紫花苜蓿在梯田埂坎生态空间开发中的应用研究

焦金鱼，贵立德，贾占功

(1.定西师范高等专科学校地理系，甘肃定西 743000;2.定西市水土保持科学研究所，甘肃定西 743000;3.通渭县水土保持局，甘肃通渭 743300)

紫花苜蓿在梯田埂坎生态空间开发中的应用研究

焦金鱼1，贵立德2，贾占功3

(1.定西师范高等专科学校地理系，甘肃定西 743000;2.定西市水土保持科学研究所，甘肃定西 743000;3.通渭县水土保持局，甘肃通渭 743300)

梯田;埂坎;紫花苜蓿;水土保持效益;通渭县

大规模连片机修梯田是坡改梯项目的主要工程措施，在提高梯田机械化的同时也产生了大量闲置并蕴藏巨大生产潜力的埂坎土地资源。通渭县经过多年的梯田建设实践，将紫花苜蓿作为护埂植物，不仅有利于保水保土，保证新修梯田埂坎的稳定性，而且有利于优化山区土地利用结构、发展舍饲养殖，具有良好的经济、生态和社会效益。

坡改梯是一项重要的水土保持工程措施，也是建设基本农田、改善农业生产条件的基础工程，但是随着机修梯田的推广，在坡改梯过程中出现了大量非生产性用地——埂坎(占梯田面积的20% ～30%)，开发利用埂坎土地资源对于提高土地利用率、缓解农村人地矛盾、改善生态环境、增加农民收入具有重要意义。埂坎林草配套措施是开发利用埂坎土地资源的有效方法之一，许多学者对其进行了研究，如吴志远［1］指出埂坎造林种草不仅有利于保持水土和维持生态平衡，而且能够合理调整农牧业内部结构;孙浩峰［2］根据甘肃省埂坎植物投影面积及植株高度的不同，分别研究了乔木、灌木和牧草对田面农作物产量降低产生的胁地损失等。为进一步优化配置梯田埂坎的生态空间，笔者以甘肃省通渭县2010年坡改梯实施区为研究对象，探讨梯田埂坎种植紫花苜蓿的水土保持效益。

1 研究区概况

研究区位于通渭县县城西北部310国道沿线，介于东经 104°13'25″—105°57'13″、北纬 35°13'10″—35°19'10″之间，由马营、平襄两个乡镇的10个行政村组成，土地总面积59.68 km2，有2 072户10 632人。属半干旱黄土丘陵沟壑区第Ⅲ副区，以黄土梁峁沟壑为主，地表支离破碎、沟壑纵横，沟壑面积约占总面积的9%，沟壑密度为0.9 km/km2，沟岸扩张和沟头延伸速度较快。属温带干旱半干旱大陆性季风气候区，年均蒸发量1 212 mm，年均降水量440 mm，降水年内分配极为不均，年均气温 6.6℃，≥10℃活动积温1 226℃，年无霜期131 d。

2 护埂植物选择

2010年研究区新修梯田1 333.33 hm2，其中埂坎占地450.87 hm2。为了不造成埂坎裸露或杂草丛生侵入农田，影响景观效果及农作物产量，同时防止水土流失对梯田稳定性构成威胁，需要对项目区梯田埂坎的生态空间资源进行开发利用。

