幼齡果園坡耕地保護(hù)性耕作的水土保持效果

潘艷華，王攀磊，2，郭玉蓉，2，曾莉，朱紅業(yè)，2，郭志強(qiáng)，2，番華彩，劉樹芳，杜彩艷?(．云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，650205，昆明;2．農(nóng)業(yè)部嵩明農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，650205，昆明)

?

幼齡果園坡耕地保護(hù)性耕作的水土保持效果

潘艷華1，王攀磊1，2，郭玉蓉1，2，曾莉1，朱紅業(yè)1，2，郭志強(qiáng)1，2，番華彩1，劉樹芳1，杜彩艷1?
(1．云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，650205，昆明;2．農(nóng)業(yè)部嵩明農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，650205，昆明)

摘要:隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，滇西南地區(qū)新植果園不斷增多，水土流失及土壤退化成為該區(qū)域內(nèi)普遍存在的重要生態(tài)環(huán)境問題。為提供切實(shí)可行的耕作技術(shù)指導(dǎo)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境安全，本研究以滇西南邊境地區(qū)坡耕地幼齡果園為對象，通過測定3種不同耕作措施(傳統(tǒng)耕作、秸稈覆蓋和生物覆蓋)下的土壤養(yǎng)分狀況、地表徑流量和土壤流失量，研究不同保護(hù)性耕作模式的水土保持效果及作用機(jī)理。結(jié)果表明:秸稈覆蓋和生物覆蓋均能改善土壤養(yǎng)分狀況，減少水土流失。相比于傳統(tǒng)耕作，其他2種保護(hù)性耕作模式的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了14%以上，徑流量減少20%左右，土壤流失量減少10%～30%，總養(yǎng)分流失減少20%～30%。其中，生物覆蓋模式水土保持效果更為顯著，而且，隨著試驗(yàn)時(shí)間推進(jìn)，秸稈覆蓋和生物覆蓋模式的水土保持效果有明顯增加的趨勢。

關(guān)鍵詞:幼齡果園;坡耕地;保護(hù)性耕作;水土保持;傳統(tǒng)耕作;秸稈覆蓋;生物覆蓋

項(xiàng)目名稱:公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)“中緬邊境地區(qū)特色水果錯(cuò)季高效生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)化研究與示范”(201403036);農(nóng)業(yè)部“嵩明農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站”(2011 08);公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)“坡耕地合理耕層構(gòu)建技術(shù)指標(biāo)研究及集成示范”(201503119)

滇西南邊境地區(qū)是云南主要糧經(jīng)作物的重要生產(chǎn)區(qū)域，也是少數(shù)民族的主要聚集區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，群眾貧困面大，產(chǎn)業(yè)發(fā)展科技支撐力度小。區(qū)域內(nèi)耕地以丘陵坡耕地為主，耕作管理粗放，部分較偏遠(yuǎn)的少數(shù)民族地區(qū)，甚至還存在原始的刀耕火種。過度墾殖和不合理的土地利用方式，導(dǎo)致嚴(yán)重的土壤侵蝕，坡耕地耕層變淺，土壤退化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力低下，綜合生產(chǎn)效益不高，嚴(yán)重的阻礙云南邊境地區(qū)人民的增產(chǎn)增收。

水的侵蝕會降低土壤滲透率、持水量、養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，降低土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量［1］。云南全省水土流失面積超過14.1萬km2，年土壤侵蝕量超過5.18億t［2 3］，該區(qū)占60%以上。水土流失主要和降雨侵蝕力、土壤可蝕性、坡長坡度、作物覆蓋和管理及水土保持措施有關(guān)［4］，保護(hù)性耕作從作物覆蓋和管理處罰，通過免耕、少耕和覆蓋，可減少土壤侵蝕，增加土壤持水性能，改善土壤肥力，保護(hù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，從而維持土地可持續(xù)生產(chǎn)力［5 6］。保護(hù)性耕作對水土流失及土壤質(zhì)量的影響，已有較多研究［7 13］，但針對幼齡果園保護(hù)性耕作的報(bào)道［14 17］則較少。近年來，滇西南地區(qū)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度越來越大，各種新植果園不斷增多，水土流失及土壤退化成為該區(qū)域內(nèi)普遍存在的重要生態(tài)環(huán)境問題。針對幼齡果園，開展保護(hù)性耕作試驗(yàn)，旨在為滇西南尤其是中緬邊境地區(qū)不斷涌現(xiàn)的新植果園，提供切實(shí)可行的耕作技術(shù)指導(dǎo)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境安全。

