王輔強
(遼寧省水土保持局,遼寧 沈陽 110003)
遼東地區水土保持地埂植物穿帶技術示范
王輔強
(遼寧省水土保持局,遼寧 沈陽 110003)
水土保持;地埂植物穿帶技術;推廣;效益;遼東地區
根據遼東地區坡耕地水土流失防治的總體規劃,實施地埂植物穿帶治理水土流失不僅符合農業生產的高產、優質發展方向,是當前農村經濟發展的需要,而且是區域經濟長久持續發展的保障。重點介紹了采用地埂植物穿帶技術治理水土流失的地埂間距、栽培技術、預期目標和效益,經過推廣實施證明,該措施不僅能帶來較高的經濟效益,而且在防治土壤侵蝕、提升土壤肥力、控制農藥使用量、改善農村生活和農業生產條件、保護生態環境、推動社會主義新農村建設等方面,將發揮積極重要的作用。
遼東地區是遼寧省重要的水源基地和中部城市群的生態屏障,在全省經濟發展中起著舉足輕重的作用。近年來,該區域土壤侵蝕不斷加劇,生態環境惡化的潛在趨勢凸顯,已成為繼遼西之后人們關注的第二焦點。該地區降雨量大且集中,土壤侵蝕的動力強勁,加之山高、坡陡、土層薄,土壤侵蝕的潛在危脅加劇,特別是坡耕地,繼采礦業損毀地之后,已成為該地區土壤侵蝕最嚴重的區域。坡耕地是該地區農業持續長期發展的重要后備資源,科學地治理和開發利用坡耕地是增強農業后勁的重要措施。從國民經濟發展戰略角度來說,加快遼東坡耕地水土流失治理技術研究是保護和利用寶貴耕地資源的需要,是改善山丘區群眾民生的需要,是建設和諧社會的需要,也是開發遼東農業戰略的需要。當前坡耕地的水土流失已經成為制約遼東山區農業經濟發展的主要因子,根據遼東地區坡耕地水土流失防治的總體戰略,應用高效適宜的坡耕地整治技術遏制坡耕地土壤侵蝕、高效利用水資源、培育提升土壤肥力資源、保護農業生態環境、增強土壤環境的安全性,不僅符合農業生產的高產、優質發展方向,是當前農村經濟發展的需要,而且是區域經濟長久持續發展的保障,同時對保證全省的糧食安全具有重要意義。
遼東地區坡耕地地面破碎,土層薄,地形起伏大,大部分難以修筑梯田,在少部分可以修筑窄條梯田的區域,因為損耗耕地面積較大致使農民難以接受而無法實施。加強坡耕地治理,控制水土流失,是改善該區域生態環境的關鍵。因此,尋找一種投資少、見效快、易于推廣且能有效解決坡耕地水土流失、提高土地生產力的有效途徑是亟待解決的問題。
等高植物籬是發展坡地農業,保護生態環境,防治坡耕地水土流失和土地退化的有效手段,具有比坡改梯等工程措施投入少、對土壤擾動小、易于推廣的優點。國外坡地植物籬的研究和應用在20世紀70年代蓬勃發展。我國坡地植物籬研究最早主要集中在長江中上游干旱河谷區和三峽庫區,如國際土壤研究管理委員會資助貴州省羅甸縣開展了短期的植物籬試驗工作,其成果正逐步得到推廣應用;北方黃土高原水土流失嚴重地區也在一定程度上進行了試驗研究,優選出多種植物籬構建模式,取得了良好成果。自20世紀90年代以來,在陜北定邊、靖邊、吳起和安塞等縣,已推廣應用等高植物籬1萬hm2以上,保護坡耕地達數萬公頃,有效防治了水土流失,同時還取得了良好的經濟效益和社會效益。近年來,東北地區坡地植物籬也得到了廣泛應用,如吉林水保所在遼縣杏木小流域實施的黃花菜、紅小豆植物籬取得了較好的保持水土效果,得到規模化推廣;遼寧的彰武、寬甸地區實施的坡地植物籬也取得了巨大的成功。因此,無論從客觀條件還是人為因素來看,在遼東山區乃至全省范圍內的坡耕地上修筑占地面積小、不打破原有土壤結構的植物地埂,對坡耕地進行穿帶來遏制土壤侵蝕,是改善農業生產條件和生態環境,促進地區經濟發展的理想選擇。
3.1 植物地埂間距設計技術示范