埂坎具有丰富的光热生态空间和土壤资源。由于地埂两侧连接较为宽阔的耕地，地埂植物与田间作物相互间的遮阴可由侧方光照给予补充，低矮的农作物又几乎不会对地埂植物造成遮阴，具有通风透光等边际效应，因此埂坎这种特有的光热生态空间为地埂植物的生长提供了优越的环境。机修过程中将肥土堆放在埂坎边坡上，也为埂坎土地资源开发蕴藏了较大的生产潜力。不同的林草配置对梯田土壤水分、作物产量及埂坎土壤生境的影响程度不同。定西水保所的研究成果表明:相比乔木和灌木，牧草的侧须根在水平方向发展较弱，尤其是紫花苜蓿具有深根性，主根深达2～6 m［3］，吸取的水分和养分主要来自纵向的深层土壤，对近埂梯田土壤水分、养分的影响均较小，对距地埂内侧0～50 cm范围内的梯田作物产量无明显影响。平凉市水保所对梯田作物产量的调查结果表明，埂坎种植紫花苜蓿后，0.5 m水平范围内减产率为0.15%，0.5～1.5 m水平范围内减产率为0.07%。通渭县水保局根据马营、平襄两个乡镇利用机修梯田埂坎种植多年生紫花苜蓿的经验得出结论，优良牧草(紫花苜蓿等)适宜于半干旱黄土丘陵沟壑区梯田埂坎种植，其中紫花苜蓿的营养及饲用价值均优于其他牧草(如红豆草和沙打旺等)，并且轮作周期长，对梯田土壤水分、作物产量等无明显影响，既能保水保土、改善生态环境，又能充分利用生态空间，更重要的是能保障机修梯田的质量。根据上述分析，研究区选择紫花苜蓿作为护埂植物，2010年梯田埂坎种植紫花苜蓿 350.34 hm2，占埂坎面积的77.7%。

3 紫花苜蓿护埂水土保持效益分析

(1)经济效益。项目区梯田埂坎大部分由原田面表土筑成，肥力较高，加上通风透光等边际效应优势，种植后紫花苜蓿产量较高。紫花苜蓿根系着生根瘤，具有较强的固氮能力，可增加牧草有机质含量，无论鲜苜蓿还是干苜蓿，牛、马、骡、羊等家畜普遍喜食。因此，梯田埂坎示范种植紫花苜蓿既通过水土保持的对位配置措施充分利用了闲置土地资源，又降低了项目区农户舍饲养殖的投资成本，通过埂坎+紫花苜蓿+舍饲养殖+畜粪还田的四位一体经营模式将牧草转化为肉禽蛋奶增值，给当地农户带来了经济利益。根据通渭县水保局的农户调查，三年生紫花苜蓿每年刈割2次，年平均产鲜草3万kg/hm2;一头大牲畜按5个羊单位折算，1个羊单位按每天消耗7.5 kg鲜草计算，则埂坎种植紫花苜蓿年载畜量为10.9个羊单位/hm2;每只羊按目前市场价700元计算，埂坎经济年收入267.3万元，户均年收入1 290元，人均年收入251元。

(2)生态效益。梯田稳定的关键在于埂坎，但埂坎边坡坡度较陡，稳定性相对较差，在自身重力和径流冲刷作用下容易发生坍塌，进而毁坏梯田田面［4］。王静杰［5］通过试验得出结论，在埂坎外侧坡面种植紫花苜蓿可增大土壤的抗蚀性，同样条件下两年生紫花苜蓿埂坎比裸露坡地减少径流量43%、土壤侵蚀量84.5%。蒋必凤［6］对含紫花苜蓿根系的土样与不含根的土样进行直接剪切试验，其中含根土样能显著提高土的抗剪强度，增加边坡的稳定性。因此，在项目区梯田埂坎种植紫花苜蓿，可利用其枝叶对降雨的截留作用削弱降雨动能，增加雨水停留、入渗时间，防止雨滴击溅和水流冲刷，并利用紫花苜蓿强大的根系固定边坡土体，减少降雨对新修梯田埂坎的冲刷。另外，紫花苜蓿根系自身的腐解和转化合成腐殖质能使土壤团聚结构和孔隙状况改善，提高了土壤的抗蚀抗冲性能，也有助于保持梯田埂坎的稳定。项目区采取紫花苜蓿护埂后没有发生明显的沟蚀现象，年保水4.9万m3、保土1.75万t，蓄水保土效益明显。