1　試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于云南省保山市隆陽區(qū)道街鄉(xiāng)等高村(E25.08°，N 99.10°)，海拔2 300 m，屬西南季風(fēng)區(qū)亞熱帶高原氣候，年平均氣溫15.5℃，年平均降雨量966.5 mm。該試驗(yàn)地土壤類型為紅壤，坡度為13.2°，為云南典型的坡耕地。土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)如下:密度 1.17 g/cm3，孔隙度 56.19%，pH值為6.02，有機(jī)質(zhì)23.45 g/kg，全氮、全磷、全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.21%、0.12%和0.71%，速效氮、有效磷和速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為88.8、9.07和67.72 mg/kg。

2　材料與方法

2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)為同田對比試驗(yàn)，共設(shè)3個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)面積為30 m2。所有處理均在坡度相等的同一坡面耕地上。

處理1(T1)，傳統(tǒng)種植及耕作。對坡耕地進(jìn)行翻耕犁耙后，等高種植梅子 (Armeniaca mume Sieb．)，行距3.0 m，株距2.5 m。株、行距之間空地地表裸露，不種植任何作物，每年在春秋兩季，各進(jìn)行1次翻犁、除草和施肥。

處理2(T2)，秸稈覆蓋保護(hù)性耕作。果樹種植規(guī)格同處理1，果樹移栽后不再翻耕，施肥方式為深松后直接兌水澆施。在果樹株、行距之間，離梅子樹根30 cm的空地上，覆蓋玉米(Zea mays L.)秸稈(秸稈切段，每段長30～50 cm)。第1年秸稈用量為15 t/hm2，第2年秸稈用量為9 t/hm2。

處理3(T3)，生物覆蓋保護(hù)性耕作。果樹種植規(guī)格同處理1，施肥方式同處理2。在株、行距之間，離梅子樹根60 cm的空地上，混播種植5種禾本科、豆科牧草，每個(gè)品種種植面積各占20%:三葉草海發(fā)(Trifolium subterraneum)、苜?；屎?Medicago sativa)、一年生黑麥草特高(Lolium multiflorum)、多年生黑麥草卓越(Lolium perenne)、禾本科牧草鴨茅安巴(Dactylis glomerata)。牧草播種方式:按行距30 cm開等高播種溝，牧草種子用細(xì)土及腐熟過篩的農(nóng)家肥充分混合拌勻，按單位面積稱量均勻撒播，播后覆薄土層1～2 cm，并澆透水。牧草前2次刈割后，直接還田覆蓋于果園行間空地處，之后刈割的牧草部分結(jié)合家庭庭院養(yǎng)殖做畜禽飼料，部分繼續(xù)覆蓋地表裸露處。

2.2試驗(yàn)方法

2.2.1土壤取樣及分析測試在試驗(yàn)開始前，按梅花形標(biāo)準(zhǔn)取樣方法，對試驗(yàn)地土壤進(jìn)行取樣，并按照NY/T 1377—2007《土壤有機(jī)質(zhì)的測定》、NY/T 1121.6—2006《土壤檢測第6部分:土壤有機(jī)質(zhì)的測定》、NY/T 53—1987《土壤全氮測定法(半微量開氏法)》、NY/T 88—1988《土壤全磷測定法》、《土壤分析技術(shù)規(guī)范》、GB 12297—1990《石灰性土壤有效磷測定方法》、NY/T 889—2004《土壤速效鉀和緩效鉀含量的測定》等測定并分析測試土壤的理化性狀。試驗(yàn)2年后，采用相同方法對各處理土壤取樣，并測定其相應(yīng)指標(biāo)。

2.2.2徑流量和土壤侵蝕量測定每個(gè)處理均用高40 cm×40 cm規(guī)格的空心磚砌成長10.0 m、寬6.0 m的徑流觀測區(qū)(長邊垂直于等高線，短邊平行于等高線)，在小區(qū)上方開鑿排水溝，以攔截外圍坡面徑流，在小區(qū)下方建截洪溝、沉沙池和量水堰。每次降雨產(chǎn)生徑流后，測定量水堰內(nèi)的水量;同時(shí)，取樣500～1000 mL(攪拌均勻)進(jìn)行過濾，將泥沙烘干后稱量，通過折算得到徑流量及土壤侵蝕量。測定完畢后，將量水堰清理干凈，以便承接下次徑流。此外，沉沙池里有泥沙沉積時(shí)，同樣取樣烘干稱量，并折算土壤侵蝕量。待完成全年取樣后，對徑流及泥沙養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析檢測［17］。

