坡耕地植物篱在水土保持中的应用

 坡耕地植物篱种植模式是一种坡耕地可持续利用技术。结合已有研究成果,对坡耕地植物篱研究现状、效益等作了系统介绍。植物篱种植模式对改善土壤物理性质、提高土壤养分、减小坡耕地水土流失、防止土壤退化、促进农作物生长、增加作物产量、提供饲料、薪柴等方面具有良好的作用和效果,植物篱在坡耕地资源可持续利用中具有显著的生态效益和经济效益。对目前坡耕地植物篱认识上的问题及需要深入开展的工作进行了讨论,以促进我国植物篱技术和坡耕地整治的研究与发展。     

经济植物篱模式在坡耕地上的试验示范研究

坡耕地经济植物篱技术把水土保持和农民的增产增收相结合,是山地治理的有效方法,具有省资省劳、简单适用、操作方便、自然梯化等特点,形成了新的、农民欢迎的、可持续的坡耕地农林间作生产体系。在这种坡地耕作制度中,除了植物篱本身的牧草和果树的效益外,篱间种植的矮秆作物,如土烟、马铃薯、花生(黄豆)、辣椒和油菜等,在果树未产生效益前,结合牧草能产生近期经济效益;待果树进入盛果期,果树的经济效益会更高。这种经济植物篱的组合模式在贵州山区坡耕地上有较大的推广应用价值。     

植物篱对坡耕地农作物生长的影响

植物篱是防治水土流失的重要措施之一,但湖北很多农民认为植物篱对农作物的生长会产生负面影响,为此我们在秭归县境内开展了植物篱对农作物生长的影响等试验研究。结果表明:通过平茬修剪,植物篱生长高度可控制在60~80 cm、冠幅可控制在50 cm×60 cm之内,根系在40 cm土层只有几根主根,不会与农作物生长争光、争水、争肥,而且还能增加土壤水分、养分含量,促进作物的正常生长。     

旱坡地"作物-植物篱"系统能流特征研究

通过连续2年的定位试验,对坡度为8-20°的旱坡地"作物-植物篱"系统能流特征如能结构、能效率进行了研究,结果表明①"作物-植物篱"系统产出能和输入能的数量和结构的变化主要受到植物篱子系统类型的影响.与大面积旱坡地传统农作物生产系统如"小麦/花生(或玉米)/甘薯"比较由于果树、草本等植物篱的冠层及根系在形态和空间分布上与作物的异质性,形成了对光、热、水、土、肥等资源的连续、多层次的利用,因此能有效提高系统的光能利用率、人工输入能效率,耕地单位面积总产出能也会增加,坡度越大,相对增幅亦越大;由于能极显著减少无机能施入量,这有利于降低化肥农药使用量,减少对环境的污染和破坏.②"作物-果树类植物篱"系统输入能总量和有机能输入量大幅度增加,因此有利于优化输入能结构,促进坡地生态系统良性循环和集约高效农业发展.③"作物-草本植物篱"系统人工辅助能的输入量大幅度下降,由于它所需投入能少,有机能耗和无机能耗均低,人工输入能效率很高而生物产量也较高,并且它们提高了与其间作的其他作物的能量产投比,因此提升了整个系统能量产投比率;由于保水固土的生态功能显著,使它能在四川广大山地、丘陵区退耕还林还草工程中发挥重要作用.     

等高植物篱种植模式及其应用中存在的问题

等高植物篱技术是一种坡耕地上低投入、高收益的保护性耕作和持续利用技术。坡耕地采用植物篱种植模式进行水土保持和生态环境治理,能达到明显的保水保土效果,同时能产生显著的经济效益和社会效益。但其推广应用效果不理想,这是因为实施前期收益不明显,作物产量提高滞后,农户管理水平低等因素阻碍了这项水土保持措施的实施。因此,要实施该项技术,应筛选经济价值高的植物篱品种,科学规划篱笆带间距和种植密度,立足山区实际开展技术培训,多渠道筹措资金等。     

经济植物篱和增施钾肥综合效益研究

采用能量分析的方法研究了坡耕地植物篱和施钾对土地生产力的影响,研究结果表明“经济植物篱 横坡种植”模式减少水土流失66.0%,耕地生产系统产出能提高17%,输入能总量增加50%,有机输入能增加117.6%,提高耕地光能利用率17.6%;作物系统的能量产投比提高16.1%;在作物生长中后期,提高花生叶面积指数和甘薯叶面积3.8%和10.2%。植物篱结合钾肥情况下,分别提高花生叶面积指数和甘薯叶面积6.3%和22.4%,产值增加38.3%,纯收入增加46.6%,产投比增加20.9%,劳动生产率增加20.3%。钾肥和植物篱之间存在显著正互作效应。     

