辽东地区水土保持地埂植物穿带技术示范

2015-03-23 01:54:02王辅强
中国水土保持 2015年10期
关键词:刺五加坡耕地土壤侵蚀

王辅强

(辽宁省水土保持局,辽宁 沈阳 110003)

辽东地区水土保持地埂植物穿带技术示范

王辅强

(辽宁省水土保持局,辽宁 沈阳 110003)

水土保持;地埂植物穿带技术;推广;效益;辽东地区

根据辽东地区坡耕地水土流失防治的总体规划,实施地埂植物穿带治理水土流失不仅符合农业生产的高产、优质发展方向,是当前农村经济发展的需要,而且是区域经济长久持续发展的保障。重点介绍了采用地埂植物穿带技术治理水土流失的地埂间距、栽培技术、预期目标和效益,经过推广实施证明,该措施不仅能带来较高的经济效益,而且在防治土壤侵蚀、提升土壤肥力、控制农药使用量、改善农村生活和农业生产条件、保护生态环境、推动社会主义新农村建设等方面,将发挥积极重要的作用。

1 辽东地区概况

辽东地区是辽宁省重要的水源基地和中部城市群的生态屏障,在全省经济发展中起着举足轻重的作用。近年来,该区域土壤侵蚀不断加剧,生态环境恶化的潜在趋势凸显,已成为继辽西之后人们关注的第二焦点。该地区降雨量大且集中,土壤侵蚀的动力强劲,加之山高、坡陡、土层薄,土壤侵蚀的潜在危胁加剧,特别是坡耕地,继采矿业损毁地之后,已成为该地区土壤侵蚀最严重的区域。坡耕地是该地区农业持续长期发展的重要后备资源,科学地治理和开发利用坡耕地是增强农业后劲的重要措施。从国民经济发展战略角度来说,加快辽东坡耕地水土流失治理技术研究是保护和利用宝贵耕地资源的需要,是改善山丘区群众民生的需要,是建设和谐社会的需要,也是开发辽东农业战略的需要。当前坡耕地的水土流失已经成为制约辽东山区农业经济发展的主要因子,根据辽东地区坡耕地水土流失防治的总体战略,应用高效适宜的坡耕地整治技术遏制坡耕地土壤侵蚀、高效利用水资源、培育提升土壤肥力资源、保护农业生态环境、增强土壤环境的安全性,不仅符合农业生产的高产、优质发展方向,是当前农村经济发展的需要,而且是区域经济长久持续发展的保障,同时对保证全省的粮食安全具有重要意义。

辽东地区坡耕地地面破碎,土层薄,地形起伏大,大部分难以修筑梯田,在少部分可以修筑窄条梯田的区域,因为损耗耕地面积较大致使农民难以接受而无法实施。加强坡耕地治理,控制水土流失,是改善该区域生态环境的关键。因此,寻找一种投资少、见效快、易于推广且能有效解决坡耕地水土流失、提高土地生产力的有效途径是亟待解决的问题。

2 采用地埂植物穿带治理水土流失的意义

等高植物篱是发展坡地农业,保护生态环境,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、对土壤扰动小、易于推广的优点。国外坡地植物篱的研究和应用在20世纪70年代蓬勃发展。我国坡地植物篱研究最早主要集中在长江中上游干旱河谷区和三峡库区,如国际土壤研究管理委员会资助贵州省罗甸县开展了短期的植物篱试验工作,其成果正逐步得到推广应用;北方黄土高原水土流失严重地区也在一定程度上进行了试验研究,优选出多种植物篱构建模式,取得了良好成果。自20世纪90年代以来,在陕北定边、靖边、吴起和安塞等县,已推广应用等高植物篱1万hm2以上,保护坡耕地达数万公顷,有效防治了水土流失,同时还取得了良好的经济效益和社会效益。近年来,东北地区坡地植物篱也得到了广泛应用,如吉林水保所在辽县杏木小流域实施的黄花菜、红小豆植物篱取得了较好的保持水土效果,得到规模化推广;辽宁的彰武、宽甸地区实施的坡地植物篱也取得了巨大的成功。因此,无论从客观条件还是人为因素来看,在辽东山区乃至全省范围内的坡耕地上修筑占地面积小、不打破原有土壤结构的植物地埂,对坡耕地进行穿带来遏制土壤侵蚀,是改善农业生产条件和生态环境,促进地区经济发展的理想选择。