3　結(jié)果與分析

3.1耕作方式對幼齡果園土壤理化性狀的影響

3.1.1土壤物理性狀由表1可知，試驗(yàn)2年后，與基礎(chǔ)土樣相比，T1土壤密度和孔隙度均無明顯變化;T2土壤孔隙度略有降低，相應(yīng)密度略有增加;與T2變化趨勢相反，T3土壤孔隙度略有增加，而密度略有降低。造成上述結(jié)果的原因在于，T2在試驗(yàn)期2年內(nèi)，未進(jìn)行任何翻耕，導(dǎo)致土壤部分板結(jié);而T3混播多年生牧草，牧草根系的生長和延伸擴(kuò)展，能有效疏松土壤，增強(qiáng)土壤透氣性，改善土壤結(jié)構(gòu)［18］。

表1　試驗(yàn)后土壤理化性狀Tab．1　Soil physical and chemical properties after treatment

注:T1為傳統(tǒng)種植及耕作，T2為秸稈覆蓋保護(hù)性耕作，T3為生物覆蓋保護(hù)性耕作。每列平均值后的不同字母表示不同處理結(jié)果差異顯著(P＜0.05)。OM:土壤有機(jī)質(zhì)。下同。Notes:T1:traditional tillage;T2:straw mulching;T3:biological covering．Mean values followed by the different letter in a column for the soil indicate that tillage practices had significant effect(P＜0.05)on soil properties．OM:organic matter．The same below．

3.1.2土壤化學(xué)性狀與基礎(chǔ)土樣相比，試驗(yàn)2年后，T1土壤的各化學(xué)指標(biāo)均無明顯變化。處理2土壤大部分化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對于基礎(chǔ)土樣均顯著增加。其中:有機(jī)質(zhì)、全氮和全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)增幅最大，增幅超過 20%;其次為土壤有效磷，增幅達(dá)

16.1%;全磷、速效鉀增幅相對較小，增幅分別為7.6%和9.0%;土壤速效氮相比基礎(chǔ)土樣降低了8.3%。T3土壤部分化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)同樣有所增加。其中，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鉀增幅在14% ～18%之間，增幅略低于T2，速效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了17.4%，全磷和有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有降低。綜合上述結(jié)果，T2土壤有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，主要源于秸稈的腐解;而土壤速效氮降低的主要原因是秸稈在腐解過程中，微生物要消耗大量氮素，會造成土壤速效氮短期或暫時(shí)性降低現(xiàn)象。處理3則主要因?yàn)槟敛莞档拇罅可L。

3.2耕作方式對幼齡果園水土流失的影響

2013和2014年 2年間，各處理水土流失情況如圖1所示。2013年，試驗(yàn)期降雨量793.5 mm，產(chǎn)流時(shí)間為6—10月，對應(yīng)產(chǎn)流期的降雨量為582.6 mm。2014年，試驗(yàn)期降雨量836.7 mm，產(chǎn)流時(shí)間為5—10月，對應(yīng)產(chǎn)流期的降雨量為605.8 mm?？傮w來看，2014年試驗(yàn)期降雨量比2013年多39.2 mm，產(chǎn)流期降雨量比2013年大23.2 mm。

3.2.1徑流量2013和2014年2年間，各處理徑流量的變化趨勢有所差異。從2013年整體徑流量數(shù)據(jù)來看，各處理徑流量由高到低依次為:T1＞T3＞T2，相對于T1，T2和T3的徑流量分別減少了19.5%和18.1%;從具體月份來看，T2和T3的徑流量在整個(gè)年度均低于T1，在8—10月份，差異逐漸增大，呈顯著水平。2014年總徑流量由高到低依次為:T2" T1"T3，相對于 T1，T3徑流量減少了26.3%，而T2徑流量略有增加;從具體月份來看，在5—8月份期間，徑流量高低次序表現(xiàn)為:T2＞T1＞T3，差異不顯著;而從8月開始至9月，T2徑流量相對減少，低于T1，表現(xiàn)為 T1＞T2＞T3，其中，T1和 T3差異顯著?？梢?，生物覆蓋模式能夠有效降低果園的地表徑流量，而秸稈覆蓋雖在前期能較好的降低徑流量;但后期效果不顯著，這可能是因?yàn)榻斩捀采w，自試驗(yàn)開始實(shí)施后，沒有進(jìn)行任何翻耕措施，導(dǎo)致土壤部分板結(jié)，地表徑流難以下滲。

