室内人工模拟降雨试验探索玉米茎秆汁液是否可以用来防治水土流失

《农业工程学报》2015年第31卷第11期刊载了由兰州大学等单位的作者魏霞、李勋贵、Huang Chihua合作完成的研究成果——“玉米茎秆汁液防治坡面土壤侵蚀的室内模拟试验”。

 水土流失可降低耕地质量，破坏生态环境。目前，其治理措施主要有工程、生物、耕作与化学措施等，但都存在或投资大、或周期长、或见效慢、或对人体有害等不足。为此，该研究将稀释后的纯天然玉米茎秆汁液施加于土壤表面，对其开展室内人工模拟降雨试验，以探索其是否可以用来防治水土流失。汁液的获取简捷，成本低，同时不存在对人体伤害的问题，是一种纯天然的土壤添加剂。该研究对水土流失的防治具有重要科学指导意义，为水土流失的治理提供了一种新方法。

     供试玉米茎秆汁液来源于美国普渡大学生命科学院，茎秆汁液是在利用玉米茎秆直接提取纤维的过程中产生的纯天然副产品。近年来，美国普渡大学一名教授发明了一种方法可以直接从植物体中提取纤维，在植物纤维提取的过程中唯一用到的添加物就是水，因此，纤维提取过程中产生的副产品便是纯天然的植物汁液。

     该试验涉及了2种玉米茎秆汁液的施加量（400和800 g）、4种施加浓度（10%、25%、50%和75%）和4种降雨强度（50、25、75、100 mm/h）。结果表明，各施加浓度和施加量的玉米茎秆汁液都能够减少降雨产流产沙强度，且相同条件下的产沙强度减小程度大于产流强度减小程度。当玉米茎秆汁液的施加量为 400 g时，随着施加浓度从10%增加至 25%、50%和75%，减流百分比分别为 31.243%、31.685%、34.595%和 39.475%，减沙百分比分别为 23.167%、41.993%、37.918%和64.606%；当玉米茎秆汁液的施加量为 800 g时，随着施加浓度从10%增加至 25%、50%、75%，减流百分比分别为 37.583%、56.433%、63.170%和76.360%，减沙百分比分别为 48.214%、77.219%、88.572%和 95.539%。当施加量和降雨强度相同时，产流产沙强度与施加浓度之间呈显著的指数函数递减关系，产沙强度随降雨强度的变化呈显著的幂函数递增关系。当施加量为 400 g时，各施加浓度下的产流强度与降雨强度之间呈显著的线性函数递增关系，当施加量为 800 g时，各施加浓度下的产流强度随降雨强度呈显著的指数函数递增关系。

 该研究探索以玉米茎秆汁液作为土壤改良剂来防治水土流失的功效，结果表明玉米茎秆汁液可以作为土壤改良剂来降低产流产沙量、防治水土流失，因此，天然副产品玉米茎秆汁液作为土壤改良剂来防治水土流失具有重要的应用前景。

     在后续研究中需要开展低浓度的玉米茎秆汁液施加的研究，为等量的玉米茎秆汁液作为土壤改良剂应用于水土流失防治实践提供具体的施加剂量参考，以便用尽可能少的玉米茎秆汁液的施加来控制尽可能多的水土流失面积，为玉米茎秆汁液作为土壤改良剂大规模应用于水土流失的防治提供科学指导。