第五章水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)

第五章水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施

水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施（agronomicmeasuresofwaterandsoilconservation）指的是用增加地面糙率、改變坡面微小地形、增加植物被覆、地面覆蓋或增強(qiáng)土壤抗蝕力等方法，保持水土、改良土壤，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)措施。水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施與水土保持林草措施、水土保持工程措施有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成完整的綜合治理體系。

第一節(jié)水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施特征及發(fā)展水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的范圍很廣，包括大部分旱地農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)，其中水土保持效果顯著的部分按作用可分為：以改變小地形增加地面糙率為主的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施；以增加地面覆蓋為主的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施和以增加土壤抗蝕性為主的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施等3類。一、以改變小地形增加地面糙率為主的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施

（一）等高耕作

等高耕作（contourplouging）又稱橫坡耕作技術(shù)。是指沿等高線，垂直于坡面傾向，進(jìn)行的橫向耕作，見圖5－1。它是坡耕地實(shí)施其他水土保持耕作措施的基礎(chǔ)。沿等高線進(jìn)行橫坡耕作，在犁溝平行于等高線方向會(huì)形成許多“蓄水溝”，從而有效地?cái)r蓄了地表徑流，增加土壤水分入滲率，減少水土流失，有利于作物生長發(fā)育，從而達(dá)到高產(chǎn)。

圖5-1改順耕為橫耕（二）等高溝壟耕作等高溝壟耕作（contourlistingtillage）是在等高耕作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。具體操作為：在坡面上沿等高線開犁，形成溝和壟，在溝內(nèi)或壟上種植作物。一條壟等于一個(gè)小壩，可有效地減少徑量和沖刷量，增加土壤含水率，保持土壤養(yǎng)分。還可進(jìn)一步劃分為以下3種類型。

1、水平溝種植水平溝種植（contaurtrenchcropping）又稱套犁溝播。具體作法為：在犁過的壕溝內(nèi)再套耕一犁，然后將種子點(diǎn)在溝內(nèi)，施上肥料，結(jié)合碎土，鎮(zhèn)壓覆蓋種子，中耕培土?xí)r仍保持壟溝完整。2、壟作區(qū)田壟作區(qū)田（contourcheck）是干旱和半干旱地區(qū)采用的蓄水保土耕作法。具體作法是在坡地上從下往上進(jìn)行，先在下邊沿等高線耕一犁，接著在犁溝內(nèi)施肥播種，然后在上邊淺犁一道，覆土蓋種，再空出一道的距離繼續(xù)犁耕施肥播種，依次進(jìn)行，直至種完。這樣使坡面溝壟相間，有利于攔蓄地表徑流。為了防止橫向水土流沖刷，在溝內(nèi)每隔1－2m橫向修一道小土檔，見圖5－2。

3、平播起壟平播起壟是用犁沿等高線隔行條播種植，并進(jìn)行鎮(zhèn)壓，使種子和土壤密接，以利于出苗、保墑；在早期保持平作狀態(tài)，在雨季到來以前，結(jié)合中耕，將行間的土培在作物根部，形成溝壟，并在溝內(nèi)每隔1-2m加筑上擋，以分段攔蓄雨水。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，在春旱地區(qū)，它可以避免因早起壟而增加蒸發(fā)面積造成缺苗現(xiàn)象，影響產(chǎn)量。它還能在雨季充分接納和攔蓄雨水，故蓄水保土和增產(chǎn)作用較顯著。

圖5－2溝壟種植

（三）區(qū)田區(qū)田也叫掏缽種植。是我國一種歷史悠久的耕種法。具體作法是在坡耕地上沿等高線劃分成許多1平方米的小耕作區(qū)，每區(qū)掏1-2缽，每缽長、寬、深各約50cm。掏缽時(shí)，用銑或镢，先將表層熟土刮出，再將掏出的生土放在缽的下方和左右兩側(cè)，拍緊成埂，最后將刮出的熟土連同上方第二行小區(qū)刮出的熟土全部填到缽內(nèi)，同時(shí)將熟土與施入的肥料攪拌均勻，掏第二行缽時(shí)將第三行小區(qū)的表層熟土刮到坑內(nèi)，依次類推。這樣自上而下地進(jìn)行，上下行的坑作“品”字形錯(cuò)開，坑內(nèi)作物可實(shí)行密植，見圖5－3。每掏一次可連續(xù)種2-3年，再重掏一次。掏缽1hm2約需45-60個(gè)工。在實(shí)踐中，群眾還創(chuàng)造了人工加畜力的掏缽方法，值得推廣。

