坡地种葛控制土壤水土流失技术研究

熊力夫， 蔡壮夫， 熊劲雅， 揭雨成， 邢虎成，刘益群， 康万利

(1.长沙市葛根工程技术研究中心, 湖南 长沙 410005； 2.湖南省桃江县农业局， 湖南 桃江 413400；3.湖南省兴湘高效农业研究所，湖南 长沙 410005； 4.湖南农业大学苎麻研究所， 湖南 长沙 410128；5.桃江县职业中专， 湖南 桃江 413400)

坡地种葛控制土壤水土流失技术研究

熊力夫1， 蔡壮夫2， 熊劲雅3， 揭雨成4， 邢虎成4，刘益群5， 康万利4

(1.长沙市葛根工程技术研究中心, 湖南 长沙 410005； 2.湖南省桃江县农业局， 湖南 桃江 413400；3.湖南省兴湘高效农业研究所，湖南 长沙 410005； 4.湖南农业大学苎麻研究所， 湖南 长沙 410128；5.桃江县职业中专， 湖南 桃江 413400)

为探索坡地水土保持技术，以传统习惯种植作物为对照，开展了坡地种葛对减少水土流失技术的研究。结果表明：种植葛根可以有效地减少坡地土壤的地表径流量和土壤侵蚀量，种葛4年后地表径流量比对照减少一半以上；随着种葛年限的增加，土壤侵蚀量逐年降低。种葛第2年后，雨水对坡地土壤的侵蚀量比对照减少了58.0%，到第10年种葛处理的土壤侵蚀量比对照减少了91.1%。本研究通过对坡度在28°以内的坡地种葛，对减轻水土流失，改善土壤理化性状，培肥地力提供了一条新的有效技术途径。

葛； 坡地； 水土流失

我国南方地区坡耕地约0.107亿hm2，占全国50%，坡耕地是南方水土流失最严重的地类，而植物茎叶具有降水截留、削弱溅蚀、抑制地表径流等作用[1]。葛根为豆科葛属多年生藤本植物，是水土保持的先锋植物，根系发达，茎叶茂盛，茎匍匐蔓延覆盖地面，茎节上能产生大量不定根，能有效防止地表径流冲刷土壤[2]。葛根既有水土保持效应，又能增加土壤中氮素及有机质[3]。湖南省坡地居多，按常规种植作物水土流失严重。如靠工程措施保持水土投资大，费工多，技术要求高[4]。而葛根是根瘤植物，叶面积大，覆盖指数高，坡地种葛可大大减轻水土流失，改善生态环境[5]。2003—2012年，为探索坡地水土保持技术，我们开展了坡地种葛对减少水土流失技术的研究，以期为红壤坡地的水土保持和可持续利用提供依据。

1 材料和方法

1.1试验地概况

本试验在桃江县桃花江镇进行，试验区地处东经111°36′，北纬28°13′，年降雨量1553 mm，年均气温16.6 ℃，坡度28°，土质为砂质红壤，pH值5.4，种葛前土壤瘠薄，水土流失严重。

1.2试验材料

植物材料为“湘葛1号”，由湖南天盛生物有限公司提供。

1.3试验方法

试验设置处理区和对照区，处理区种植葛根，对照区则按传统方法人工耕作种植油菜、大豆等作物，即每年深挖1次，锄草4～5次。处理和对照区每年每1 hm2施硝酸钾复合肥750 kg。将试验区用红砖水泥砌成8个小区，小区面积80 m2, 4次重复，对比法排列。每个小区底边右角建有容积为1.5 m3(池底长1.5 m，宽1 m，高1 m)上面加盖的水池以测定水土流失量。小区四周设有隔离围栏。每下一次雨测定地表径流量和泥沙量。

2 结果与分析

2.1坡地种葛对地表径流的影响

从图1可知，种植葛根前，对照区和处理区的地表径流量相差不大(2002年)。2003年种植葛根后，与对照相比,种葛当年地表径流量减少226500 kg/hm2，主要是因为葛易生易长，是良好的覆被植物，葛扎根深，根茎发达，叶片大，藤蔓覆盖大，对雨水的阻力大，可以极大地减少降雨对地表的直接冲刷，对防止溅蚀、延缓地表径流有重要作用。随着植葛年限的增加，地表径流比对照大幅度减低，种葛4年后(2006年)地表径流量比种植传统作物(对照)减少一半。2007年到2012年，种植葛根的小区比对照平均减少地表径流量58.5%。因此种葛对坡地地表径流量有显著的减小作用。