值得注意的是，T3徑流量隨著試驗(yàn)時(shí)間增加，產(chǎn)流量有逐步減少的趨勢，即便是在降雨量較大的2014年，產(chǎn)流量也比2013年減小10 m3/hm2。究其原因，可能是因?yàn)殡S著牧草種植時(shí)間延長，生物量不斷增加，覆蓋度逐漸加大，牧草根系也不斷增多，并逐漸向土壤深層伸展，改善了土壤結(jié)構(gòu)，有利于土壤水分入滲，加之刈割的部分牧草直接還田覆蓋，減少了地表裸露，也部分?jǐn)r截了徑流，多重因素作用使得徑流量不斷減少。

圖1　2013和2014年幼齡果園的徑流量、土壤流失量和水土流失總量Fig．1　Runoff volume，soil loss amount and soli erosion amount of young orchard in 2013 and 2014

3.2.2土壤流失量2013和2014年2年間，各處理土壤流失量均有以下規(guī)律:T1＞T2、T3，T2和 T3之間無顯著差異。從年際變化來看，在2014年，保護(hù)性耕作措施對土壤流失量降低的效果更明顯，相對于 T1，2013年 T2和 T3土壤流失量降低了10.0%～13.5%，而 2014年降低了 27.1%～29.2%。從年內(nèi)月份變化趨勢看，土壤流失均發(fā)生在5—10月份，在6—9月份各處理，呈顯著差異。3.2.3水土流失總量水土流失總量的變化趨勢和徑流量一致。2013年，T1流失總量 422.11 t/hm2，T2和 T3流失總量分別為341.76和348.42t/hm2，相比T1，分別降低了19.0%和17.5%;2014年，T1流失總量455.34 t/hm2，T2和T3流失總量分別為453.01和334.41 t/hm2，相比T1，分別降低了0.5%和26.6%。各處理水土流失總量差異，主要出現(xiàn)在7—10月份，以7、8月份為甚。結(jié)果表明，2014年，T3的水土保持效果開始優(yōu)于T2，可預(yù)測隨著牧草生長時(shí)間延長，效果會愈趨明顯。

3.3耕作方式對幼齡果園氮磷鉀養(yǎng)分流失的影響

土壤氮磷鉀養(yǎng)分流失狀況如表2所示。2013 和2014年，各處理土壤養(yǎng)分變化趨勢一致，全氮、全磷、全鉀及總養(yǎng)分流失量均表現(xiàn)為:T1＞T2＞T3。其中:2013年，T1全氮、全鉀和總養(yǎng)分流失量均顯著高于T3;2014年，T1全氮和總養(yǎng)分流失量顯著高于T3。從2年總的土壤養(yǎng)分流失情況看，與T1相比，T2的全氮、全磷、全鉀和總養(yǎng)分流失量分別降低了24.1%、13.9%、17.2%和 20.5%，T3分別降低了34.5%、32.6%、26.9%和32.2%。

表2　土壤氮磷鉀養(yǎng)分流失量Tab．2　Amount of N，P and K loss in soil　kg/hm2

4　結(jié)論與討論

1)生物覆蓋保護(hù)性耕作能有效增加土壤孔隙度，降低土壤密度。秸稈覆蓋和生物覆蓋保護(hù)性耕作，均能改善土壤養(yǎng)分狀況，秸稈覆蓋模式效果更為顯著。2年試驗(yàn)期后，相比于傳統(tǒng)耕作，秸稈覆蓋模式的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加20%以上，有效磷、全磷和速效鉀分別增加16.1%、7.6% 和9.0%;生物覆蓋模式的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀和速效氮增加14%～18%。

2)隨著試驗(yàn)時(shí)間推進(jìn)，生物覆蓋模式的徑流量有逐步減少的趨勢，而秸稈覆蓋模式反而增加。試驗(yàn)第1年內(nèi)，生物覆蓋和秸稈覆蓋模式徑流量分別減少19.5%和18.1%;試驗(yàn)第2年內(nèi)，生物覆蓋模式徑流量減少26.3%，而秸稈覆蓋模式徑流量略有增加。水土流失總量的變化趨勢和徑流量一致。

