CN106134562A - 降低顺坡垄作烟田水土流失的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于坡耕地农业耕作和土壤防侵蚀技术领域，具体涉及一种降低顺坡垄作烟田水土流失的方法。本发明在现有的坡耕地顺坡起垄的基础上配种黑麦草，通过黑麦草根系对土壤的固定，以及自身吸水和吸肥能力，减少雨水对地表的直接冲刷，能够大大减少坡耕地烟田的径流量、产沙量以及径流中N、P、K含量。用于烟田水土保持和减少径流中N、P、K的方法。

Description

降低顺坡垄作烟田水土流失的方法

技术领域

本发明属于坡耕地农业耕作和土壤防侵蚀技术领域，具体涉及一种降低顺坡垄作烟田水土流失的方法。

背景技术

有研究表明，我国水土流失面积占国土面积的比例约为38%，而三峡库区重庆段则更为严重，其水土流失面积比高达51.7%。长期的水土流失会破坏土地资源，制约作物的生长，降低土壤的肥力。据估计，我国每年由于水土流失而造成的经济损失可达100亿元以上。因此，防治水土流失，是我国生态建设的一项重要内容。

在我国国民经济快速增长的过程中，烟草商品作出的贡献十分重要，而且在不少地区，烟草都是财政收入的一个重要来源。烟草适合生长在坡地的砂壤土或半砂壤土中，但由于坡地独特的地形所致，烟田种植地多为坡耕地，坡耕地容易受到外界环境的影响，从而造成水土流失。

当前，在烟区坡耕地格局基本固定的情况下，改善坡耕地耕作模式就成为操作简单、周期短、水保效益明显的有效办法。因此，迫切需要在充分借鉴传统种植习惯的基础上，研发一种保水减蚀的坡耕地耕作措施，以控制坡面土壤侵蚀，防治水土流失，降低烟区河流携沙率，减轻烟区水源污染负荷。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低顺坡垄作烟田水土流失的方法，本发明在现有的坡耕地顺坡起垄的基础上配种黑麦草，通过黑麦草根系对土壤的固定，以及自身吸水和吸肥能力，减少雨水对地表的直接冲刷，能够大大减少坡耕地烟田的径流量、产沙量以及径流中N、P、K含量。用于烟田水土保持和减少径流中N、P、K的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

设计一种降低顺坡垄作烟田水土流失的方法，在烟田种植坡地上顺坡起垄，并在垄间或/和垄上种植黑麦草，其中垄体上种植黑麦草的方式如下：在垄体两侧种植黑麦草，垄体顶面用于烟草幼苗的种植，

优选的，烟草株距为60cm。

具体的，所述垄的高度为25~30cm，顶面宽度为30cm，底面宽度为60cm，垄间距为110~120cm。

优选的，种植于垄体上的黑麦草在前一年烟草采收结束后播种，播种量为75kg/hm²，并在当年烟草移栽前两个星期，将种植于垄体上的黑麦草刈割后覆盖于垄体顶面及两侧；种植于垄间的黑麦草于当年烟草移栽前两个月播种，播种量为75kg/hm²。

本发明针对坡耕地，利用植物根系固定土壤的原理，以及植物自身的吸水、吸肥能力，大大提高了坡耕地烟田水土保持效果，并且大大减少了径流中N、P、K含量。

在顺坡起垄前，施用烟田土壤改良剂3～12 kg /亩，所述烟田土壤改良剂由聚丙烯酰胺、多聚糖、腐殖酸钾按1～3:2～5:1的重量比组成，该土壤改良剂的组成原料来源广泛，价格低，且各组成分交互作用，能有效改良烟田土壤的理化性质，促进团粒结构的形成，稳定土壤结构，并提高土壤对于水分及营养成分的蓄容量。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

①减少径流量和产沙量，刈割后的黑麦草覆盖在垄体上可减少雨水与土壤之间的直接接触，从而减少径流量和产沙量；而且黑麦草自身生长发育也会吸收水分，进一步降低大范围降雨造成水土流失现象。