圖5－3區(qū)田示意圖

（四）圳田圳田是寬約1m的水平梯田。具體作法是，沿坡耕地等高線作成水平條帶，每隔50cm挖寬、深各50cm的溝，并結(jié)合分層施肥將生土放在溝外拍成壟，再將上方1m寬的表土填入下方溝內(nèi)。由于溝壟相間，便自然形成了窄條臺階地。此法亦可采用人畜相結(jié)合，以提高工效。

（五）水平防沖溝水平防護(hù)沖也叫等高防沖溝。這是在田面按水平方向，每隔一定距離用犁橫開一條溝。為了使所開犁溝能充分保持水土，在犁溝時(shí)每走若干距離將犁抬起，空很短的距離后再犁，這樣在一條溝中便留下許多土擋，使每段犁溝較為水平，可以起到分段攔蓄的作用。同時(shí)應(yīng)注意，上下犁溝間所留土擋應(yīng)錯(cuò)開。犁溝的深淺和寬窄，在20°的坡地上溝間距離約2m左右，溝深35～40cm。為了經(jīng)濟(jì)利用田面，犁溝內(nèi)亦可點(diǎn)播豆類作物，并照常進(jìn)行中耕除草。

二、增加植物被覆為主的耕作措施（一）草田輪作（grasslandrotation）在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，將不同品種的農(nóng)作物或牧草按一定原則和作物(牧草)的生物學(xué)特性在一定面積的農(nóng)田上排成一定的順序，周而復(fù)始地輪換種植就是輪作。在輪作的農(nóng)田上，把作物安排為前后栽植順序是輪作方式，輪作方式之中或全部栽植農(nóng)作物，或按一定比例栽植作物與多年生牧草即草田輪作，種植一遍所歷經(jīng)的時(shí)間稱為輪作周期。從時(shí)間和空間的關(guān)系上來看，在作物安排上最簡單的是三年輪作周期與三區(qū)輪作方式(表5-1)。依據(jù)水土保持作用，將草田輪作制中的農(nóng)作物和牧草可分為三大類：第一類是保持水土作用小的玉米、高梁、棉花、谷子、糜子等禾本科中耕作物；第二類為保持水土作用大的小麥、大麥、莜麥、蕎麥、豌豆、大豆、黑豆等一些禾本科和豆科的密播作物；第三類是1年生和多年生的牧草，如蘇丹草、春箭舌豌豆苜蓿、紫花、沙打旺、紅豆草、黑麥草等。

（二）間作、套種與混種間作（intercropping），是在同一田塊于同一生長期內(nèi)，分行或分帶相間種植兩種或兩種以上作物的種植方式。農(nóng)作物與多年生木本作物（植物）相間種植，也稱為間作，有人稱為多層作呈農(nóng)林復(fù)合（agroforestry）?；熳鳎╩ixedcropping）是在同一塊地上，同期混合種植兩種或兩種以上作物的種植方式。一般混作在田間無規(guī)則分布，可同時(shí)撒播，或在同行內(nèi)混合、間隔播種，或一種作物或行種植，另一種作物撒播于其行內(nèi)或行間。田區(qū)號第一年第二年第三年第一區(qū)大豆高梁谷子第二區(qū)高梁谷子大豆第三區(qū)谷子大豆高梁表5-1三年輪作周期與三區(qū)輪作方式

上述3種作物的種植如圖5－4所示。如果它們同出現(xiàn)在一塊農(nóng)田上時(shí)，就構(gòu)成所謂的立體種植（multistoreycropping）。

圖5－4作物種植方式示意圖

間作、套種和混播，本來是增產(chǎn)措施，但由于增加了植物覆被率和延長了植被覆蓋時(shí)間，因而仍屬于水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的范疇。

（三）等高帶狀間作等高帶狀間作(contourstripcropping)是沿著等高線將坡地劃分成若干條帶，在各條帶上交互和輪換種植密生作物與疏生作物、或牧草與農(nóng)作物的一種坡地保持水土的種植方法。它利用密生作物帶覆蓋地面、減緩徑流、攔截泥沙來保護(hù)疏生作物生長，從而起到比一般間作更大的防蝕和增產(chǎn)作用；同時(shí)，等高帶狀間作也有利于改良土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力和蓄水保土的能力，便于確立合理的輪作制，促使坡地變梯田，（圖5－5）。等高帶狀間作可分為農(nóng)作物帶狀間作和草田帶狀間作兩種。

圖5－5草田帶狀間作

（四）砂田砂田是甘肅等省的干旱區(qū)采用的一種蓄水保墑特殊耕作法。其作法是：一要選擇離砂源近、土壤肥沃、坡度緩的土地；二要選擇合土少、砂粒大小適中的砂源；三要事先平整土地，施足底肥、精耕細(xì)作；四要掌握鋪砂厚度，旱砂田鋪12cm厚，水砂田鋪6cm厚，每公頃需砂150萬kg以上；五要防止砂土混合，要采用不再進(jìn)行翻動(dòng)土層的耕作。