图1 种葛对坡地地表径流的影响Fig.1 Effect of planting Kudzu on surface runoff in slope field

2.2坡地种葛对土壤侵蚀量的影响

从图2可知，种葛处理区的泥沙量得到了有效控制，从试验期间(2003-2012)泥沙流量年度变化情况看，种葛可以有效的减少雨水对土壤的侵蚀。葛茎蔓茂盛,根系多，密如蛛网，四面分散，入土深，能坚固土壤，有效防止径流和冲刷。2003年种葛当年，土壤侵蚀量减少了2985000 kg/hm2，且随着种葛年限的增加，土壤侵蚀量逐年降低。种葛第2年后，雨水对坡地土壤的侵蚀量比对照减少了58.0%，到第10年(2012年)种葛处理的土壤侵蚀量比对照减少了91.1%。雨水对对照区的土壤侵蚀量无规律，视雨水强度和时间来决定，但整体上要显著高于种葛处理。种葛处理区由于水土流失得到了有效控制，土壤养分流失少且葛根不仅有固氮作用，而且植物残体在土壤中也直接增加了有机质。

图2 种葛对坡地土壤侵蚀量的影响Fig.2 Effect of planting Kudzu on soil erosion in slope field

3 结论与讨论

试验表明，种植葛根可以有效的减少坡地土壤的地表径流量和土壤侵蚀量，种葛4年后地表径流量比对照减少一半以上；随着种葛年限的增加，土壤侵蚀量逐年降低。种葛第2年后，雨水对坡地土壤的侵蚀量比对照减少了58.0%，到第10年种葛处理的土壤侵蚀量比对照减少了91.1%。

坡地是水土流失的主要场所和江河水库泥沙的主要来源[6]。水土流失是导致生态环境恶化和土地生产力下降的主要原因[7-8]。南方坡耕地，由于降雨量大，各类开发建设项目多，水土流失问题较为严重和复杂[9]。坡耕地是南方水土流失最严重的地类,也是长江泥沙的重要来源[10-11]，多年来,由于自然与人为因素的干扰,坡耕地已成为我国南方水土流失范围最广、程度较高的地区，是我国治理水土流失的重点区域之一[12]。随着葛属经济植物的经济价值和保健功能逐渐被认识, 葛类研究与制品逐渐受到人们的关注[13-17]。针对湖南坡地水土流失严重的状况，从10年的试验结果看，葛根具有明显的水土保持效应。湘葛1号茎叶茂盛，根系发达，主块根粗短，呈花瓶形，藤茎粗壮，主蔓长8～10 m，第三节开始叶柄处能产生大量的不定须根，能迅速覆盖土面,可减小雨滴对地面的打击[4]。 据汪有科等人[18]研究指出，葛根地表枯落物的最大截持量是自身重量的1.7～3.5倍，同时还可以有效地消减能量，增加土壤入渗，增强了土壤的抗蚀能力及土壤的抗冲性。范淑英研究发现，随着野葛种植年份的增加,它们对红壤坡地的水土保持和改良效果越来越好[5]，这与本试验研究结果一致。这是因为随着年份的增加，葛根地上部的生物量越来越大，每年产生的地表枯落物越来越多，地下部的根系越来越发达，增加了水流运动的阻力,减缓了水流的流速,同时减弱了水流对地表的冲刷作用。本研究对坡度在28°以内的坡地种葛，对减轻水土流失，改善土壤理化性状，培肥地力提供了一条新的有效的技术途径。

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ControllingsoilandwaterlosstechnologyonslopingfieldbyplantingKudzu

XIONG Lifu1, CAI Zhuangfu2, XIONG Jingya3, JIE Yucheng4, XING Hucheng4, LIU Yiqun5， KANG Wanli4

(1.Changsha Kudzu Engineering Technology Research Center, Changsha 410005, China；2.Taojiang County Department of Agriculture, Taojiang 413400, China；3.Hunan Xing-xiang Efficient Agricultural Research Institute, Changsha 410005, China；4.Ramie Institute of Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China；5.Taojiang County Vocational School, Taojiang 413400, China)

To explore soil and water conservation techniques on slope field, the study on reducing soil erosion by planting Kudzu was done. The traditional crop was as a control. The results showed that planting Kudzu could effectively reduce surface runoff and soil erosion on slope field. After the Kudzu was planted 4 years, the runoff was reduced to more than half. With the increasing age of planting Kudzu, the soil erosion was reduced year by year. After the Kudzu was planted 2 years, soil erosion of planting Kudzu was decreased 58.0% than the control on the slope field. After the Kudzu was planted 10 years, soil erosion of planting Kudzu was decreased 91.1% than the control. Planting Kudzu could significantly reduce soil erosion on 28 degrees slope field and improve soil physical and chemical properties. It provides a new and effective technical approach to control soil and water loss.

Kudzu; sloping field; soil and water loss

2016-07-12

国家饲草和饲纤兼用作物种质资源平台(2012-072)；国家科技支撑计划(2012BAD20B05-04)。

熊力夫(1956-)，男，湖南桃江人，研究员，主要从事葛根生物资源综合利用研究与农业技术推广。

揭雨成，E-mail:ibfcjyc@vip.sina.com

S 157

A

1003-5710(2016)05-0109-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2016. 05. 022

(文字编校：张 珉)