②提高土壤肥力，垄体上的黑麦草腐解后可以提高土壤有机质含量，促进土壤团粒结构体的形成，并提高土壤养分及水分的蓄容量。

③减少土壤氮、磷等养分的流失，黑麦草生长过程中，可以吸收伴随着雨水流失的养分，有助于减少农业面源污染发生，同时黑麦草腐解后可以还肥于田。

④在烟田施用上述土壤改良剂后，促进了土壤团粒结构的形成，能明显提高土壤稳定性，使土壤不易被水冲走，从而起到保土、固土的作用。本发明试验研究表明，施用上述改良剂后的烟田坡面或垄面上没有沟蚀现象，收集的径流水清澈度较高，而未施用的坡面或垄面被水冲出沟壑，收集的径流水浑浊度较高。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

在烟田种植坡地上顺坡起垄，垄的高度为25～30cm，顶面宽度为30cm，底面宽度为60cm，垄间距为110～120cm，然后在当年烟草移栽前两个月内于垄间种植黑麦草，播种量为75kg/hm²，在当年烟草移栽期将烟草幼苗移栽至垄的顶面，烟草株距为60cm。

实施例2

在烟田种植坡地上顺坡起垄，垄的高度为25～30cm，顶面宽度为30cm，底面宽度为60cm，垄间距为110～120cm，然后在前一年烟草采收结束后播种于垄体两侧种植黑麦草，播种量为75kg/hm²，在当年烟草移栽前两个星期，将种植于垄体上的黑麦草刈割后覆盖于垄体顶面及两侧；在当年烟草移栽期将烟草幼苗移栽至垄的顶面，烟草株距为60cm。

实施例3

在烟田种植坡地上顺坡起垄（起垄前， 按10kg/亩施用烟田土壤改良剂，其由聚丙烯酰胺、多聚糖、腐殖酸钾按1:2:1的重量比组成），垄的高度为25～30cm，顶面宽度为30cm，底面宽度为60cm，垄间距为110～120cm，然后在前一年烟草采收结束后播种于垄体两侧种植黑麦草，播种量为75kg/hm²，在当年烟草移栽前两个星期，将种植于垄体上的黑麦草刈割后覆盖于垄体顶面及两侧；在当年烟草移栽前两个月内于垄间种植黑麦草，播种量为75kg/hm²，在当年烟草移栽期将烟草幼苗移栽至垄的顶面，烟草株距为60cm。

效果比对：

2015年在重庆市石柱县六塘乡龙池村开展对比试验，当地烟田坡度为15°，海拔约1100m，该地区境内以中山、低山为主，兼有山原、丘陵，属中亚热带湿润季风气候区，气候温和，雨水充沛。年均日照时数约为1333小时，无霜期约为278d，年平均降雨量1285.3mm，主要集中在5～9月。年度间气温变幅较大，平均气温为16.4℃，≥10℃积温在5500～6365℃。土壤类型为黄棕壤，质地为壤土，供试土壤pH值为5.80，土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为23.68g/kg、143.10mg/kg、12.65mg/kg和177.50mg/kg，0～20cm土层土壤容重平均为1.16g/cm³。

具体的实施操作如下：

1）采用小区试验，共设置4个处理且作三次重复，不同处理进行随机排列：T1（顺坡起垄），T2（采用实施例1所述方法），T3（采用实施例2所述方法），T4（采用实施例3所述方法），每个处理的小区长30m，宽7m；

其中，种植于垄间的黑麦草于2015年3月28日播种，撒播用种量为75kg/hm²；种植于垄体上黑麦草于2014年10月15日播种，撒播用种量为75kg/hm²；

2015年5月9日在垄顶面按照现有的栽种方式进行烟苗移栽，烟草品种为云烟87，并在烤烟移栽前两周将种植于垄体两侧的黑麦草刈割，并覆盖在垄体两侧上。

2）烟草种植过程所施用的化肥中，纯N含量为230.95kg/hm²，N：P2O5：K2O=1：1：2，其他措施按照当地优质烟叶生产技术措施执行。

3）对四个处理所在的试验小区内分别布设径流收集结构：试验小区长30m，宽7m，小区四周用高60cm且厚0.5cm的铝板围挡，铝板底部埋入地下，且铝板暴露在地表的高度为35cm，每个小区的坡底用分别采用连通管连接相应的集流桶以收集径流。

4）由于试验选取的坡耕地坡度都在15°左右，故不考虑坡度对径流的影响。根据试验区自然降雨情况，选取了16.28mm，41.05mm和63.69mm三个降雨量来分析，降雨强度分别为10.85mm/h、20.53mm/h和15.92mm/h。