3)秸稈覆蓋和生物覆蓋模式均能夠有效減少土壤流失量，且隨著試驗(yàn)時(shí)間推進(jìn)，效果更為明顯。試驗(yàn)第1年內(nèi)，生物覆蓋和秸稈覆蓋模式的土壤流失量降低了10.0%～13.5%，第2年內(nèi)降低27.1% ～29.2%。

4)秸稈覆蓋和生物覆蓋模式均能夠有效減少土壤養(yǎng)分流失。從2年總的土壤養(yǎng)分流失情況看，與傳統(tǒng)耕作相比，秸稈覆蓋模式土壤的全氮、全磷、全鉀和總養(yǎng)分流失量分別降低 24.1%、13.9%、17.2%和 20.5%，生物覆蓋分別降低 34.5%、32.6%、26.9%和32.2%。

研究結(jié)果充分說明，保護(hù)性耕作能有效地減少坡耕地地表徑流量、水土流失總量和養(yǎng)分流失量。其主要原因在于秸稈和牧草的覆蓋，在攔截徑流的同時(shí)，降低了雨滴對表土的直接擊濺和沖刷［19，20］，同時(shí)還能降低風(fēng)力［21］，阻止土壤底層毛細(xì)水和上層接觸，減少大氣和土壤空氣的湍流交換，從而擬制土壤水分蒸發(fā)［22，23］，增加土壤水分，提高土壤水分利用率和作物產(chǎn)量［24］。而生物覆蓋水土保持效果優(yōu)于秸稈覆蓋，且隨著時(shí)間推移，效果越顯著，其原因在于土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)也是土壤流失的敏感因素，質(zhì)地細(xì)密的土壤滲透率低，易引起地表徑流。秸稈覆蓋處理，不進(jìn)行任何翻耕措施，可能導(dǎo)致土壤部分板結(jié)，孔隙度略有降低，使得地表徑流難以下滲;而生物覆蓋套種的牧草，根系可逐漸向土壤深層伸展，增加土壤孔隙度，改善土壤結(jié)構(gòu)，利于土壤水分入滲［25］，同時(shí)，進(jìn)一步促進(jìn)牧草生長，提高截雨、截流效果。對于生物覆蓋的養(yǎng)分流失保護(hù)機(jī)制，除水土保持效應(yīng)外，還應(yīng)認(rèn)識到:一方面，多年生牧草能夠?qū)⑼寥乐械酿B(yǎng)分轉(zhuǎn)化為其自身生物量，間接固持土壤養(yǎng)分;另一方面，牧草本身覆蓋度好，根系發(fā)達(dá)，通過地上及地下部分的共同作用，使養(yǎng)分流失大量降低［26 27］。

已有大量研究表明，坡度對水土流失的影響至關(guān)重要［28 30］，尤其對于幼齡果園。在果樹栽培初期，果樹干、枝、葉較小，植被枝葉攔截能力低于降雨強(qiáng)度，容易產(chǎn)生地表徑流，造成水土流失;此外，幼齡果樹的根系弱小，土壤的抗蝕性、抗沖性和固定作用不足，也是水土流失發(fā)生的重要因素之一。

5　參考文獻(xiàn)

［1］El-Swaify S A，Moldenhauer W C，Lo A．Soil erosionand conservation［M］．United States:Soil Conservation Society of America，1985:110 112．

［2］米艷華，潘艷華，沙凌杰，等．云南紅壤坡耕地的水土流失及其綜合治理［J］．水土保持學(xué)報(bào)，2006，20(2): 17．Mi Yanhua，Pan Yanhua，Sha Lingjie，et al．Comprehensively harnessing measures to control soil，water and nutrients loss in slope cultivated land of red soil in Yunnan［J］．Journal of Soil and Water Conservation，2006，20(2):17．(in Chinese)

［3］張?zhí)伊郑袊t壤退化機(jī)制與防治［M］．北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1999:42 75．Zhang Taolin．China red soil degradation mechanism and prevention［M］．Beijing:ChinaAgriculturePress，1999:42 75．(in Chinese)