3 主要技术内容

3.1 植物地埂间距设计技术示范

地埂间距以埂间坡面不发生土壤侵蚀为设计原则,结合当地允许土壤流失量阈值和相关侵蚀背景因子的试验观测值分析确定不同地面坡度地埂间距(表1)。

表1 不同地面坡度地埂间距

3.2 不同形式植物地埂篱示范

根据项目区地形和降雨实际情况,推广示范的植物地埂分为等高植物篱和护埂植物篱,其中:等高植物篱包括矮土埂和无地埂植物篱,前者适合坡度较陡的坡耕地,后者适合坡度较缓的坡耕地;护埂植物篱为已修建的土埂梯田的土埂保护篱。

(1)矮土埂。梯形土埂尺寸:上宽0.30 m,下宽0.94 m,埂高0.40 m;圆弧形土埂为埂高0.4 m、底宽0.6 m。

(2)无地埂。在土层低于20 cm的地块上选择直接栽植植物作为挡水地埂减少水土流失。

(3)土埂梯田地埂。项目区雨量大、降雨强度大,土埂梯田的地埂容易遭受冲刷甚至被冲毁,土埂梯田的保存率低、维护费用高,为解决这一问题,采取在地埂上栽种植物来保护梯田地埂。

3.3 地埂植物栽培技术示范

选择当地常用的紫穗槐和具有一定经济效益的金银花、刺五加等灌木,草本选择多年生紫花苜蓿进行地埂穿带。

3.3.1 紫穗槐

(1)密集种(栽)植技术。可采取直播或直接栽种苗木。直播采用条播,适当提高播种密度,采用缩小垄距增密的技术措施,人工带状整地。首先在地埂上浇透底水,然后用五氯硝基苯和代森锌各1份,倒入喷壶中,充分搅拌,按150 g/hm2喷洒床面,进行土壤消毒。第2天采用开沟条播,顺埂开沟宽幅条播,使幼苗受光均匀。开沟宽0.1 m、深0.1 m,3行,开沟后用脚将沟底趟平,均匀地将种子撒入沟中,边播种边覆盖过筛的细土,覆土的厚度为1~1.5 cm,厚薄要均匀一致,以利出苗整齐,播种量为300 kg/hm2左右。播后及时用草帘覆盖,保持土壤湿润,待幼苗有60%出土后,及时撤除草帘。

也可直接在埂上栽植紫穗槐苗。在埂带上开沟宽0.1 m、深0.1 m,3行,按15 cm株距栽植,以便快速成篱。

(2)平茬技术。到七八月份紫穗槐篱长到1 m以上,对其进行平茬,即将紫穗槐植株距地表10 cm以上的部分刈割,割除的枝条可作条材的用于编筐篓,不能作条材的可当作绿肥铺施在埂间田面上,用以改良土壤,提升地力。

(3)管护技术。紫穗槐生长快,根蘖繁殖能力强,为确保埂带植物不影响埂间农作物生长,应及时对埂带上下两侧的枝条进行修剪。

3.3.2 金银花

(1)种(栽)植技术。金银花根系发达,生根力强,是一种很好的固土保水植物,同时适应性强,对土壤和气候条件要求不高。4月播种,将种子在35~40 ℃温水中浸泡24 h,取出后拦2~3倍湿沙催芽,等裂口达30%左右时播种。在埂带上按行距10~15 cm开沟播种,覆土1 cm,每2天喷水1次,按225 kg/hm2播种。

扦插栽植在雨季进行。在夏秋阴雨天气,选健壮无病虫害的1~2年生枝条截成30~35 cm,摘去下部叶子作插条,随剪随用。在埂带上按株行距0.2 m×0.2 m将每束5~6根插条,分散斜立埋入土内,地上露出7~10 cm,填土压实。扦插的枝条生根之前应注意遮阴,避免阳光直晒造成枝条干枯。也可直接栽植金银花苗,按行距20 cm开沟,深16 cm左右,株距2 cm,把苗斜立着放到沟里,填土压实。

(2)整枝塑形技术。为能培育出金银花直立粗壮的主干,促进树冠生长、开花,应对生长1~2年的植株进行修枝整形,即当主干高度长到30~40 cm时,剪去顶梢,促进侧芽萌发成枝。第二年春季萌发后,在主干上部选留4~5个粗壮枝条作主枝,从主枝上长出的一级分枝中保留5~6对芽,剪去上部顶芽,以后再从一级分枝上长出的二级分枝中保留6~7对芽,再从二级分枝上长出的花枝中摘去钩状的嫩梢。以此保证金银花植株枝条分布均匀、通风透光、主干粗壮直立,形成伞房形灌木状花墩,有利于花枝的形成,多长花蕾。

