,且均比对照裸坡地同一坡位的有机质含量多。随着实施年限的增大,网格内土壤有机质含量逐年增加,表现为4a>3a>2a>1a>ck。不同种植年限生物埂土壤pH值均在7.40以上,土壤显碱性。不同坡位的pH变化规律为：坡顶>坡中>坡底。随着实施年限的增加,土壤pH值逐渐变小。(4)土壤全氮和全钾含量随着土层深度的变化规律为：0-10cm土层大于10-20cm土层,而全磷含量的变化规律却相反。随着生长年限的增大,土壤全氮含量也逐渐增多；4年生的土壤全磷含量达到最大,1、2、3年生的土壤全磷变化不大；土壤中全钾的含量远远高于土壤中氮素和磷素含量。土壤全氮含量随坡位变化规律为：坡顶>坡中>坡底,不同年限同一坡位土壤全氮含量差异显著。1年生和2年生黄花根系土壤的全磷含量变化随坡位变化规律与3年生和4年生黄花根系土壤的全磷含量变化规律相反,1年生和2年生黄花根系土壤的全磷含量变化随坡位变化规律为：坡顶>坡中>坡底。不同年限同一坡位土壤全氮含量差异显著。坡位不会引起全钾含量的变化,且各个坡位间没有明显差异。不同生长年限土壤有效氮含量的垂直分布规律：表层含量大于深层,不同年限同一土层有效氮含量差异不大。而有效磷含量的垂直分布规律则相反,不同年限同一土层差异显著,有效磷含量随生长年限逐渐增多,均大于对照裸坡样地有效磷含量。不同生长年限土壤有效氮含量随坡位变化的规律基本为坡顶>坡中>坡底,1年生和2年生生物埂土壤有效氮含量和3、4年生差异显著。不同生长年限土壤有效磷含量随坡位没有明显变化规律,有一定的波动性,不同年限有效磷含量在坡顶和坡中差异显著,而在坡底差异不显著。土壤有效钾含量随着土层深度和坡位的变化规律有波动性不稳定,不同年限同一土层有效钾含量差异显著。(5)黄花根系形态不但影响植物本身的生长,还影响其保土培肥效果,3、4年生黄花根系土壤养分含量均比1、2年生黄花高,且种植植物的样地比对照裸坡地养分含量高,不同种植年限同一土层的土壤养分含量有显著性差异,土壤全氮、有效氮和有效钾含量均与黄花根系指标有显著的相关性,说明黄花根系的水土保持作用有保留土壤养分的能力。草本植物具有良好的降低地表温度、保持水分的作用。植物通过茎叶对地表的覆盖,起到蓄水保墒作用。通过实施生物埂措施后,生物埂对坡耕地径流的滞洪能力、减缓和阻截泥沙作用明显,逐渐增加了土壤的厚度,改善了土壤团粒结构,提高了土壤肥力,防止了坡耕地水土流失,改善了生态环境,给人们带来了巨大的生态效益和经济效益。