寧南山區坡改梯作物產量變化規律研究

岳自慧，眭克仁，劉 平，劉學軍，張煜明，翟汝偉，王 文

(1.寧夏回族自治區水利科學研究院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏回族自治區農業綜合開發辦公室，寧夏 銀川 750001)

寧南山區坡改梯作物產量變化規律研究

岳自慧1，眭克仁2，劉 平1，劉學軍1，張煜明1，翟汝偉1，王 文1

(1.寧夏回族自治區水利科學研究院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏回族自治區農業綜合開發辦公室，寧夏 銀川 750001)

梯田；建設年限；作物產量；寧南山區

對國家農業綜合開發水土保持項目寧夏項目區6個重點小流域實施坡改梯工程后不同年限的作物產量進行了為期4年的跟蹤監測研究，結果表明：不同年限梯田小麥產量、玉米產量和馬鈴薯產量均以5年以上梯田最高，其次為3～5年梯田，與坡耕地相比，水平梯田修建3年后能夠達到增產效果，5年以上的梯田增產效果更為明顯；梯田修建初期，種植小麥和玉米均會出現減產現象，但種植馬鈴薯不會減產，在配套相應的培肥措施的條件下，修建當年種植馬鈴薯就能達到增產效果，因此馬鈴薯可作為寧南山區水平梯田修建初期種植的先鋒作物。

1 項目及項目區概況

1.1 項目概況

國家農業綜合開發水土保持項目是寧夏重要的水土保持工程之一，為了研究坡改梯后不同年限、不同作物產量的變化規律，分析坡改梯后的經濟效益，為政府決策提供科學依據，受寧夏回族自治區農業綜合開發辦公室和寧夏水利廳水保局委托，寧夏水利科學研究院開展了國家農發項目寧夏項目區的監測與研究工作，選擇隆德縣打食溝項目區的紅崖小流域、彭陽縣李臺項目區的炭洼小流域、固原市原州區上灘項目區的上灘小流域、西吉縣腰巴莊項目區的上腰巴莊小流域、同心縣下馬關項目區的羅家灘小流域和海原縣脫烈項目區的曹洼小流域等6個典型小流域作為重點監測流域，重點開展各流域特色作物產量、土壤水分、土壤養分、梯田保水保土效益、項目區牧草產量等方面的監測及研究工作。監測與研究工作自2013年開始，至2016年結束，連續追蹤監測4年。

1.2 項目區概況

寧夏南部山區(簡稱“寧南山區”)位于我國黃土高原西部，屬黃河中上游黃土丘陵溝壑區，包括固原市的原州區、西吉縣、彭陽縣、隆德縣、涇源縣和中衛市的海原縣等5縣1區，土地面積為16 783 km2，總人口189.98萬人，其中回族人口占48.8%。該區海拔1 246～2 594 m，屬溫涼干旱的中溫帶氣候類型區，年平均氣溫5～7 ℃，年平均降水量280～650 mm，降水量少且季節分布極不均勻，無霜期97～158 d，土壤水分蒸發強烈，作物生長極易受干旱威脅[1-3]。寧南山區山大坡陡，水土流失嚴重，致使生態環境惡化，土壤耕層變薄，耕地肥力下降，作物產量不穩定，成為寧南山區農業發展的主要制約因素。水平梯田既是寧南山區一項有效保持水土的措施，又是當地穩定并提高作物產量的基本農田形式[4]。近年來，為了減少水土流失，寧南山區大力實施坡地改梯田和配套設施的建設，截至2015年底，寧南山區建設水平梯田26.51萬hm2，已發展成為寧夏糧食主產區。

2 作物產量監測方法

在重點監測小流域選擇修建時間為1～2、3～5年和5年以上的梯田為監測地類，同時以相同區域種植同類作物的坡耕地作為對照。監測作物種類為小麥、玉米和馬鈴薯。通過對不同建設年限的水平梯田和坡耕地作物產量的連續監測對比，分析坡改梯后作物產量的變化情況及變化規律。在同一流域連續追蹤監測4年。