整枝塑形四季进行:①春剪,6月上旬头茬花采收后进行,以主干40 cm去顶为主。②夏剪,于7月下旬二茬花采收后进行,剪掉分生营养侧枝的梢尖部,以轻剪为主。③秋剪,于8月上旬三茬花采收后剪秋梢,以轻剪为主。④冬剪,采收最后一茬花,待枝藤的养分回到主枝和根系后,于霜降后至封冻前进行修剪。

修剪强度:整形剪枝是金银花高产栽培的一项重要措施,不同修剪程度和不同的修剪方式对金银花的生长发育、产量和质量有很大的影响。重剪,枝条剪去2/3,保留3~4对芽,适合冬剪;轻剪,枝条剪去1/2,保留5~6对芽,适合夏剪;打顶,枝条仅剪去顶芽。

(3)优质高效管理技术。①金银花的精准施肥技术。采取冬季施农家肥,第二年春季施复合肥、夏季喷施叶面肥的三元施肥方法。春季施肥以稀粪水或45%~51%复合肥等速效肥料为主,成年树每株施45%复合肥0.2~0.3 kg,幼树每株施复合肥0.1~0.2 kg,进行条施或环状施,深度为20~30 cm,施入后立即用土填盖;夏季根外追肥,在花芽分化时,叶面喷施0.2%~0.5%磷酸二氢钾,同时喷施“沃生”1 000倍液,促使花蕾强壮、花瓣肥大、花期延长;或在每茬花采完后在叶面喷施磷酸二氢钾、尿素等速效叶面肥。②病虫害综合防控技术。金银花的主要病害是白粉病、叶斑病和锈病,虫害主要是尺蠖、蚜虫和红蜘蛛,根据主要病虫害特点和发生规律,采用生物、化学和物理的方法进行有针对性的病虫害防治。在示范区建设标准虫观测圃,引进太阳能杀虫灯;引进化学除草剂、防病的生物源农药、高效低毒的防虫药剂;田间安装频振式太阳能杀虫灯,在害虫成虫羽化始末期使用。

(4)采收及加工技术。①采收技术。除适宜的栽培技术和精细的管理外,金银花的产量和质量与适时的采收有极为密切的关系。以采收二白期和大白期花蕾为主,4月下旬至5月下旬采收,在花蕾由绿变白、顶部膨大、含苞待放时的上午进行采收,第一次采花后每隔一个月左右采收第二、第三、第四茬花。②加工技术。采取直接晒干法进行加工处理。鲜花采回后,薄薄地松散摊在竹篾席或干净的水泥地上暴晒,但温度不宜超过40 ℃,尽量少翻动,以免花色欠佳或花蕾断碎。晒干须在晴朗天气中进行,反复晾晒至完全干燥后置于干燥器具中保存。也可以采取烘干法进行加工,即利用已有的简易烘房,将采回的鲜花薄摊在烘房内(可用竹架多层烘),初烘温度控制在30~35 ℃,烘2 h后,再将温度升至40 ℃,烘5~8 h后排湿,再迅速将温度升至55~60 ℃,以便迅速烘干。

3.3.3 刺五加

(1)规范化栽植技术。刺五加根系发达,枝叶繁茂,生存能力强,容易成活,管理简便,且病虫害少,适合作埂带植物。采取直接栽植方式建植刺五加植物埂,4月进行定植,每个地埂栽植1行刺五加,每穴2株,穴距1 m。

(2)采收技术。主产品有叶、茎、根茎和根。适度采叶:每年生长的新叶,采一留一,既保证经济效益又保持刺五加生长旺盛。适树收根茎:每年挖距主根20 cm以外的两个侧面根径1 cm以上的侧根,利用根、根茎和茎,在春末出叶前或秋季叶落后采挖、收取;或在秋天落叶后,对经过多年采摘和反复平茬后无法复壮的老树连根挖出,地上茎截成20 cm长的段留作药用,根部去土剥皮晒干备药用。适时摘芽:当刺五加芽长15~20 cm时,即可采摘,采摘时要随采随装入塑料袋中,防止失水变枯。