黑土区植物篱带对土壤抗蚀性作用效果研究

植物篱系统内部发挥的作用不尽相同,研究分析植物篱系统内影响土壤抗蚀性能、水土保持效果的主要部位,为黑土区推广应用植物篱模式提供技术支撑。通过小区定点试验研究发现,在黑土区植物篱模式中,篱带植物部位的土壤结构优于篱间耕地,篱带部位的土壤抗蚀性也高于篱间耕地部位,而土壤入渗性和抗冲性与篱间部位相比有显著的提高,由此可见,在黑土区坡耕地中由于引入了植物篱,篱带植物根系的作用,改善了土壤结构与性能,固结了土壤,提高了土壤综合抗蚀性能,从而发挥了减轻水土流失的重要作用。在黑土区植物篱模式内,篱带部位植物是影响土壤综合抗蚀性能和防蚀效果的重要因素,因此,植物模式研究应用中,要注重篱带植物品种保持水土性能的研究,开发优良植物篱品种,以提高植物篱模式的综合效益,进一步促进植物篱模式在黑土区的推广应用。     

经济植物篱在防治长江上游坡耕地水土流失中的作用及效果

地质破碎,生态脆弱,以坡地农业为主,水土流失严重,经济欠发达,贫困人口多,是长江上游地区的典型特征。很多专家认为,水土流失是贫困的重要原因,因为它冲走了植物赖以生存的肥沃土壤,流走了植物所需的水分和养分。利用经济植物篱技术和平衡施肥技术防止长江上游坡耕地的水土流失,证明是一项实用性强,应用广泛的技术。它可以有效地降低坡耕地的水土流失,增加作物的产量,显著地提高农民的收入,实现社会效益、生态环境效益和经济效益的统一,保证坡耕地农业可持续利用。     

三峡库区坡耕地植物篱模式效益评价研究

植物篱具有保持水土、增加土壤肥力、改善土壤物理性质等功能, 且能增加农民收入、扩大就业, 是一项具有生态、经济和社会效益的复合农林技术。以位于三峡库区的重庆市江津区常见6 种植物篱模式(柑橘、沙梨、花椒、黄荆、桑树、紫背天葵)为对象, 遵循层次分析法原理, 从生态、经济和社会效益3 方面建立了三峡库区坡耕地植物篱模式效益评价指标体系。应用熵值法与专家评分法相结合计算指标权重, 利用熵权决策法对6 种常见植物篱模式进行效益评价。结果表明: 生态效益以黄荆类植物篱最好, 紫背天葵类植物篱最差;经济效益以花椒类植物篱最高, 黄荆类植物篱最低; 社会效益以桑树类植物篱最好, 紫背天葵类植物篱最差。综合效益以花椒类植物篱最高, 其次是桑树、柑橘、沙梨、黄荆植物篱, 紫背天葵类植物篱最差。     

东北黑土区植物篱土壤入渗性能研究

[目的]对东北黑土区植物篱种植模式的土壤渗透性进行研究,为黑土区坡耕地水土流失治理提供科学依据。[方法]通过小区试验开展研究。[结果]植物篱模式能够减小土壤容重,提高土壤孔隙度,显著增加土壤的入渗能力,进而减少水土流失;篱带部位的入渗能力大大高于篱间部位,不同品种植物篱渗透性能排序为:黑豆果短梗刺五加桑树,植物篱土壤入渗受地面坡度影响,小坡度的土壤入渗率高于大坡度。[结论]植物篱作为一种水土保持新措施,具有改善土壤结构,增加土壤入渗,减少地表径流,防治水土流失的作用,应在黑土区开展广泛的研究与推广。     

带状种植系统养分供给与利用研究进展

带状种植是1种以固N植物篱为核心、农作物与植物篱相间种植的农林复合经营模式，植物篱通过修剪避免对农作物遮光，其枝叶作为覆盖物和有机肥，可提高土壤肥力。阐述了植物篱枝叶N素矿化和利用、枝叶有机碳矿化及其对土壤有机质的影响以及固N植物篱对土壤P素和其他矿质元素的供给状况，并评价了该模式下土壤养分和有机质动态。     

等高固氮植物篱技术在坡耕地可持续耕作中的应用

等高固氮植物篱技术是利用固氮植物能够固氮、生长快和具多用途的特点，在坡耕地上建立高密度植物篱。通过枝叶还田及腐根和枯枝落叶，有改善土壤肥力、团粒结构及水分渗透率，加上植物篱的机械阻档，联系人针表径流50％－70％，减少土壤侵蚀97％－99％，土壤全氮含量增加65％－103％，有机质含量增加达25％－35％，农作物增产达 30％－60％。该技术具有投入低、操作简便、实用性强、效果显著、效益多样的特点。该技术综合地解决了山区坡耕地水土保持和土壤培肥的问题和用地、养地的矛盾，可实现坡耕地的可持续耕作利用，值得在我国山区大力推广。     

