江西省水土保持生態(tài)果園典型建設(shè)模式與效應(yīng)

鄭海金，陳秀龍，宋月君，左繼超

(1.江西省土壤侵蝕與防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330029；2.江西省水土保持科學(xué)研究院，江西 南昌 330029)

近年來(lái)，隨著江西省實(shí)施“東棗西桃、南橘北梨中柚”的區(qū)域布局和“希望在山”的果業(yè)發(fā)展主戰(zhàn)略，全省果業(yè)開(kāi)發(fā)得到迅猛發(fā)展。截至2014年，江西省果園總面積達(dá)41.44萬(wàn)hm2，其中柑橘面積33.67萬(wàn)hm2；全省水果總產(chǎn)值達(dá)114億元，柑橘出口14.97萬(wàn)t、創(chuàng)匯超過(guò)1.6億美元，出口量列我國(guó)柑橘產(chǎn)區(qū)首位。但由于缺乏水土保持意識(shí)和技術(shù)指導(dǎo)，近70%的坡地果園存在不同程度的水土流失[1]。據(jù)江西水土保持生態(tài)科技園10余年的定位觀測(cè)，果園開(kāi)發(fā)初期土壤侵蝕模數(shù)高達(dá)8 285 t/(km2·a)，遠(yuǎn)超南方容許土壤流失量標(biāo)準(zhǔn)500 t/(km2·a)，達(dá)到強(qiáng)烈乃至劇烈侵蝕等級(jí)。嚴(yán)重的水土流失導(dǎo)致果園經(jīng)濟(jì)效益低下，果樹產(chǎn)量低而不穩(wěn)，直接影響坡地利用的成果與效益。為此，推廣應(yīng)用既能有效減少果園徑流泥沙流失又能滿足果農(nóng)種植需要的果園水土保持技術(shù)與模式勢(shì)在必行。

借鑒南方紅壤丘陵區(qū)果園建設(shè)模式的研究成果[2]，通過(guò)對(duì)江西省果園經(jīng)營(yíng)模式的調(diào)查分析，結(jié)合江西省不同的自然社會(huì)條件，總結(jié)、優(yōu)化和提煉出了2種典型的水土保持生態(tài)果園建設(shè)模式，即：基于“前埂后溝+梯壁植草+反坡梯田”的梯田果園模式和基于間套種植或帶狀生草的復(fù)合果園模式。筆者主要介紹這兩種水土保持生態(tài)果園建設(shè)模式的配置思路、模式組成、實(shí)施要點(diǎn)、主要成效和適用條件等，以期對(duì)江西省乃至南方紅壤丘陵區(qū)坡地果園開(kāi)發(fā)有一定借鑒和指導(dǎo)意義。

1 基于“前埂后溝+梯壁植草+反坡梯田”的梯田果園模式

1.1 配置思路

基于“前埂后溝+梯壁植草+反坡梯田”的梯田果園模式，主要是結(jié)合坡改梯工程，設(shè)置內(nèi)斜式梯面(即梯面外高內(nèi)低，略成反坡)，以降低地面坡度和縮短坡長(zhǎng)；同時(shí)，在梯面上種植柑橘、桃、梨等果樹；另外，構(gòu)筑坎下溝、田埂，并在田埂、梯壁、坎下溝上全部種植混合草籽進(jìn)行防護(hù)處理。若考慮培肥地力和鞏固水土保持效果因素，也可以在田埂和梯壁上種植一些經(jīng)濟(jì)作物或綠肥作物，如黃花菜、金銀花、野菊花、箭舌豌豆、印度豇豆、豬屎豆等。