地埂間距以埂間坡面不發生土壤侵蝕為設計原則,結合當地允許土壤流失量閾值和相關侵蝕背景因子的試驗觀測值分析確定不同地面坡度地埂間距(表1)。

表1 不同地面坡度地埂間距
3.2 不同形式植物地埂籬示范
根據項目區地形和降雨實際情況,推廣示范的植物地埂分為等高植物籬和護埂植物籬,其中:等高植物籬包括矮土埂和無地埂植物籬,前者適合坡度較陡的坡耕地,后者適合坡度較緩的坡耕地;護埂植物籬為已修建的土埂梯田的土埂保護籬。
(1)矮土埂。梯形土埂尺寸:上寬0.30 m,下寬0.94 m,埂高0.40 m;圓弧形土埂為埂高0.4 m、底寬0.6 m。
(2)無地埂。在土層低于20 cm的地塊上選擇直接栽植植物作為擋水地埂減少水土流失。
(3)土埂梯田地埂。項目區雨量大、降雨強度大,土埂梯田的地埂容易遭受沖刷甚至被沖毀,土埂梯田的保存率低、維護費用高,為解決這一問題,采取在地埂上栽種植物來保護梯田地埂。
3.3 地埂植物栽培技術示范
選擇當地常用的紫穗槐和具有一定經濟效益的金銀花、刺五加等灌木,草本選擇多年生紫花苜蓿進行地埂穿帶。
3.3.1 紫穗槐
(1)密集種(栽)植技術。可采取直播或直接栽種苗木。直播采用條播,適當提高播種密度,采用縮小壟距增密的技術措施,人工帶狀整地。首先在地埂上澆透底水,然后用五氯硝基苯和代森鋅各1份,倒入噴壺中,充分攪拌,按150 g/hm2噴灑床面,進行土壤消毒。第2天采用開溝條播,順埂開溝寬幅條播,使幼苗受光均勻。開溝寬0.1 m、深0.1 m,3行,開溝后用腳將溝底趟平,均勻地將種子撒入溝中,邊播種邊覆蓋過篩的細土,覆土的厚度為1~1.5 cm,厚薄要均勻一致,以利出苗整齊,播種量為300 kg/hm2左右。播后及時用草簾覆蓋,保持土壤濕潤,待幼苗有60%出土后,及時撤除草簾。
也可直接在埂上栽植紫穗槐苗。在埂帶上開溝寬0.1 m、深0.1 m,3行,按15 cm株距栽植,以便快速成籬。
(2)平茬技術。到七八月份紫穗槐籬長到1 m以上,對其進行平茬,即將紫穗槐植株距地表10 cm以上的部分刈割,割除的枝條可作條材的用于編筐簍,不能作條材的可當作綠肥鋪施在埂間田面上,用以改良土壤,提升地力。
(3)管護技術。紫穗槐生長快,根蘗繁殖能力強,為確保埂帶植物不影響埂間農作物生長,應及時對埂帶上下兩側的枝條進行修剪。
3.3.2 金銀花
(1)種(栽)植技術。金銀花根系發達,生根力強,是一種很好的固土保水植物,同時適應性強,對土壤和氣候條件要求不高。4月播種,將種子在35~40 ℃溫水中浸泡24 h,取出后攔2~3倍濕沙催芽,等裂口達30%左右時播種。在埂帶上按行距10~15 cm開溝播種,覆土1 cm,每2天噴水1次,按225 kg/hm2播種。
扦插栽植在雨季進行。在夏秋陰雨天氣,選健壯無病蟲害的1~2年生枝條截成30~35 cm,摘去下部葉子作插條,隨剪隨用。在埂帶上按株行距0.2 m×0.2 m將每束5~6根插條,分散斜立埋入土內,地上露出7~10 cm,填土壓實。扦插的枝條生根之前應注意遮陰,避免陽光直曬造成枝條干枯。也可直接栽植金銀花苗,按行距20 cm開溝,深16 cm左右,株距2 cm,把苗斜立著放到溝里,填土壓實。
(2)整枝塑形技術。為能培育出金銀花直立粗壯的主干,促進樹冠生長、開花,應對生長1~2年的植株進行修枝整形,即當主干高度長到30~40 cm時,剪去頂梢,促進側芽萌發成枝。第二年春季萌發后,在主干上部選留4~5個粗壯枝條作主枝,從主枝上長出的一級分枝中保留5~6對芽,剪去上部頂芽,以后再從一級分枝上長出的二級分枝中保留6~7對芽,再從二級分枝上長出的花枝中摘去鉤狀的嫩梢。以此保證金銀花植株枝條分布均勻、通風透光、主干粗壯直立,形成傘房形灌木狀花墩,有利于花枝的形成,多長花蕾。