5）径流产生后，每5min测量一次径流，并取径流样测定泥沙含量。径流中的泥沙含量采用烘干法测定。

6）每次降雨后，测定集流桶内即随土壤流失的铵态氮、硝态氮、总磷、K含量。铵态氮和硝态氮用流动分析仪测定，总磷用过硫酸钾氧化—钼蓝比色法，K含量用原子吸收分光光度计测定。测定结果如表1所示。

表1 2015年石柱县径流小区数据

由表1可知，

1）径流量分析结果：随着降雨量的增加，各处理径流小区内径流量均有不同程度的增加。降雨量为16.28mm时，相较于处理T1，处理T2减少了65.79%的径流量，处理T3减少了61.59%的径流量，处理T4减少了98.25%的径流量。降雨量为41.05mm时，相较于处理T1，处理T2减少了60.81%的径流量，处理T3减少了56.95%的径流量，处理T4减少了96.32%的径流量。当降雨量为63.69mm时，处理T2比处理T1径流量减少了58.66%，处理T3比处理T1径流量减少了54.32%，处理T4比处理T1径流量减少了92.09%。表明处理T4保水能力最佳，处理T3保水能力略差于处理T2，可能是因为垄间黑麦草未进行刈割，生长旺盛，吸水能力更强。

2）产沙量分析结果：降雨量为16.28mm时，处理T1的产沙量显著高于其余三个处理，为1122.44kg/hm²，相较于处理T1，处理T4产沙量减少最多，减少了1076.57kg/hm²。当降雨量为41.05mm时，各处理产沙量相较于降雨量为16.28mm时均有不同程度的增加，此时，各处理产沙量分别为3852.57kg/hm²、1317.78kg/hm²、1751.78kg/hm²和226.13kg/hm² 。当降雨量为63.69mm时，处理T1的产沙量为7024.35kg/hm²，相较于处理T1，处理T2产沙量减少了4390.27kg/hm²，处理T3产沙量减少了3719.18g/hm²，处理T4产沙量减少了6071.09kg/hm²。可以看出，处理T3的产沙量要略高于处理T2，因为泥沙是通过径流流失，所以径流对泥沙流失量影响很大。

3）径流中硝态氮含量分析结果：从营养意义来讲，作物在生长过程中主要吸收两种矿质氮源，即铵态氮和硝态氮，随着降雨量增加，各处理径流中硝态氮含量也随之增加。降雨量为16.28mm时，处理T2比T1径流中硝态氮含量减少了57.22%，处理T3比T1减少了77.49%，处理T4比T1减少了94.99%。降雨量为41.05mm时，处理T2比T1减少了52.05%，处理T3比T1减少了63.73%，处理T4比T1减少了90.37%。降雨量为63.69mm时，与处理T1径流中硝态氮含量相比，处理T2减少了56.05%，处理T3减少了67.97%，处理T4减少了87.89%。不同降雨量下，各处理径流中硝态氮含量均表现为处理T1>T2>T3>T4，处理T2比处理T3硝态氮流失更多，这与各处理径流量和产沙量略有差异，这可能是因为肥料是采用条施和穴施的方式，都在垄体上，而且处理T2垄体上没有种植黑麦草，从而导致垄体上未吸收完全的肥料伴随着雨水流失了。

4)径流中铵态氮含量分析结果：同一降雨量下，各处理径流中的铵态氮含量与硝态氮含量呈现的规律相同，也是处理T1>T2>T3>T4。降雨量为16.28mm时，处理T1径流中铵态氮含量最高，为608.44μg/m²，处理T4径流中铵态氮含量最低，仅有17.89μg/m²。降雨量为41.05mm时，相较于处理T1，处理T2径流中铵态氮含量减少了1556.25μg/m²，处理T3径流中铵态氮含量减少了1815.78μg/m²，处理T4径流中铵态氮含量减少了2535.90μg/m²。降雨量为63.69mm时，处理T1径流中铵态氮含量显著最高，达到了8341.63μg/m²，处理T4径流中铵态氮含量显著最低，为818.26μg/m²，处理T2径流中铵态氮含量较处理T1减少了4256.46μg/m²，处理T3径流中铵态氮含量较处理T1减少了4931.17μg/m²。