1.2 技術(shù)組成

基于“前埂后溝+梯壁植草+反坡梯田”的梯田果園模式的核心技術(shù)主要包括前埂后溝、梯壁植草、反坡梯田等。

(1)前埂后溝。根據(jù)原坡面情況，修建前埂后溝式梯田，既能達(dá)到良好的水土保持效果，又能控制修建成本。這是因?yàn)樘锩鏄?gòu)筑前田埂，可以更好地?cái)r蓄上部坡面徑流，減少?zèng)_刷；而開(kāi)挖坎下溝，可以攔蓄上部坡面徑流，增加入滲，起到緩解沖刷，攔截和排導(dǎo)徑流的作用。在生產(chǎn)實(shí)踐中，多采取前埂后溝田面工程和截、排、蓄、灌等地表徑流調(diào)控手段，開(kāi)展綜合整治，發(fā)展果業(yè)生產(chǎn)。

(2)梯壁植草。當(dāng)前我國(guó)南方大部分地區(qū)梯田為土坎梯田，梯壁、田埂多裸露，極易受水蝕破壞，導(dǎo)致更為嚴(yán)重的水土流失，甚至出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象，直接威脅梯田的穩(wěn)定。梯壁與田埂植草可以迅速地覆蓋梯壁和田埂表面，達(dá)到蓄水保土的作用，維護(hù)梯壁、田埂的穩(wěn)定[3]。

(3)反坡梯田。旱作梯田以窄條、低坎為宜，田面略呈逆坡，即修筑反坡梯田，田面向內(nèi)側(cè)傾斜3°～5°，可增加蓄水、減少?gòu)搅?。這種梯田形狀隨地形變化而定，工程量小、造價(jià)低，小雨能蓄、大雨能排，穩(wěn)定性好，管理方便，種植旱糧、經(jīng)作、果茶等均宜[4]。在降水多和坡面徑流大的情況下，反坡梯田要配套截流排水溝等坡面水系工程。

1.3 實(shí)施要點(diǎn)

(1)梯田斷面要素。梯田基本要素包括田面、田坎、田埂和坎下溝，其中田面寬度是主要因素，其他斷面要素可由田面寬度來(lái)確定。田面寬度的確定，要綜合考慮原地面坡度、田間作業(yè)的農(nóng)機(jī)具和減少土石方挖填量等多種因素，選擇斷面規(guī)格的目標(biāo)是梯田安全、田間作業(yè)方便、節(jié)省投資等。江西紅壤梯田斷面的設(shè)計(jì)，應(yīng)因地制宜，結(jié)合蓄、排、灌，追求造價(jià)低、用途廣和安全穩(wěn)定，綜合考慮各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。根據(jù)地面坡度條件，田面寬度、埂坎高度、田坎坡度等斷面要素設(shè)計(jì)參考《水土保持綜合治理 技術(shù)規(guī)范 坡耕地治理技術(shù)》(GB/T 16453.1—2008)相關(guān)規(guī)定。

(2)改土培肥。新修梯田應(yīng)采取保留表土、種植綠肥作物、施有機(jī)肥等措施進(jìn)行培肥改良[5]。一是種植綠肥作物，改善土壤結(jié)構(gòu)。主要是種植肥田蘿卜、三葉草等綠肥作物或蠶豆、豌豆、大豆、花生等豆科綠肥作物，秸稈還田既能保水也能增加土壤有機(jī)質(zhì)。二是合理配方施肥。旱坡地經(jīng)多年水土流失，肥力很低，特別是速效養(yǎng)分缺乏，單純施有機(jī)肥不能滿足農(nóng)作物高產(chǎn)需求，必須配施化肥，補(bǔ)充速效養(yǎng)分。除氮肥外，還要十分重視施用磷肥，在酸性土壤上施用鈣鎂磷肥。三是采取早耕、深耕等，增加土壤蓄水。

(3)配套工程。江西降水多，暴雨頻發(fā)，坡面徑流大，為保證梯田安全，修建反坡梯田需要配套一定的蓄排工程。一般梯面每隔20～30 m布置一道與梯面等高線垂直正交的排水溝，通過(guò)沉沙池排入蓄水池、塘庫(kù)或自然溝道，排水溝按10年一遇24 h最大降雨標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用草溝或磚砌溝渠，蓄水池、沉沙池均采用混凝土或磚塊砌筑。此外，還需要修建從坡腳到坡頂、從村莊到田間的道路。道路一般寬1～3 m，比降不超過(guò)15%。在地面坡度超過(guò)15%的地方，道路采用“S”形盤繞而上，減小路面最大比降。