(1)小麥測產方法。在同類型區成片梯田中選3個小麥種植區域作為調查單元，每個單元3個重復(每個重復種植面積不得小于0.2 hm2，品種相同)，每個重復按照對角線取樣法取5個1 m×1 m的樣方，將各樣點取回的樣品分組進行考種，然后計算小麥產量。

(2)玉米測產方法。根據各項目區玉米種植分布情況，選3個玉米種植區域，每個區域設3個重復，每個重復在考慮單側邊際效益的前提下隨機量取3個3 m×3 m的樣方，收獲每個樣方的所有果穗，稱取果穗鮮質量X0，然后每個樣方隨機抽取果穗數目的20%稱取果穗鮮質量X1，待自然風干后脫籽，稱取籽粒質量Y1，依據籽粒質量Y1推算每個樣方對應的籽粒質量Y0(Y0=X0Y1/X1)，求其平均值進而計算玉米產量。

(3)馬鈴薯測產方法。根據各項目區馬鈴薯種植的分布情況分別選取3個區域，每個區域設3個重復，每個重復隨機量取3個3 m×3 m的樣方。將樣方內植株的塊莖全部收獲，分商品薯和非商品薯(非商品薯指質量小于50 g的小薯，以及病薯、爛薯和綠皮薯等)分別稱量，求其平均值，去除雜質后(收獲時薯塊帶土較多，每個樣方抽取5 kg薯塊，分別稱量沖洗前后的質量，計算其雜質率)計算馬鈴薯產量。

(4)數據處理與分析。試驗數據用Excel軟件和SPSS數據統計分析軟件處理。

3 不同建設年限梯田小麥產量綜合分析

2013—2016年共監測到坡耕地和不同建設年限梯田小麥樣方3 209個，見表1。由表1可知：小麥產量1～2年新修梯田為2 234.70 kg/hm2，3～5年梯田為2 840.70 kg/hm2，5年以上梯田為2 943.15 kg/hm2，坡耕地為2 736.00 kg/hm2。

表1 2013—2016年不同類型耕地小麥產量綜合分析結果

分析結果(圖1)表明，不同耕地類型中5年以上梯田的小麥產量最高，其余依次為3～5年梯田、坡耕地、1～2年新修梯田。3～5年梯田和5年以上梯田小麥產量與1～2年新修梯田小麥產量差異均達顯著水平(P<0.05)，坡耕地與1～2年新修梯田之間小麥產量差異不顯著。與坡耕地相比，1～2年新修梯田小麥減產18.32%，3～5年梯田增產3.83%，5年以上梯田增產7.57%。與1～2年新修梯田相比較，3～5年梯田小麥增產27.12%，5年以上梯田增產31.70%。

圖1 不同建設年限梯田小麥產量分析結果

對4年監測結果進行分析后得出初步結論：坡耕地改梯田后種植小麥，1～2年內會出現減產現象，3～5年內產量可恢復到修建前水平并略有增產，5年以上可達到增產效果。

4 不同建設年限梯田玉米產量綜合分析

2013—2016年監測到坡耕地和不同建設年限梯田玉米樣方1 539個，見表2。由表2可知，1～2年新修梯田玉米平均產量為7 473.60 kg/hm2，3～5年梯田為8 423.10 kg/hm2，5年以上梯田為9 027.00 kg/hm2，坡耕地為7 551.90 kg/hm2。

表2 2013—2016年不同類型耕地玉米產量綜合分析結果

由圖2可知，5年以上梯田玉米產量最高，其余依次為3～5年梯田、坡耕地、1～2年新修梯田。5年以上梯田玉米產量與坡耕地和1～2年新修梯田差異均達顯著水平(P<0.05)，坡耕地、1～2年新修梯田和3～5年梯田之間玉米產量差異不顯著。與坡耕地相比較，1～2年新修梯田玉米減產1.04%，3～5年梯田和5年以上梯田玉米分別增產11.54%、19.53%；與1～2年新修梯田相比較，3～5年梯田玉米產量增加了949.50 kg/hm2，增產12.70%，5年以上梯田玉米產量增加了1 553.40 kg/hm2，增產20.79%。