整枝塑形四季進行:①春剪,6月上旬頭茬花采收后進行,以主干40 cm去頂為主。②夏剪,于7月下旬二茬花采收后進行,剪掉分生營養側枝的梢尖部,以輕剪為主。③秋剪,于8月上旬三茬花采收后剪秋梢,以輕剪為主。④冬剪,采收最后一茬花,待枝藤的養分回到主枝和根系后,于霜降后至封凍前進行修剪。
修剪強度:整形剪枝是金銀花高產栽培的一項重要措施,不同修剪程度和不同的修剪方式對金銀花的生長發育、產量和質量有很大的影響。重剪,枝條剪去2/3,保留3~4對芽,適合冬剪;輕剪,枝條剪去1/2,保留5~6對芽,適合夏剪;打頂,枝條僅剪去頂芽。
(3)優質高效管理技術。①金銀花的精準施肥技術。采取冬季施農家肥,第二年春季施復合肥、夏季噴施葉面肥的三元施肥方法。春季施肥以稀糞水或45%~51%復合肥等速效肥料為主,成年樹每株施45%復合肥0.2~0.3 kg,幼樹每株施復合肥0.1~0.2 kg,進行條施或環狀施,深度為20~30 cm,施入后立即用土填蓋;夏季根外追肥,在花芽分化時,葉面噴施0.2%~0.5%磷酸二氫鉀,同時噴施“沃生”1 000倍液,促使花蕾強壯、花瓣肥大、花期延長;或在每茬花采完后在葉面噴施磷酸二氫鉀、尿素等速效葉面肥。②病蟲害綜合防控技術。金銀花的主要病害是白粉病、葉斑病和銹病,蟲害主要是尺蠖、蚜蟲和紅蜘蛛,根據主要病蟲害特點和發生規律,采用生物、化學和物理的方法進行有針對性的病蟲害防治。在示范區建設標準蟲觀測圃,引進太陽能殺蟲燈;引進化學除草劑、防病的生物源農藥、高效低毒的防蟲藥劑;田間安裝頻振式太陽能殺蟲燈,在害蟲成蟲羽化始末期使用。
(4)采收及加工技術。①采收技術。除適宜的栽培技術和精細的管理外,金銀花的產量和質量與適時的采收有極為密切的關系。以采收二白期和大白期花蕾為主,4月下旬至5月下旬采收,在花蕾由綠變白、頂部膨大、含苞待放時的上午進行采收,第一次采花后每隔一個月左右采收第二、第三、第四茬花。②加工技術。采取直接曬干法進行加工處理。鮮花采回后,薄薄地松散攤在竹篾席或干凈的水泥地上暴曬,但溫度不宜超過40 ℃,盡量少翻動,以免花色欠佳或花蕾斷碎。曬干須在晴朗天氣中進行,反復晾曬至完全干燥后置于干燥器具中保存。也可以采取烘干法進行加工,即利用已有的簡易烘房,將采回的鮮花薄攤在烘房內(可用竹架多層烘),初烘溫度控制在30~35 ℃,烘2 h后,再將溫度升至40 ℃,烘5~8 h后排濕,再迅速將溫度升至55~60 ℃,以便迅速烘干。
3.3.3 刺五加
(1)規范化栽植技術。刺五加根系發達,枝葉繁茂,生存能力強,容易成活,管理簡便,且病蟲害少,適合作埂帶植物。采取直接栽植方式建植刺五加植物埂,4月進行定植,每個地埂栽植1行刺五加,每穴2株,穴距1 m。
(2)采收技術。主產品有葉、莖、根莖和根。適度采葉:每年生長的新葉,采一留一,既保證經濟效益又保持刺五加生長旺盛。適樹收根莖:每年挖距主根20 cm以外的兩個側面根徑1 cm以上的側根,利用根、根莖和莖,在春末出葉前或秋季葉落后采挖、收取;或在秋天落葉后,對經過多年采摘和反復平茬后無法復壯的老樹連根挖出,地上莖截成20 cm長的段留作藥用,根部去土剝皮曬干備藥用。適時摘芽:當刺五加芽長15~20 cm時,即可采摘,采摘時要隨采隨裝入塑料袋中,防止失水變枯。
3.3.4 紫花苜蓿
(1)種植技術。采取撒播種植,在植物埂帶含水量達到出苗要求時,撒播紫花苜蓿,播種前用根瘤菌劑拌種消毒,撒播種子后,覆土1~2 cm,鎮壓,播種量為30 kg/hm2。