［4］張洪江．土壤侵蝕原理［M］．北京:中國林業(yè)出版社，2008:8 9．Zhang Hongjiang．Elements of soil erosion［M］．Beijing: China Forestry Publishing House，2008:89．(in Chinese)

［5］李友軍，付國占，張燦軍，等．保護(hù)性耕作理論與技術(shù)［M］．北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2008:1 15．Li Youjun，F(xiàn)u Guozhan，Zhang Canjun，et al．The theory and technology of protective tillage［M］．Beijing:China Agriculture Press，2008:1 15．(in Chinese)

［6］楊建，王云龍，馬明任，等．保護(hù)性耕作技術(shù)在中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義［J］．雜糧作物，2005，25(6):386．Yang Jian，Wang Yunlong，Ma Mingren，et al．The signification of the conservation tillage techniques to Chinese agriculture production［J］．Rain Fed Crops，2005，25 (6):386．(in Chinese)

［7］張曉艷．保護(hù)性耕作條件下土壤物理性狀及土壤侵蝕研究［D］．蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008:40 43．Zhang Xiaoyan．Study of soil physical properties and soil erosion under conservation tillage［D］．Lanzhou:Gansu Agricultural University，2008:40 43．(in Chinese)

［8］李登航．坡耕地保護(hù)性耕作對土壤物理性狀及水土流失的影響研究［D］．蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009:29 32．Li Denghang．Study of impact on soil physical properties and soil and water losses under conservation tillage in sloping fields［D］．Lanzhou:Gansu Agricultural University，2009:29 32．(in Chinese)

［9］李登航，王立，黃高寶，等．保護(hù)性耕作對黃土高原坡耕地水土流失的影響［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37 (13):6087．Li Denghang，Wang Li，Huang Gaobao，et al．Effect of the conservation tillage on the water and soil loss in sloping field of the Loess Plateau［J］．Journal of Anhui Agricultural Sciences，2009，37(13):6087．(in Chinese)

［10］張成梁，程冬兵，劉士余．紅壤坡地果園植草的水土保持效應(yīng)［J］．草地學(xué)報(bào)，2006，14(4):365．Zhang Chengliang，Cheng Dongbing，Liu Shiyu．Effects of soil and water conservation by planting herbals on the sloping red soil land of an orchard［J］．Acta Agrestia Sinica，2006，14(4):365．(in Chinese)

［11］郭賢仕，楊如萍，馬一凡，等．保護(hù)性耕作對坡耕地土壤水分特性和水土流失的影響［J］．水土保持通報(bào)，2010，30(4):1．Guo Xianshi，Yang Ruping，Ma Yifan，et al．Effects of conservation tillage on soil water characteristics and soil erosion in slope farmland［J］．Bulletin of Soil and Water Conservation，2010，30(4):1．(in Chinese)

［12］唐濤．模擬降雨條件下保護(hù)性耕作的水土保持效應(yīng)研究［D］．陜西楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué)，2008:51 52．Tang Tao．Effects of conservation tillage on soil and water conservation under simulated rainfall［D］．Yangling，Shaanxi:Northwest A＆F University，2008:51 52．(in Chinese)

［13］李登峰．三峽庫區(qū)坡耕地幼齡果園幾種間作模式的效應(yīng)研究［D］．杭州:浙江大學(xué)，2004:23 26．Li Dengfeng．Study on several intercrop patterns of young orchard in slope-plowland in Three Georges Reservoir area［D］．Hangzhou:Zhejiang University，2004:23 26．(in Chinese)

［14］趙雨森，魏永霞．坡耕地保護(hù)性耕作措施的水土保持效應(yīng)［J］．中國水土保持科學(xué)，2009，7(3):86．Zhao Yusen，Wei Yongxia．Soil and water conservation effects of protective tillage measures on sloping farmland ［J］．Science of Soil and Water Conservation，2009，7 (3):86．(in Chinese)

［15］段舜山，蔡昆爭，王曉明，等．鶴山赤紅壤坡地幼齡果園間作牧草的水土保持效應(yīng)［J］．草地學(xué)報(bào)，2000，17 (6):12．Duan Shunshan，Cai Kunzheng，Wang Xiaoming，et al．Effect of the soil and water conservation on intercropping grasses and forages in a young-fruit garden of crimson soil slope land in Heshan［J］．Pratacultural Science，2000，17(6):12．(in Chinese)