3.3.4 紫花苜蓿

(1)种植技术。采取撒播种植,在植物埂带含水量达到出苗要求时,撒播紫花苜蓿,播种前用根瘤菌剂拌种消毒,撒播种子后,覆土1~2 cm,镇压,播种量为30 kg/hm2。

(2)高效栽培管理技术。早春土壤解冻后、紫花苜蓿萌发之前进行浅耙松土,提高地温,利于返青。在紫花苜蓿幼苗期苗高达到5和10 cm时分别除草1次,每年返青时除草1次。在松土前,每公顷施过磷酸钙300~450 kg;在生长期,每公顷施磷酸二氢钾7.5 kg、兑水1 125 kg喷雾。

(3)刈割技术。为促进紫花苜蓿根系生长、提升固埂能力,同时提高紫花苜蓿牧草产量和埂带的经济效益,每年刈割紫花苜蓿3~5次。在5月中下旬始花期(1/10开花)进行第一次刈割,以保证牧草蛋白质含量最高,最晚不能晚过盛花期。以后视生长情况,每隔30~40天刈割一次,刈割时留茬5 cm左右。在最后一次刈割时,要注意留40~50天的生长期,以利于越冬。刈割后阴干半天,及时打捆贮藏;也可将紫花苜蓿作为绿肥铺施在埂间农地,改善土壤环境,提升土壤肥力。

3.4 埂带植物优化配置技术示范

在项目区示范推广紫穗槐、金银花、刺五加和紫花苜蓿中单一植物建植埂带技术。同时为使埂带植物快速覆盖地埂,提高植物地埂拦蓄地表径流、控制土壤侵蚀能力,增加景观异质性和植物多样性,示范推广灌草立体建植埂带技术,即刺五加与紫花苜蓿条状间作。

3.5 水土保持监测技术示范

采取实地监测和调查监测相结合的方法示范推广水土保持监测技术。在试验坡耕地上设置监测点,实时监测植物地埂的水土保持效果;对项目区自然条件、社会基本情况,以及水土流失背景值等实施调查监测。

(1)地埂植物生长情况:包括成活率、保存率、株高、地径、冠幅、根量、覆盖率、生长期每月监测1次;金银花、刺五加和紫花苜蓿收获期另加产量和效益监测。

(2)农作物苗高、叶长宽、株高、生理特性、产量、效益、秸秆量等,根据生长阶段进行监测。

(3)土壤理化性质:土壤水分变化量,4月底至10月底监测,每月1次,采用土钻和TDR测试,并计算土壤水分变化量;耕层土壤密度、机械组成,一年测试3次;耕层氮、磷、钾,根据生长期进行测定,玉米分为苗期、拔节期、抽穗期、成熟期等。

(4)埂坎和地面坡度:每年雨季结束后,监测埂坎高度、埂前堆积,及田面坡度变化情况。

(5)水土流失量:包括径流量、流速和冲刷量监测,于大雨(产流)后进行,采用RBC地表径流测量系统、 TSSL地表薄层径流流速仪等监测。

4 效益评价

4.1 生态效益

实施地埂植物穿带技术使水土流失得到有效控制,土壤侵蚀模数下降,拦蓄径流量80%以上,提高了拦沙率,并使土壤有机质、氮、磷、钾含量总体得到提升,同时也提高了肥料利用率和病虫害防治率。

4.2 经济效益

据测算,实施地埂植物穿带技术可大幅度增加经济效益。其中:玉米按节约肥料300元/hm2,增产750 kg/hm2、2元/kg计算,可增加收益1 800元/hm2;金银花按1 500 kg/hm2、100元/kg计算,可收入15万元/kg;刺五加按产茎叶3 750 kg/hm2、10元/kg,产根茎15 000 kg/hm2、4元/kg计算,可增加收入97 500元/hm2;紫花苜蓿产量按60 t/hm2、1 500元/t计算,可增加收入90 000元/hm2。

4.3 社会效益

地埂植物穿带技术在防治土壤侵蚀,提升土壤肥力,控制农药使用量,改善农村生活和农业生产条件,保护生态环境,推动社会主义新农村建设等方面都将发挥积极重要的作用。

(责任编辑 王 琦)

S157

B

1000-0941(2015)10-0032-04

王辅强(1980—),男,辽宁省东港市人,高级工程师,工学硕士,主要从事水土保持计划管理工作。

2015-06-25

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