1.4 主要成效

江西水土保持生態(tài)科技園的定位觀測(cè)研究表明，與直坡果園相比，采取“前埂后溝+梯壁植草+反坡梯田”模式的梯田果園減流率為89.0%、減蝕率為99.5%，1 m土層土壤儲(chǔ)水量增加22.9%，表層土壤有機(jī)質(zhì)和全鉀分別提高了2.4%和3.6%。張展羽等[6]分析了3種典型降雨條件下紅壤坡地梯田果園地表養(yǎng)分流失特征，結(jié)果表明，相對(duì)裸露坡地，“前埂后溝+梯壁植草+反坡梯田”模式對(duì)總氮和總磷流失的攔截率分別在91.9%和92.9%以上。可見(jiàn)，基于“前埂后溝+梯壁植草+反坡梯田”的梯田果園模式，一方面減少了徑流、泥沙和養(yǎng)分的流失，保持了水土，涵養(yǎng)了水源，改善了環(huán)境，提高了土壤肥力水平，增強(qiáng)了土壤抗蝕性，另一方面梯面種植農(nóng)作物又能提高植被覆蓋度，增加地表枯落物，增強(qiáng)整個(gè)模式調(diào)控徑流泥沙、控制面源污染、涵養(yǎng)水源、保育土壤的能力，形成良性循環(huán)，有利于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

1.5 適用范圍

一般在坡位較低、坡度小于25°、土層較厚、土質(zhì)較好的地塊修筑梯田，采用“前埂后溝+梯壁植草+反坡梯田”形式，配套修筑坡面水系工程和田間道路系統(tǒng)。基于“前埂后溝+梯壁植草+反坡梯田”的梯田果園模式廣泛適用于我國(guó)南方紅壤坡地水土流失防治和生態(tài)農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域，對(duì)合理開(kāi)發(fā)利用紅壤資源、提升水土流失治理的水平和效益、豐富完善我國(guó)南方紅壤坡地水土流失防治體系、指導(dǎo)和推動(dòng)水土保持生態(tài)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 基于間套種植或帶狀生草的復(fù)合果園模式

2.1 配置思路

基于間套種植或帶狀生草的復(fù)合果園模式主要是在果園生產(chǎn)中營(yíng)造農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)。具體做法是，沿等高線布設(shè)經(jīng)濟(jì)喬木或果樹帶，帶間種植農(nóng)作物或草類(綠肥作物)；或加大經(jīng)濟(jì)喬木和果樹的株行距，在其空間套種作物或草類(綠肥作物)。

2.2 技術(shù)組成

基于間作套種或帶狀生草的復(fù)合果園模式的核心技術(shù)主要包括農(nóng)林間作套種技術(shù)、帶狀生草覆蓋技術(shù)等。江西省用于復(fù)合果園模式的主要果樹有臍橙、柑橘、柚、桃、梨、棗、杏、獼猴桃、柿等；主要農(nóng)作物有花生、大豆、蠶豆、豌豆、馬鈴薯、紅薯、蘿卜等，尤其是間作大豆，對(duì)維護(hù)地力和促進(jìn)果木生長(zhǎng)有積極意義；主要草類有假儉草、百喜草、狗牙根及豆科綠肥作物等。江西省水土流失治理區(qū)已形成的復(fù)合果園模式主要有獼猴桃-花生間作模式、柑橘-大豆或西瓜(蘿卜)輪作模式、柑橘-生草覆蓋模式等。

2.3 實(shí)施要點(diǎn)