(3)社会效益。埂坎种草有利于改善当地群众生活水平。新修梯田的埂坎如果得不到及时利用，很快就会杂草丛生，田间农作物收割后散放的牲畜容易破坏埂坎，造成水土流失。相反，将闲置的埂坎用于种植紫花苜蓿，除起到保水保土、改善土壤理化性质、调节小气候的作用外，还能利用生产出的牧草、草籽增加农民收入。梯田埂坎种草不仅节约了农户外出割草的时间，而且为舍饲养殖提供了便利条件，刈割后的紫花苜蓿经晾晒风干后可以长时间储存，可有效解决淡季牛羊优质牧草短缺的问题。将埂坎种草与大田种草相结合实现紫花苜蓿种植产业化，能增加土壤有机肥，减少化肥施用量，降低种植业生产成本，实现水肥高效循环。紫花苜蓿规模化种植将促进项目区草畜产业的开发建设，推动玉米、马铃薯等种植业支柱产业向标准化生产方向发展，发展旱作高效循环农业，实现农村剩余劳动力转移，使种植业、养殖业、加工业相互促进、循环发展，实现项目区生态、经济、社会的可持续发展。

4 结语

(1)梯田埂坎可利用的生态空间潜力大，水土保持综合效益明显。项目区梯田埂坎生态空间的开发利用实践证明，梯田埂坎是坡改梯工程中闲置的具有相当潜力的土地资源。考虑到埂坎植物对附近梯田作物的争水、争光、争肥效应，牧草(紫花苜蓿)比乔、灌木对梯田土壤水分及养分的影响小，项目区适宜选择紫花苜蓿作为护埂植物，并且能够产生较好的经济、生态和社会效益。

(2)重视对梯田埂坎的后续管理维护。按照“接近自然”的原理把梯田埂坎坡度降至接近黄绵土的自然休止角，从地埂维护角度来看，软埂梯田建设是比较经济的选择，但由于筑埂时没有进行夯实处理，地埂每年会以一定的速度下沉，使梯田田面由反坡变为顺坡，从而降低梯田的保水保土效益。因此，水保部门应联系当地村镇领导，做好农户的宣传动员工作，及时对受损的梯田埂坎和田面进行维修，尤其是雨季更要做好地埂的管护工作。

(3)调节埂坎牧草与梯田农作物的争光、争水、争肥矛盾。项目区梯田埂坎种植紫花苜蓿后，客观上存在着地上部分茎叶对下一台阶梯田作物的遮光以及地下根茎对农田水分和养分的吸收，导致紫花苜蓿和田面农作物两者之间存在争光、争水、争肥的矛盾，可能会影响梯田作物的产量。考虑到埂坎牧草对梯田作物的胁地效应在距地埂边沿0.5 ～1.5 m的范围内，为了将这一负效应降至最小，建议靠近埂坎的梯田作物以种植秋粮作物为主，这样既避开了农作物与牧草的生长需水高峰期，又利用了秋粮作物秋季生长需水期降雨量多的优势。

(4)加强对梯田埂坎利用方式的研究。从目前地埂利用模式看，结构较为单一，主要以种植紫花苜蓿为主，尤其是部分边坡较陡的埂坎仍处于撂荒状态。建议向其他地区学习更为先进的地埂林栽植经验，根据本地的气候及土壤特征，在过陡的埂坎植苗栽植柠条，每年做好柠条的平茬，或者采取灌草结合方式，合理配置各种植物，以合理利用有限的梯田埂坎生态空间。

［1］吴志远.地埂柠条和紫穗槐的水保作用与生态及经济效益分析［J］.水土保持研究，1999(z1):35－37.

［2］孙浩峰.甘肃省埂坎资源开发潜力研究［J］.中国水土保持，2005(8):16－17.

［3］代全厚，孙传生，许晓鸿.紫花苜蓿护埂功能研究［J］.水土保持科技情报，1998(3):38－41.

［4］唐书锋，杨鑫.黄土河小流域植物护埂模式及效果研究［J］.中国水土保持，2003(3):27 －31.

［5］王静杰.优良梯田埂坎植物紫花苜蓿研究［J］.山西水土保持科技，2005(2):36－38.

［6］蒋必凤.草本植物根系网固土效果研究分析——以紫花苜蓿护坡效果为例［J］.价值工程，2012，23(3):316 －317.

S157.31

C

1000－0941(2013)02－0027－03

甘肃省教育厅项目(1127B－01)

焦金鱼(1974—)，男，甘肃通渭县人，讲师，硕士，主要从事区域环境与水土保持方面的研究。

2012－05－15

(责任编辑 李杨杨)