山坡地種植苧麻水土保持效果研究

熊 偉，湯滌洛，熊常財(cái)，付 聰，汪紅武

(咸寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

山坡地種植苧麻水土保持效果研究

熊 偉，湯滌洛，熊常財(cái)，付 聰，汪紅武

(咸寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 咸寧 437100)

苧麻；山坡地；種植；水土保持；優(yōu)勢(shì)

我國(guó)丘陵山區(qū)面積比較大，水土流失比較嚴(yán)重。苧麻是我國(guó)特有的經(jīng)濟(jì)作物，在山坡地種植苧麻可合理利用土地資源，達(dá)到增加農(nóng)民收入、加強(qiáng)水土保持的效果。為搞清苧麻在山坡地種植的水土保持效果，在湖北省咸寧市開(kāi)展了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，苧麻適合在當(dāng)?shù)厣狡碌胤N植，且淺根型、深根型苧麻品種水土保持效果明顯。

苧麻又稱(chēng)中國(guó)草，是我國(guó)特有的經(jīng)濟(jì)作物，是重要的纖維紡織原材料，目前主要產(chǎn)地是重慶、湖北、湖南、四川、江西、安徽、江蘇[1]。在湖北、湖南、江西、重慶、安徽、江蘇分布了國(guó)內(nèi)主要的苧麻紡織企業(yè)[1]，這些企業(yè)的苧麻原料主要來(lái)自于四川的山區(qū)。當(dāng)前苧麻纖維價(jià)格低廉[2]，在平原地區(qū)很少有農(nóng)戶(hù)選擇在自留地里種植苧麻，這促進(jìn)了苧麻在山坡地的種植發(fā)展。目前我國(guó)丘陵山區(qū)面積比較大，水土流失比較嚴(yán)重，加上近年經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1,3]，對(duì)土層破壞比較嚴(yán)重，泥石流時(shí)有發(fā)生，因此對(duì)搞好山區(qū)水土保持的呼聲在加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)山坡地的土地資源利用也開(kāi)始重視[4-9]。為獲得經(jīng)濟(jì)效益，很多地方選擇種植經(jīng)濟(jì)灌木，但由于山坡地水土流失嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)灌木很難成林，等待時(shí)間長(zhǎng)，因此常常造成二次水土流失[9-14]。為滿足合理利用山坡地資源的迫切要求，擬通過(guò)種植苧麻，種養(yǎng)結(jié)合，一年收獲三次麻纖維，同時(shí)適當(dāng)放牧山羊[2]，達(dá)到增加農(nóng)民收入、提高水土保持效益的目的。湖北咸寧市丘陵山區(qū)面積比較大，為搞清苧麻在山坡地種植的水土保持效果，在咸寧市開(kāi)展了試驗(yàn)研究。

1 試驗(yàn)材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

苧麻選用中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類(lèi)研究所提供的深根苧麻品種湘苧三號(hào)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)提供的中根苧麻品種華苧四號(hào)、從湖南省張家界引進(jìn)的淺根苧麻地方品種黃殼麻，農(nóng)作物選用印度豇豆(無(wú)架豇豆)和大豆。

1.2 試驗(yàn)區(qū)概況

2012年6月，在湖北省咸寧市崇陽(yáng)縣白霓鎮(zhèn)石山村選了一塊紅壤山坡地進(jìn)行試驗(yàn)。崇陽(yáng)縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候，日照充足，溫和多雨，無(wú)霜期長(zhǎng)，四季分明。多年平均氣溫17.0 ℃，多年平均降水量1 693.2 mm，多年平均日照時(shí)數(shù)1 350 h，多年平均蒸發(fā)量1 584.5 mm。崇陽(yáng)縣四面環(huán)山，峰巒疊嶂，地處大幕山、大湖山、大藥姑山之間，屬低山丘陵區(qū)，土壤以山地丘陵紅壤為主，含沙量大，極易產(chǎn)生表土流失。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在試驗(yàn)地建設(shè)了15個(gè)投影面積為85 m2(17 m×5 m)的小區(qū)，小區(qū)坡度為26°或27°，小區(qū)之間間隔0.5 m，每個(gè)小區(qū)四周用水泥板分隔,下部連接1 m×1 m×1 m的集流池，用于收集小區(qū)內(nèi)的徑流和泥沙。在每個(gè)集流池安裝了水位計(jì)，并在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)布設(shè)雨量計(jì)監(jiān)測(cè)降雨量。同時(shí)設(shè)置了兩個(gè)排水口，安裝了水表和排水開(kāi)關(guān)，一個(gè)為清空排水口，一個(gè)為超位排水口，超位排水口在水位超出70 cm時(shí)自動(dòng)排水，通過(guò)水表讀數(shù)了解超位水量。在每次讀到數(shù)據(jù)后，打開(kāi)清空排水口開(kāi)關(guān)，清空池中水，再對(duì)池中淤沙進(jìn)行測(cè)量，然后清空。