(1)復(fù)合果園模式遵循的原則包括因地制宜原則、種類合理搭配原則、增產(chǎn)增收原則等[5，7-8]。

(2)復(fù)合果園模式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括物種搭配設(shè)計(jì)、系統(tǒng)組分的配比設(shè)計(jì)、空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、時(shí)間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等[7-8]。

(3)果園帶狀生草技術(shù)要點(diǎn)：①在果樹行間種植一、二年生豆科、禾本科植物，可行行種植也可隔行種植；②果樹不要太密植，最好株間距小、行間距大，這樣利于草的生長(zhǎng)；③科學(xué)施肥和灌水，既要保證草的生長(zhǎng)，又要控制草不能長(zhǎng)得過(guò)旺；④對(duì)種植的草要進(jìn)行刈割管理，一般草長(zhǎng)至30 cm以上可進(jìn)行刈割，割下的雜草覆蓋樹盤[9]。

2.4 主要成效

基于間套種植或帶狀生草的復(fù)合果園模式是“平面式農(nóng)業(yè)”向“立體式農(nóng)業(yè)”的發(fā)展，它充分利用各種農(nóng)作物、林木、牧草等在生育過(guò)程中的時(shí)間差和空間差，并進(jìn)行合理組裝、精細(xì)配套，組成各種類型的具有多功能、多層次、多途徑特征的高優(yōu)人工生產(chǎn)系統(tǒng)。該模式保持水土的效果主要來(lái)自3個(gè)方面：①等高生物帶的固土與減緩沖蝕作用；②枯枝落葉與草被植物對(duì)地表的保護(hù)作用；③林冠對(duì)雨水的截留作用[8]。江西水土保持生態(tài)科技園的定位觀測(cè)研究表明，與清耕果園相比，采取果園帶狀生草、果園帶狀生草+橫坡間種農(nóng)作物、果園橫坡間作農(nóng)作物和果園順坡間作農(nóng)作物等復(fù)合果園模式后，地表徑流泥沙量大幅度減少，減流率為50.7%～94.7%，減蝕率為39.6%～99.7%，1 m土層土壤儲(chǔ)水量增加18.9%～20.4%，表層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀含量也有不同程度提高。張展羽等[6]研究表明，相對(duì)于裸露坡地，復(fù)合果園對(duì)總氮、總磷流失的攔截率分別在77.3%和75.1%以上。

2.5 適用范圍

一般在坡度較緩(20°以下)、為節(jié)省投資不修筑梯田或地形復(fù)雜不宜修筑梯田的地塊，主要采取基于間套種植和帶狀生草的復(fù)合果園模式，并配套修筑坡面水系工程和田間道路系統(tǒng)。其中，基于帶狀生草的復(fù)合果園系統(tǒng)主要用于土質(zhì)條件較差、坡度相對(duì)較陡、水土流失較嚴(yán)重的果園，如在山頂和山腰上開(kāi)發(fā)的果園；而基于間作套種的復(fù)合果園系統(tǒng)主要用于土質(zhì)條件相對(duì)優(yōu)越、坡度相對(duì)較緩、水土流失相對(duì)較輕的果園，如在坡麓或坡底開(kāi)發(fā)的果園。這兩種技術(shù)尤其適合幼齡果園，宜采用帶狀覆蓋。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上水土保持生態(tài)果園建設(shè)模式的分析可以看出，在果園實(shí)施“前埂后溝+梯壁植草+反坡梯田”模式，或采取間套種植、帶狀生草及其組合的復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式，都具有較好的調(diào)控徑流泥沙、控制面源污染、涵養(yǎng)水源、保育土壤的能力。所篩選的2種典型模式各有優(yōu)勢(shì)，適合不同的立地類型，在果園開(kāi)發(fā)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況，在保持水土的前提下，因地制宜對(duì)各種模式的核心技術(shù)進(jìn)行集成和優(yōu)化，依據(jù)不同的立地類型配置適宜的建設(shè)模式，以期獲得最佳的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。