植物篱种植模式及其在我国的研究和应用

植物篱种植模式作为一种坡地保护性耕作和持续利用技术,自20世纪70年代以来在热带地区研究和应用较为广泛,本文概述了我国近10余年来的研究和应用进展。这一模式在20世纪80年代中期进行了短暂的试验,20世纪90年代以来在金沙江干旱河谷地区和三峡地区结合当地实际需求和植物篱种植模式的特点,对植物篱种植模式进行了研究,使之适合我国山区和坡耕地的应用;对植物篱的生态效益、社会效益和经济效益均进行了较深入细致的试验、研究,并进行较大面积的示范和推广应用,同时引起了国内很多研究机构和应用部门的关注,尽管在1997年以后其它区域也随之进行了一些类似的试验和研究,但国内目前只有金沙江干旱河谷地区和三峡地区在研究和应用方面较系统和深入。最后还对国内在植物篱认识上的一些问题,以及需要进一步深入开展的工作进行了讨论。     

植物篱防蚀措施对三峡库区坡耕地微地形的影响

三峡库区是我国重要的水蚀区之一，过度农业利用引发水土流失和生态退化。采用保护性管理对坡耕地水土和营养盐流失的影响已经开展了很多研究，而基于长期试验的保护性管理措施对坡面微地形的影响，鲜有涉及。本文对位于三峡库区域地区陡坡地四种管理模式长期试验径流小区坡面地形相关参数进行了观测、分析。结果显示，与对照小麦—花生种植模式相比，采用套种紫花苜蓿植物篱、香椿植物篱能够极显著降低水土流失，坡面地形沿篱基梯级化显著。而黑麦草-籽粒苋替代模式对水土流失控制效果不稳定，且坡面地形与对照无差异。小麦-花生套种紫花苜蓿、香椿植物篱处理的坡面均形成基于篱带部的篱坎，篱坎下部侵蚀较强，篱带上淤下蚀现象明显。其中小麦-花生套种香椿植物篱小区坡面形成2级植物篱淤积坎，坎宽幅平均达到420.8 cm，淤积坎相对高差为40.4 cm，平均坡度下降1.4度。小麦-花生套种紫花苜蓿植物篱坡面形成4级篱坎平均坎宽幅为210.3 cm，平均相对高度为110.6 cm，平均坡长为238.1 cm，平均坡度下降0.3度。说明坡耕地采用植物篱技术能够减蚀截淤，显著改变微地形。针对微地形的变化，套作植物篱的坡耕地在后期宜实行坡改梯或梯级坡地配套完善灌排设施，利用已优选的植物品种设计木本与草本套种的复合植物篱，有望进一步改善土体根系分布，从而稳固篱坎，控制水土流失。该研究为植物篱技术后续管理措施优化提供了参考依据。     

植物篱-农作坡耕地土壤微团聚体组成及分形特征

利用植物篱控制水土流失的长期定位实验,采用数理统计法研究了13 a期植物篱-农作坡耕地土壤微团聚体组成及分形特征。结果表明,与传统横坡农作模式相比,植物篱能明显增加0.2 mm粒级土壤微团粒含量,尤其是0.2～0.05 mm粒级,提高了土壤微团聚体分形维数与团聚度,降低了坡耕地土壤小粒级微团聚体在下坡位的相对富集程度,优化了土壤大小粒级微团聚体的坡面分布。紫色丘陵区植物篱-农作模式下土壤微团聚体分形维数反映了坡耕地土壤的物理性质、养分肥力与抗蚀能力。     

等高植物篱模式下土壤物理性质变化与水土保持效果研究进展

等高植物篱模式就是在坡耕地上每隔4~8m的距离沿等高线将植物篱与作物种植带相间分布的一种农林复合经营模式,用于坡耕地的水土保持。已有的研究结果表明,等高植物篱技术用于坡耕地可有效地改善土壤物理性质和土壤水分状况,防治坡耕地水土流失效果显著,土壤水分的季节性再分配也有利于农作物的生长。但是该系统内植物篱和农作物相互之间的水分和养分关系有待深入研究。     

How do hedgerows influence soil organic carbon stock in livestock‐grazed pasture?

Hedgerows have the potential to influence ecosystem function in livestock‐grazed pasture. Despite this, they are often ignored when quantifying farmland ecosystem service delivery. In this study, we assess the contribution of hedgerows to the ecosystem function of carbon (C) storage, with a particular emphasis on soil organic carbon (SOC). We measured SOC stock (kg C m^?2), on an equivalent soil mass basis, at 0–0.15 m depth in pasture adjacent to 38 hedgerows (biotic) and 16 stone walls or fences (abiotic controls) across ten farms in the county of Conwy, Wales, UK. Pasture SOC stock (~7 kg C m^?2) was similar adjacent to biotic and abiotic field boundaries, positively associated with soil moisture and negatively with soil bulk density (BD). For biotic boundaries, two further variables were significantly associated with SOC stock, distance from hedgerow (decrease in SOC stock) and slope orientation (upslope SOC stock greater than downslope). For pasture adjacent to hedgerows, a model combining the aforementioned variables (BD, soil moisture, distance from hedgerow, slope orientation) explained 78% of variation in SOC stock. This study demonstrates that whilst hedgerows do have subtle positive effects on SOC stock in adjacent pasture, SOC storage adjacent to field boundaries is influenced more by soil moisture content and BD than field boundary type.