對4年監測結果進行分析后得出初步結論：坡耕地改梯田后種植玉米，1～2年內會出現減產現象，但減產幅度不大；改造種植3年后，可達到增產效果。

圖2 不同建設年限梯田玉米產量分析結果

5 不同建設年限梯田馬鈴薯產量綜合分析

2013—2016年監測到坡耕地和不同建設年限梯田馬鈴薯測產樣方2 652個，見表3。1～2年新修梯田馬鈴薯產量為19 041.15 kg/hm2，3～5年梯田為20 228.55 kg/hm2，5年以上梯田為21 596.85 kg/hm2，坡耕地為17 139.00 kg/hm2。

馬鈴薯產量綜合分析結果(圖3)表明，5年以上梯田馬鈴薯產量最高，其余依次為3～5年梯田、1～2年新修梯田、坡耕地。與坡耕地相比較，1～2年新修梯田、3～5年梯田和5年以上梯田馬鈴薯產量分別增加了1 902.15、3 089.55、4 457.85 kg/hm2,分別增產11.10%、18.03%、26.01%。與新修梯田相比較，3～5年梯田的產量增加了1 187.40 kg/hm2，增產6.24%，5年以上梯田產量增加了2 555.70 kg/hm2，增產13.42%。5年以上梯田馬鈴薯產量與坡耕地和1～2年新修梯田相比差異均達顯著水平(P<0.05)，坡耕地與1～2年新修梯田之間、1～2年新修梯田與3～5年梯田之間馬鈴薯產量差異不顯著。

對4年監測結果進行分析后得出初步結論： 坡耕地改梯田后種植馬鈴薯，修建初期即可達到增產效果，年限越長增產效果越明顯。因此，馬鈴薯可以作為寧南山區水平梯田修建初期種植的先鋒作物。

表3 2013—2016年不同類型耕地馬鈴薯產量監測結果

圖3 不同建設年限梯田馬鈴薯產量分析結果

6 結 論

不同建設年限梯田小麥產量、玉米產量和馬鈴薯產量均以5年以上梯田為最高，其次為3～5年梯田。水平梯田與坡耕地相比較，修建3年后基本能夠達到增產效果，5年以上梯田的增產效果更為明顯，修建后種植5年以上的梯田與坡耕地相比，小麥增產7.57%、玉米增產19.53%、馬鈴薯增產26.01%，產量明顯高于坡耕地和修建初期的梯田。

梯田修建初期，種植小麥和玉米均會出現減產現象，但種植馬鈴薯不會減產，在配套相應的培肥措施的條件下，當年就能達到增產效果，種植3年以上增產效果明顯。因此，馬鈴薯可以作為寧南山區水平梯田修建初期種植的先鋒作物。

[1] 岳自慧,劉平,劉學軍,等.寧南山區新修水平梯田土壤快速培肥技術調查研究[J].中國水土保持,2015(2):25-27.

[2] 岳自慧,劉永軍,劉平，等.寧夏南部山區新修水平梯田耕地質量提升技術研究[J].環境與可持續發展,2014,39(3):156-157.

[3] 蘇秦.有機培肥對寧南旱作農田土壤理化性狀及作物生長的影響[D].楊凌：西北農林科技大學,2009:5.

[4] 蔡進軍,張源潤,火勇,等.寧南山區梯田土壤水分及養分特征時空變異性研究[J].干旱地區農業研究,2005,23(5):83-87.

(責任編輯 徐素霞)

S157.31

A

1000-0941(2017)09-0056-03

岳自慧(1984—)，女，寧夏中衛市人，工程師，碩士，主要從事水土保持和新修梯田土壤培肥研究。

2017-04-15