(2)高效栽培管理技術。早春土壤解凍后、紫花苜蓿萌發之前進行淺耙松土,提高地溫,利于返青。在紫花苜蓿幼苗期苗高達到5和10 cm時分別除草1次,每年返青時除草1次。在松土前,每公頃施過磷酸鈣300~450 kg;在生長期,每公頃施磷酸二氫鉀7.5 kg、兌水1 125 kg噴霧。
(3)刈割技術。為促進紫花苜蓿根系生長、提升固埂能力,同時提高紫花苜蓿牧草產量和埂帶的經濟效益,每年刈割紫花苜蓿3~5次。在5月中下旬始花期(1/10開花)進行第一次刈割,以保證牧草蛋白質含量最高,最晚不能晚過盛花期。以后視生長情況,每隔30~40天刈割一次,刈割時留茬5 cm左右。在最后一次刈割時,要注意留40~50天的生長期,以利于越冬。刈割后陰干半天,及時打捆貯藏;也可將紫花苜蓿作為綠肥鋪施在埂間農地,改善土壤環境,提升土壤肥力。
3.4 埂帶植物優化配置技術示范
在項目區示范推廣紫穗槐、金銀花、刺五加和紫花苜蓿中單一植物建植埂帶技術。同時為使埂帶植物快速覆蓋地埂,提高植物地埂攔蓄地表徑流、控制土壤侵蝕能力,增加景觀異質性和植物多樣性,示范推廣灌草立體建植埂帶技術,即刺五加與紫花苜蓿條狀間作。
3.5 水土保持監測技術示范
采取實地監測和調查監測相結合的方法示范推廣水土保持監測技術。在試驗坡耕地上設置監測點,實時監測植物地埂的水土保持效果;對項目區自然條件、社會基本情況,以及水土流失背景值等實施調查監測。
(1)地埂植物生長情況:包括成活率、保存率、株高、地徑、冠幅、根量、覆蓋率、生長期每月監測1次;金銀花、刺五加和紫花苜蓿收獲期另加產量和效益監測。
(2)農作物苗高、葉長寬、株高、生理特性、產量、效益、秸稈量等,根據生長階段進行監測。
(3)土壤理化性質:土壤水分變化量,4月底至10月底監測,每月1次,采用土鉆和TDR測試,并計算土壤水分變化量;耕層土壤密度、機械組成,一年測試3次;耕層氮、磷、鉀,根據生長期進行測定,玉米分為苗期、拔節期、抽穗期、成熟期等。
(4)埂坎和地面坡度:每年雨季結束后,監測埂坎高度、埂前堆積,及田面坡度變化情況。
(5)水土流失量:包括徑流量、流速和沖刷量監測,于大雨(產流)后進行,采用RBC地表徑流測量系統、 TSSL地表薄層徑流流速儀等監測。
4.1 生態效益
實施地埂植物穿帶技術使水土流失得到有效控制,土壤侵蝕模數下降,攔蓄徑流量80%以上,提高了攔沙率,并使土壤有機質、氮、磷、鉀含量總體得到提升,同時也提高了肥料利用率和病蟲害防治率。
4.2 經濟效益
據測算,實施地埂植物穿帶技術可大幅度增加經濟效益。其中:玉米按節約肥料300元/hm2,增產750 kg/hm2、2元/kg計算,可增加收益1 800元/hm2;金銀花按1 500 kg/hm2、100元/kg計算,可收入15萬元/kg;刺五加按產莖葉3 750 kg/hm2、10元/kg,產根莖15 000 kg/hm2、4元/kg計算,可增加收入97 500元/hm2;紫花苜蓿產量按60 t/hm2、1 500元/t計算,可增加收入90 000元/hm2。
4.3 社會效益
地埂植物穿帶技術在防治土壤侵蝕,提升土壤肥力,控制農藥使用量,改善農村生活和農業生產條件,保護生態環境,推動社會主義新農村建設等方面都將發揮積極重要的作用。
(責任編輯 王 琦)
S157
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1000-0941(2015)10-0032-04
王輔強(1980—),男,遼寧省東港市人,高級工程師,工學碩士,主要從事水土保持計劃管理工作。
2015-06-25