試驗(yàn)共有5個(gè)處理：①深根型苧麻，種植深根型湘苧三號(hào)；②淺根型苧麻，種植淺根型黃殼麻；③中根型苧麻，種植中根型華苧四號(hào)(2015年3月后出現(xiàn)線蟲(chóng)病)；④農(nóng)作物，種植大豆和印度豇豆(無(wú)架豇豆)，大豆于3月底點(diǎn)播，豇豆于7月中旬點(diǎn)播(不翻地播種)；⑤自然休閑(CK)，即于種植苧麻時(shí)撒含雜草種子表土1 cm左右。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。2012年9—11月栽植試驗(yàn)作物苧麻，株行距為60 cm×40 cm，同時(shí)在四周栽植中苧二號(hào)和川苧12號(hào)0.33 hm2作比較試驗(yàn)區(qū)和保護(hù)區(qū)。

水量的觀測(cè)時(shí)間是2013年1月至2015年12月，每次典型降雨均對(duì)各小區(qū)水流失量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

(1)降雨量測(cè)定。采用上海氣象儀器廠SM1型雨(雪)量器記錄降雨量，每次典型降雨(≥50 mm)后采用人工測(cè)量降雨量，并進(jìn)行記錄。

(2)水量測(cè)定。每次典型降雨后對(duì)徑流池進(jìn)行測(cè)量，讀取水位計(jì)，對(duì)水量進(jìn)行記錄，然后清空。

(3)泥沙量測(cè)定。每次典型降雨后對(duì)徑流池中沉積的泥沙進(jìn)行觀測(cè)，然后清空。

(4)土壤理化性質(zhì)測(cè)定。于試驗(yàn)前后分別取0～20 cm土層混合土樣進(jìn)行土壤理化性質(zhì)分析，分析方法為：有機(jī)質(zhì)含量用重鉻酸鉀法，速效氮含量用堿解蒸餾法，速效磷含量用Na2CO3堿熔鉬銻抗比色法，速效鉀含量用火焰分光光度計(jì)法，pH值用酸度計(jì)法。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)軟件和Excel 2003數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 2013—2015年不同處理的水流失量特征

試驗(yàn)地不同處理2013—2015年水流失量的測(cè)定及分析結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可知，3年內(nèi)淺根型苧麻和深根型苧麻小區(qū)流失的水量均顯著低于農(nóng)作物、中根型苧麻、自然休閑小區(qū)，說(shuō)明深根型和淺根型苧麻在坡地保水中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。苧麻與農(nóng)作物比較，整體上苧麻在保水上優(yōu)于農(nóng)作物。深根型和淺根型苧麻保水效果顯著高于自然休閑，而自然休閑又顯著高于農(nóng)作物，這是由于自然休閑區(qū)雜草叢生，植被覆蓋率高，對(duì)保水有一定的作用，而農(nóng)作物區(qū)種植時(shí)翻動(dòng)了土層，且植被覆蓋率低，不利于保水。不同根系苧麻小區(qū)相比較，淺根型苧麻和深根型苧麻在保水中具有良好的效果，顯著優(yōu)于中根型苧麻。試驗(yàn)中5個(gè)處理的平均保水效果為：深根型苧麻>淺根型苧麻>自然休閑>中根型苧麻>農(nóng)作物。