5）径流中总磷含量分析结果：当降雨量为16.28mm时，与处理T1相比，处理T2径流中的总磷含量减少了61.27%，处理T3径流中的总磷含量减少了69.01%，处理T4径流中的总磷含量减少了91.55%。降雨量为41.05mm时，相较于处理T1径流中总磷含量，处理T2减少了65.88%，处理T3减少了76.22%，处理T4减少了91.94%。降雨量为63.69mm时，处理T2径流中总磷含量比处理T1减少了51.47%，处理T3径流中总磷含量比处理T1减少了62.84%，处理T4径流中总磷含量比处理T1减少了81.99%。整体而言，相同降雨量下各处理径流中总磷的含量表现为T1>T2>T3>T4，这与径流中N含量相似。

6）径流中钾含量分析结果：降雨量为16.28mm时，处理T1径流中K含量显著最高，为33.91mg/m²，相较于处理T1，处理T2径流中K含量减少了68.50%，处理T3径流中K含量减少了75.17%，处理T4径流中K含量减少了92.98%。降雨量为41.05mm时，处理T2径流中K含量比T1减少了66.93%，处理T3径流中K含量比T1减少了77.84%，处理T4径流中K含量比T1减少了93.88%。降雨量为63.69mm时，处理T2径流中K含量比T1减少了69.33%，处理T3径流中K含量比处理T1减少了77.34%，处理T4径流中K含量比T1减少了91.52%。不同降雨量下，各处理径流中钾含量变现为处理T1>T2>T3>T4，处理T4在减少钾流失方面效果最佳。

综上所述：降雨量对小区径流量、产沙量以及径流量中N、P、K含量影响很大，随着降雨量的增加，各处理径流量、产沙量以及径流量中N、P、K含量均有不同程度的增加。

在同一降雨量下，垄间种植黑麦草可有效减少58.66%~65.79%的小区径流量，62.50%~68.78%的小区产沙量，52.05%~57.22%的硝态氮流失，51.03%~59.98%的铵态氮流失，51.47%~65.88%的总磷流失和66.93~69.33的钾流失；

垄体种植黑麦草可有效减少54.32%~61.59%的小区径流量，52.95%~62.98%的小区产沙量，63.73%~77.49%的硝态氮流失，59.12%~67.81%的铵态氮流失，62.84%~76.22%的总磷流失，75.17%~77.84%的钾流失；

垄间和垄体均种植黑麦草可有效减少92.09%~98.25%的小区径流量，86.43%~95.91%的小区产沙量，87.89%~94.99%的硝态氮流失，90.19%~97.06%铵态氮流失，81.99%~91.94%的总磷流失，91.52%~93.88%的钾流失。

以上所述仅为本发明较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种降低顺坡垄作烟田水土流失的方法，其特征在于，在烟田种植坡地上顺坡起垄，并在垄间或/和垄上种植黑麦草。

2.如权利要求1所述的降低顺坡垄作烟田水土流失的方法，其特征在于，所述垄的高度为25～30cm，顶面宽度为30cm，底面宽度为60cm，垄间距为110～120cm。

3.如权利要求1或2所述的降低顺坡垄作烟田水土流失的方法，其特征在于，在所述垄体上种植黑麦草的方式如下：在垄体两侧种植黑麦草，垄体顶面用于烟草幼苗的种植。

4.如权利要求1或2所述的降低顺坡垄作烟田水土流失的方法，其特征在于，所述黑麦草种植的时机为：种植于垄体上的黑麦草在前一年烟草采收结束后播种，播种量为75kg/hm²；种植于垄间的黑麦草于当年烟草移栽前两个月播种，播种量为75kg/hm²。

5.如权利要求4所述的降低顺坡垄作烟田水土流失的方法，其特征在于，在当年烟草移栽前两个星期，将种植于垄体上的黑麦草刈割后覆盖于垄体顶面及两侧。

6.如权利要求3所述的降低顺坡垄作烟田水土流失的方法，其特征在于，烟草株距为60cm。

7.如权利要求1所述的降低顺坡垄作烟田水土流失的方法，其特征在于，在顺坡起垄前，施用烟田土壤改良剂3～12 kg /亩，所述烟田土壤改良剂由聚丙烯酰胺、多聚糖、腐殖酸钾按1～3:2～5:1的重量比组成。