水土保持耕作措施及其對土壤的影響

宋學忠 劉赫 張延紅

摘要 ? ?我國坡耕地面積較大，水土流失問題嚴重，水土保持是防止農業生態環境進一步惡化和保障糧食生產安全的重要抓手。本文詳盡介紹了水土流失的現狀及成因，總結了橫坡耕作、農作物秸稈覆蓋、等高種植、水平梯田種植等4種水土保持耕作措施，并對水土保持耕作措施的影響進行了綜述，以期為農業可持續發展、水土保持耕作措施制定、防止水土流失等提供決策參考。

關鍵詞 ? ?水土流失;成因;水土保持;耕作措施;機理;效果

中圖分類號 ? ?S157 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）17-0172-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

1 ? ?水土流失現狀及成因分析

隨著人們對林木的不斷砍伐及對耕地的過度開墾，在集中降雨時節，積水會引起地表徑流，地面沖刷導致大量水土流失。目前，水土流失范圍逐步擴大，受損總面積不斷增加。據統計，近30%的土地存在嚴重的水土流失問題，水土流失問題非常嚴重。導致水土流失的影響因素很多，但最主要的因素是水力侵蝕，有60%的水土流失問題是由水力侵蝕造成的。目前，各種耕地中坡耕地水土流失問題最嚴重，由于水土流失造成耕作層減少、土壤退化、肥力流失，最終導致坡耕地減產，還有部分土地耕作完全依賴化肥施用，而施用化肥還會加劇土壤退化，從而進入惡性循環的“怪圈”。自然氣候因素是土壤侵蝕的重要原因，每年雨季降水集中，暴雨對水土侵蝕更為嚴重。此外，水土流失受地形影響也較大，坡度越大越容易造成水土流失。

2 ? ?水土保持耕作措施

由于水土流失會對土壤造成嚴重的侵蝕，所以應因地制宜采取水土保持耕作措施來防止水土流失。主要措施有以下方面：

2.1 ? ?橫坡耕作

橫坡耕作也被稱為等高耕作，通過開鑿蓄水池來保水，蓄水池開鑿的方向要平行于等高線。該措施可以有效減少水土流失，橫坡壟通過縮短匯水坡長，減少了坡面土壤的侵蝕[1]。與坡耕地上傳統的順坡耕作相比，橫坡耕作可有效避免地表徑流攜帶水土，有利于固持水土。

2.2 ? ?農作物秸稈覆蓋

農作物秸稈覆蓋是目前廣泛推廣，并且規?；瘜嵤┑囊环N集節水、生態、有機和環保于一體的耕作方式。秸稈覆蓋不僅可增加地表粗糙度、減少風蝕，而且經原位腐解進入土壤還能起到增碳培肥、改善土質的作用，有效改善農作物的生長環境。Wolfe等[2]研究表明，植被覆蓋能有效提高地表空氣動力學粗糙度、減緩風速、阻擋沙塵，對地表沙土起到固持保護的作用。

2.3 ? ?等高種植

在坡耕地上沿等高線方向進行耕作和種植作物，垂直于水流方向進行橫向耕作，是提高地表覆蓋度和粗糙程度的農耕方法。從攔蓄地表徑流、增加雨水入滲的角度來說，相較于無措施的平整坡面，等高耕作效果更好。研究表明，順坡耕作是最不利于水土保持的耕作方法之一，其不僅增大了地表徑流量、不利于蓄積土壤水分，而且還能增大侵蝕發生的強度。此外，種植灌木也是提高地表覆蓋度的有效措施，既能有效防止水土流失，還能保護土地資源、提高土壤生產力。若以一定的間隔種植灌木，既有經濟價值，又有一定的生態效益。與工程措施相比，等高種植投資少、對農業生態環境的破壞小，還可以作為天然的隔離屏障，有效減少植物病蟲害的傳播。

2.4 ? ?水平梯田種植

通過沿著長緩坡坡耕地水平方向構建梯田，可以階段性減緩坡度，延長地面徑流在坡地的停留時間，使得地面徑流可以被土壤充分吸收，進而減緩地面徑流的流速，以達到保持水土、防止水土流失的效果。