表1 2013—2015年不同處理小區(qū)水流失量

注：表中字母表示不同處理之間的方差分析結(jié)果，字母不同表示在0.05水平上差異顯著。

2.2 不同處理對(duì)土流失量的影響

由于泥沙測(cè)量的誤差比較大，因而沒(méi)有記錄數(shù)據(jù)。通過(guò)觀測(cè)，編號(hào)為14號(hào)的池子長(zhǎng)期有泥沙，編號(hào)為3號(hào)的池子出現(xiàn)過(guò)幾次泥沙，其余池子基本無(wú)泥沙。14號(hào)池子對(duì)應(yīng)的是農(nóng)作物小區(qū),植被覆蓋率只有50%，一年翻動(dòng)兩次土層，所以長(zhǎng)期有土流失；3號(hào)池子也屬于農(nóng)作物小區(qū)。苧麻小區(qū)植被覆蓋率達(dá)100%，且苧麻屬于多年生半灌木作物，土層無(wú)須翻動(dòng)，土流失比較少。自然休閑區(qū)由于是自然生長(zhǎng)雜草，沒(méi)有對(duì)其土層進(jìn)行翻動(dòng)，因此土流失較少。梅雨季節(jié)土流失主要集中在農(nóng)作物小區(qū)，其他小區(qū)基本沒(méi)有土流失，這說(shuō)明苧麻在固土中發(fā)揮了積極作用。

2.3 不同處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

不同處理2015年的土壤理化性質(zhì)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，與自然休閑區(qū)相比，山坡地種植深根型和淺根型苧麻土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有機(jī)磷、速效鉀、有機(jī)碳含量均明顯提高，pH值降低；山坡地種植中根型苧麻土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有機(jī)磷、速效鉀、有機(jī)碳含量和pH值均有提高；山坡地種植農(nóng)作物土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀含量減少，堿解氮和有機(jī)磷含量增加，pH值略有升高。由此可知，種植苧麻對(duì)固碳保肥起到了積極作用，特別是深根型和淺根型苧麻。

表2 不同處理土壤理化性質(zhì)比較(2015年12月測(cè)定)

2.4 不同苧麻品種的產(chǎn)量

不同品種苧麻2015年產(chǎn)量比較見(jiàn)表3。由表3看出，生物產(chǎn)量中根型苧麻>深根型苧麻>淺根型苧麻，纖維產(chǎn)量深根型苧麻>中根型苧麻>淺根型苧麻。其中，深根型苧麻纖維產(chǎn)量最高，生物產(chǎn)量也與最高的中根型苧麻相當(dāng)。因此，在山區(qū)推薦使用深根型苧麻，即湘苧三號(hào)，其不但水土保持效果好，而且纖維產(chǎn)量和生物產(chǎn)量高，生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益兼具。

表3 不同品種苧麻2015年產(chǎn)量比較 t/hm2

3 結(jié)論與討論

崇陽(yáng)縣是紅壤坡地水土流失較嚴(yán)重的地區(qū)[15]。苧麻適合在當(dāng)?shù)厣狡碌胤N植，種植苧麻最好采用淺根型、深根型苧麻品種，水土保持效果明顯，其中深根型苧麻纖維產(chǎn)量和生物產(chǎn)量均較高，經(jīng)濟(jì)效益更好。在耕地少的山區(qū)，山坡地種植苧麻是增加收入的一種保障，同時(shí)不與糧爭(zhēng)地[16]。

在山區(qū)自然生長(zhǎng)的雜草植被很大程度上起到了保持水土的功能，通過(guò)對(duì)比農(nóng)作物與雜草之間的差異發(fā)現(xiàn)，雜草在密度方面優(yōu)于農(nóng)作物，也就是植被覆蓋度較高，故應(yīng)注意保護(hù)雜草植被不被破壞。在山區(qū)坡地不適宜種植農(nóng)作物，農(nóng)作物在山坡地種植容易造成水土流失，且土壤肥力滿足不了農(nóng)作物的生長(zhǎng)需求，收益不高。

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(責(zé)任編輯 徐素霞)

國(guó)家麻類(lèi)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目(CARS-19)

S157

A

1000-0941(2017)05-0063-04

熊偉(1982—)，男，湖北咸寧市人，助理農(nóng)藝師，學(xué)士，主要研究方向?yàn)槠r麻栽培及計(jì)算機(jī)在農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用；通信作者汪紅武(1984—)，男，湖北咸寧市人，農(nóng)藝師，碩士，主要從事苧麻栽培及水土保持研究。

2016-03-19