三、改善土壤物理性狀的耕作措施

從主要作用來看，下述各類措施均能起到改善土壤物理性狀的作用。這一類措施包括了深耕、少耕法和免耕法。（一）深耕（deeptillage）一般在夏、秋兩季進(jìn)行，深耕21－24cm，其功能主要是增加入滲和蓄水保水能力，同時(shí)改善土壤的通透能力，有利于調(diào)節(jié)土壤中的水、氣、熱等要素。（二）少耕少耕（minimumtillage）是指在常規(guī)耕作基礎(chǔ)上盡量減少土壤耕作次數(shù)或在全田間隔耕種，減少耕作面積的一類耕作方法，它是介于常規(guī)耕作和免耕之間的中間類型。（三）免耕免耕（no-tillage）又稱零耕、直接播種，是20世紀(jì)60-70年代世界上普遍重視的一種耕作措施，其核心是不耕不耙，也不中耕。它是依靠生物的作用進(jìn)行土壤耕作，用化學(xué)除草代替機(jī)械除草的一種保土耕作法。

四、水土保持耕作措施的進(jìn)展

（一）等高帶狀間輪作利用此法的好處，一是可促進(jìn)坡地農(nóng)田退耕種草，即一半面積種草，一半面積種糧；二是把草納入正式的輪作之中，固定了種草的面積；三是保證糧食作物始終種在草茬上，可減少優(yōu)質(zhì)廄肥上山負(fù)擔(dān)，以節(jié)省大批勞畜力；四是既改良了土壤結(jié)構(gòu)又提高了土壤蓄水保土能力；五是既確立了合理的輪作制，又可促使坡地變成緩坡梯田，等等。

（二）蓄水聚肥改土耕作法

此法由“種植溝”和“生土壟”兩個(gè)主體部分組成，“種植溝”把耕作層表土集中起來，改善耕地的基礎(chǔ)條件。“生土壟”把徑流就地?cái)r蓄，就地入滲。故既能培肥地力，抗旱豐產(chǎn)，又能防治水土流失。此法的主要優(yōu)點(diǎn)一是有效控制水土流失，“生土壟”好似攔洪壩，“種植溝”相當(dāng)于蓄水庫。因此蓄水保肥，提高了抗旱能力；二是經(jīng)濟(jì)利用天然降水，提高了降水利用率，據(jù)測定,種植高梁、玉米、降水利用率提高69.9%；三是表土、肥料集中使用，即把地面所有表土集中在“種植溝”內(nèi)，使原來5寸的熟土層增加到1尺左右，加之溝底深翻，活土層達(dá)1.5尺上下。同時(shí)，把撒施在田面的有機(jī)肥，全部摻混在種植作物的熟土溝內(nèi)，土肥集中融為一體，形成良好的“土壤水肥庫”，使作物根系分布最多的部位，正好是養(yǎng)分集中的地方，大大提高了水肥利用率，增加了土壤孔隙度，提高了土壤入滲能力；四是加快生土熟化；五是充分發(fā)揮邊行優(yōu)勢。蓄水聚肥耕作形成帶狀種植，溝內(nèi)種植作物1～2行，生土壟上種豆科綠肥，高低搭配，每行作物都相當(dāng)于邊行，通風(fēng)透光很好，減弱了葉莖之間互相遮陰，擴(kuò)大了根系吸收范圍。

（三）旱地小麥溝播側(cè)位施肥耕作法旱地小麥溝播側(cè)位施肥耕作法是利用2BFG-6(S)谷物溝播機(jī)進(jìn)行耕種的一種方法。它能一次性完成開溝、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓多道工序，實(shí)現(xiàn)了溝播集中施肥等項(xiàng)農(nóng)藝要求。其特點(diǎn)一是有利用于提高播種質(zhì)量，培育壯苗；二是改善了小麥生長發(fā)育的水、肥、光、溫等基本條件，小麥植株發(fā)育健壯；三是溝播結(jié)合集中施肥，可省工節(jié)能，提高肥效。從而達(dá)到小麥增產(chǎn)和保持水土的作用。（四）地膜種植與套種此方法是“九五”期間，西北農(nóng)林科技大學(xué)在淳化縣泥河溝流域8°坡耕地上試驗(yàn)研制的一種水土保持耕作法。具體為：地膜小麥采用人工起壟，水平種植覆膜，覆膜寬1.0m，點(diǎn)種小麥6行，再留空白帶0.3m，春季套種馬鈴薯、甘薯秋作物，小麥?zhǔn)崭詈罅舨?。通過試驗(yàn)證明它的特點(diǎn)一是形成良好的生境；二是提高水、肥利用率；三是侵蝕期地面能得以覆蓋，防止了水土流失。