［16］段舜山，章家恩．廣東緩丘坡地牧草果樹間作模式的水土保持效應(yīng)［J］．中國草地，2000(5):35．Duan Shunshan，Zhang Jiaen．Effect of terns on the soil and water conservation of fruit tree and grass Guangdong ［J］．Grassland of China，2000(5):35．(in Chinese)

［17］潘艷華，郭玉蓉，潘志能，等．水源保護(hù)區(qū)坡耕地種植不同類型牧草的水土保持效應(yīng)研究［J］．水土保持學(xué)報(bào)，2010，24(5):74．Pan Yanhua，Guo Yurong，Pan Zhineng，et al．Study on conservation of soil and water of planting various pastures the slope cultivated land at water sources reserves ［J］．Journal of Soil and Water Conservation，2010，24 (5):74．(in Chinese)

［18］潘艷華，雷寶坤，郭玉蓉，等．保護(hù)性耕作改善石漠化土壤環(huán)境質(zhì)量研究［J］．西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，24(5): 1844．Pan Yanhua，Lei Baokun，Guo Yurong，et al．Study on conservation tillage technique on improvement of environmental quality of rocky soil［J］．Southwest China Journal of Agricultural Sciences，2011，24(5):1844．(in Chinese)

［19］Shaxson T F，Hudson N W，Sanders D W．Land husbandry:a framework for soil and water conservation ［M］．United States:Soil and Water Conservation Society，1989:31 33．

［20］和壽甲，潘艷華，劉恩科，等．不同農(nóng)藝措施對洱海坡耕地水土流失的影響［J］．西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，23 (6):1939．He Shoujia，Pan Yanhua，Liu Enke，et al．Effect of different agronomic measures on soil erosion in sloping land of Erhai area［J］．Southwest China Journal of Agricultural Sciences，2010，23(6):1939．(in Chinese)

［21］Pimentel D，Harvey C，Resosudarmo P，et al．Environmental and economic costs of soil erosion and conservation benefits［J］．Science，1995，267(5201):1117．

［22］Mellouli H J，Van W B，Poesen J，et al．Evaporation losses from bare soils as influenced by cultivation techniques in semi-arid regions［J］．Agricultural Water Management，2000，42(3):355．

［23］Sharma P，Abrol V，Sharma R K．Impact of tillage and mulch management on economics，energy requirement and crop performance in maize-wheat rotation in rainfed subhumid inceptisols，India［J］．European Journal of Agronomy，2011，34(1):46．

［24］Zhang Peng，Wei Ting，Wang Haixia，et al．Effects of straw mulch on soil water and winter wheat production in dryland farming［J］．Scientific Reports，2015，5: 10725．

［25］文亦芾，畢玉芬，董亞芳．金沙江流域退耕還草地水土保持效益分析研究［J］．土壤，2006，38(4):489．Wen Yifei，Bi Yufeng，Dong Yafang．Benefit of forage on water and soil conservation in Jinsha valley［J］．Soils，2006，38(4):489．(in Chinese)

［26］蔣光毅，史東海，盧喜平，等．紫色土坡地不同種植模式下徑流及養(yǎng)分流失研究［J］．水土保持學(xué)報(bào)，2004，18(5):54．Jiang Guangyi，Shi Dongmei，Lu Xiping，et al．Research on runoff and nutrient loss from slope land of purple soil under different planting model［J］．Journal of Soil Water Conservation，2004，18(5):54．(in Chinese)

［27］申麗霞，王璞．保護(hù)性耕作對土壤綜合特性的影響［J］．中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27(8):265．Shen Lixia，Wang Pu．Effects of conservation tillage on characteristics of soil［J］．Science of Soil and Water Conservation，2011，27(8):265．(in Chinese)

［28］黃志霖，傅伯杰，陳利頂．黃土丘陵區(qū)不同坡度、土地利用類型與降水變化的水土流失分異［J］．中國水土保持科學(xué)，2005，3(4):11．Huang Zhilin，F(xiàn)u Bojie，Chen Liding．Differentiation of soil erosion by different slope，land use pattern and variation of precipitation in loess hilly region［J］．Science of Soil and Water Conservation，2005，3(4):11．(in Chinese)

［29］王蠧，郭月峰，高云彪，等．坡度、坡長變化與水土流失量之相關(guān)性分析［J］．中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，23(9): 611．Wang Xuan，Guo Yuefeng，Gao Yunbiao，et al．Research of the slope gradient，slope length and soil erosion relation［J］．Chinese Agricultural Science Bulletin，2007，23(9):611．(in Chinese)