3 ? ?水土保持耕作措施對土壤的影響

水土保持耕作措施的技術核心是通過外部機械力改變土壤的物理性質，調節土壤的松緊度，優化土壤的耕層結構。通過增加地表糙度、改變坡面微小地形、增加植物覆蓋和地面覆蓋，增強土壤抗侵蝕能力，創造適宜作物生長的土壤水、肥、氣、熱狀況，從而控制水土侵蝕，提升土壤肥力和作物產量。農業水土保持技術措施可由人為因素控制，易于推廣，配合水土保持工程和林草措施，將取得更大的水土保持效益。現階段，水土保持耕作措施對土壤擾動的力學影響主要表現在以下方面：

3.1 ? ?松碎土壤

在農作物種植過程中，由于機械壓實，土壤逐漸下沉，耕層變緊，總孔隙度下降，尤其是大孔隙所占比例下降，土壤容重增加，影響好氣微生物活動以及養分的釋放，使作物根系難以下扎。據測定，降雨1次能使耕層土壤容重加大0.1 g/cm3，灌水1次則使耕層土壤容重加大0.12～0.16 g/cm3。可見，降雨和灌水均可瞬時提高土壤容重，不利于土壤水分入滲，增大地表徑流。因此，應選擇恰當的耕作方式松碎土壤、攔沙蓄水，增加雨水入滲，減少坡耕地水土流失。

3.2 ? ?翻轉耕層

通過翻耕使表層土壤倒置，改變表層土壤位置，改善耕層土壤的理化及生物學特性，翻埋肥料、殘茬、秸稈和綠肥，調整表層土壤養分的垂直分布，培肥地力，鏟起土壤后打散，使土地平整松散、疏通，可增加雨水下滲，減少地表徑流。

3.3 ? ?混拌土壤

采用有壁犁和旋耕犁耕地，耙地選用圓盤耙或齒耙，將肥料均勻撒入土壤耕層后混拌，使土肥相融，在耕作層形成均勻的養分環境，使植物根系能更好盤根錯節、固持水土。

3.4 ? ?平整地面

減少耕作層土壤表面積、減少土壤與外部環境之間的接觸面、減少土壤水分的蒸發，有利于土壤保墑蓄水。另外，在某些低洼地塊，平整地面可有效防止強降雨時雨水沿著壟溝匯集到低洼水線處，長期如此，會形成細溝侵蝕，導致坡耕地土壤侵蝕、肥力銳減，引起土地生產力下降[3]。

3.5 ? ?壓實土壤

在某些生產條件下，耕翻土壤會使土壤過于疏松，耕層中出現大孔隙結構。如果土壤過于疏松，應采取鎮壓措施，防止徑流帶走水土[4]。

3.6 ? ?開溝培壟，打埂做畦

壟作作為改變地面微觀形貌的一種耕作措施，能有效防治坡耕地水土流失[4]，還可以提高高緯度和高海拔地區的地面溫度。在高溫多雨地區，通過開溝培壟做高畦，可有效排水;在種植塊根和塊莖作物的地上開溝培壟，可相對增加土壤耕層;在水澆地上打埂做畦，便于地面平整，有利于澆水;在風沙嚴重的地區挖溝做壟，可增加地表粗糙程度，也可減輕風蝕[5-6]。

4 ? ?參考文獻

[1] 何超，王磊，鄭粉莉，等.壟作方式對薄層黑土區坡面土壤侵蝕的影響[J].水土保持學報，2018，32（5）：24-28.

[2] WOLFE S A，NICKLING W G.Shear stress partitioning in sparsely vegetated desert canopies[J].Earth Surface Processes and Landforms，1996，21（7）：607-620.

[3] 牛曉樂，秦富倉，楊振奇，等.黑土區坡耕地幾種耕作措施水土保持效益研究[J].灌溉排水學報，2019，38（5）：67-72.

[4] 馬瑞，楊帥，鄭子成，等.不同耕作措施玉米季黃壤坡耕地土壤團聚體 組成及穩定性研究[J/OL].長江科學院院報，2020：1-9.[2020-01-04].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/42.1171.TV.20200103.1432.034.html.

[5] 晏清洪，原翠萍，雷廷武，等.降雨類型和水土保持對黃土區小流域水土流失的影響[J].農業機械學報，2014，45（2）：169-175.

[6] 張超，王春紅，王治國，等.基于水土保持功能的水土流失防治措施體系[J].水利規劃與設計，2017（11）：67-71.