水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的直接作用：一是防止水土流失；二是增加作物產(chǎn)量。一、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施與水土流失的關(guān)系(一）耕作措施對侵蝕的影響水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施均有減少和防止水土流失的作用。表5－2反映的是黃土高原一些試驗(yàn)研究結(jié)果。表5-2耕作措施對徑流量及產(chǎn)沙量的影響第二節(jié)

水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的作用

耕作措施作物種類坡度(°)坡長(m)面積(m2)試驗(yàn)?zāi)甓犬a(chǎn)流降雨量(mm)MW(m3/km2)H凈雨深(mm)A徑流系數(shù)（％）F下滲量(mm)MˊWMS產(chǎn)沙量(t/km2)MˊSM3/km2·mm比較(%)t/km2·mm比較(%)水平犁溝

320100196055.036603.666.751.3466.5571.360.1116.2深翻(30cm)夏休閑320100196055.047904.798.750.2187.0993.3310.5682.4普通耕翻(15cm)

320100196083.778107.819.375.1993.31100570.68100套犁溝播玉米大豆2030282196011121860018.6016.792.60167.2688.3492.24.4366.5平作玉米大豆2030282196011122100021.0718.990.13189.48100739.16.65100等高壟作玉米2025141196341026464064.6415.6345.56157.5850.9423210.3222.0等高帶狀間作玉米大豆2025141196341028853088.5321.6321.67215.8269.81043025.4354.2平作玉米202514119634102126900126.9030.9283.30309.36100.01925046.93100間作玉米大豆20271501962340.22457024.577.2315.6372.2271.8556016.3442.0平作玉米20271501962340.23421034.2110.1305.99100.561001323038.89100中耕培壟玉米大豆20302241961124.21097010.978.8113.2388.3286.53923.1547.7平作玉米大豆20302241961124.21281012.8110.3111.39103.14100.08216.60100等高垅作玉米2025141196014.0510.60.513.613.4936.4790.0140.9712.2等高帶狀間作玉米大豆2030141196014.0829.80.835.913.1759.27146.2705.0163.4平作玉米大豆2025141196014.0567。40.574.113.4340.53100.01117.90100從表5-2可以看出，對休閑地采用不同的翻耕方法，可對徑流進(jìn)行不同程度的調(diào)節(jié)，并由于地表微地形的改變，進(jìn)而影響到徑流所引起的土壤流失量的不同，在小坡度(3°)、20m坡長地表裸露情況下，耕作措施采用水平犁溝，其徑流量是普通翻耕的71.3%，產(chǎn)沙量是16.2%。在坡度較陡(20°)，采用等高壟作種植玉米，在豐水年情況下(生長季節(jié)產(chǎn)流降水410.2mm)，其徑流量是平作的50.9%，產(chǎn)沙量是22.0%；在枯水年(生長季節(jié)產(chǎn)流降水14.0mm)，其徑流量是平作的90.0%，產(chǎn)沙量是12.2%?？梢?，在土地裸露坡度較小的情況下，采用水平犁溝，在坡度較大，以種植玉米等秋作物為主的情況下，采用等高壟作措施，對于減少地表徑流、增大下滲水量，進(jìn)而降低由此而引起的土壤流失，效果較好。

（二）耕作措施對侵蝕過程的影響

※.Pp為產(chǎn)流降雨量（mm）

圖5－6、圖5－7是幾種耕作措施的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果。從中可以看出，不同的耕作措施其徑流過程、產(chǎn)沙過程差異顯著，說明耕作措施在坡耕地上對土壤侵蝕有著較為明顯的影響與作用。從圖5-6可以看出，產(chǎn)流時(shí)間以順坡耕作為最早，隨后依次為平整坡面、人工掏挖、等高耕作；從同一時(shí)刻的產(chǎn)流量看，也是順坡耕作最大，次序不變，因此從攔蓄徑流、增加入滲的角度講，人工掏挖、等高耕作相對于無措施的平整坡面效果要好，為正效應(yīng)；而順坡耕作則為負(fù)效應(yīng)，增大了徑流量，不但不利于土壤水分的蓄積，更增大了侵蝕發(fā)生的可能性及強(qiáng)度。圖5-7中各措施的侵蝕發(fā)生時(shí)間及同一時(shí)刻侵蝕量的大小相差較大，并與圖5-6的徑流過程完全一致。這就進(jìn)一步說明了耕作措施的水土保持作用，就是其對雨水及徑流的調(diào)節(jié)，如果某一措施能夠有利于雨水入滲，能夠增大徑流前進(jìn)方向上的糙