［30］何紹蘭，鄧烈，雷霆，等．不同坡度及牧草種植對紫色土幼齡柑桔園水土流失的影響［J］．中國南方果樹，2004，33(6):1．He Shaolan，Deng Lie，Lei Ting，et al．Effect of field slope and green manure runoff and soil erosion in a hilly citrus crops on water orchard［J］．South China Fruits，2004，33(6):1．(in Chinese)

Effects of conservation tillage on the sloping cultivated land of a young orchard

Pan Yanhua1，Wang Panlei1，2，Guo Yurong1，2，Zeng Li1，Zhu Hongye1，2，Guo Zhiqiang1，2，F(xiàn)an Huacai1，Liu Shufang1，Du Caiyan1
(1．Institute of Agricultural Environment＆Resources，Yunnan Academy of Agricultural Science，650205，Kunming，China;
2．Scientific Observing and Experimental Station of Songming，Ministry of Agriculture，650205，Kunming，China)

Abstract:［Background］In recent decades，soil erosion has become severe environment problem in southwest Yunnan with the increasing of young orchard．Soil erosion is a complex process that depends on soil properties，ground slope，vegetation，and rainfall amount and intensity．Due to the exceptional weather and geographical conditions，the situation is more special in southwest Yunnan．Therefore，it is a critical issue that how the soil and water runoff and degradation of orchards is controlled in this area．This field study aimed to explore the effect and mechanism of soil and water conservation by different tillage practices．［Methods］The field trails were conducted on a red soil sloping land at Baoshan with altitude of 2 300 m．Long-term average annual rainfall is 966.5 mm and annual temperature is 15.5℃ at this site．A total of 3 treatments(traditional tillage，straw mulching，and biological covering)were set up，each treatment was repeated for 3 times，and the area of each treatment was 30 m2．Plum was cultivated with plants spacing of 10 cm and row spacing of 30 cm at all treatments．Different treatments were appliedon the spacing between rows:not planting any crops，mulching corn straw，and inter-planting mixed grasses．Soil nutrition content(nitrogen，phosphorus，and potassium)，surface runoff and soil loss amount were determined by the process of study．［Results］After a 2-year trial，soil organic matter，total nitrogen and total potassium contents increased by more than 14%，runoff amounts reduced by about 20%，erosion reduced by 10% －30%，losses of total nutrient decreased by 20% －30%when compared with traditional tillage practice，and the effect was more significant in biological covering tillage．The results from the study showed:1)Tillage with biological covering resulted in a slight increase of soil porosity and reduction of bulk density．2)Both treatments resulted in the reduction of soil loss and soil nutrient loss．The percent of decrease in runoff by biological covering was 18.1%in the first year and 26.3%in the second year when compared with traditional tillage，while 19.5%and a slight increase respectively in those two years by straw mulching．Soil erosion showed the same tendency，17.5%and 26.6%by biological covering whilst 19.0%and 0.5%by straw mulching for the past two years．3) With the experimental time advancing，the runoff amount and soil erosion of the biological covering treatment presented a declining trend，while which of the straw mulching increasing．The percent of decrease in soil loss by biological covering and straw mulching was 10.0%－13.5%for the first year and 27.1% －29.2%for the second year when compared with traditional treatment．Soil nutrient loss showed the same tendency，20.5%and 32.2%for each year．［Conclusions］Therefore，both straw mulching and biological covering improved soil nutrient status and reduced soil erosion，and biological covering showed more obvious influence．Moreover，the effect of soil and water retention became more significant with the advance of study time under the practices of straw mulching and biological covering．

Keywords:young orchard;slope cropland;conservation tillage;soil and water conservation;traditional tillage;straw mulching;biological covering

中圖分類號:S157.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1672-3007(2016)03-0139-07

DOI:10．16843/j．sswc．2016．03．018

收稿日期:2015 06 09修回日期:2015 12 17

第一作者簡介:潘艷華(1964—)，女，學(xué)士，研究員。主要研究方向:農(nóng)業(yè)環(huán)境綜合治理。E-mail:kmpyh829@163．com

通信作者?簡介:杜彩艷(1977—)，女，博士研究生，副研究員。主要研究方向:植物營養(yǎng)和環(huán)境生態(tài)。E-mail:caiyandu@126．com