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。     

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。     

等高固氮植物篱控制坡耕地地表径流的效果

在金沙江干旱河谷坡耕地上进行等高固氮植物篱试验结果表明 ,种植植物篱后 ,坡耕地上不论是　　　　单次降雨产生的径流还是累积地表径流量均显著降低 ,幅度为 2 6 %～ 6 0 %。同时 ,植物篱对控制暴雨产生的地表径流尤其有效 ,这对防治山区坡耕地由于暴雨产生水土流失很有意义。坡耕地径流的季节分布表明 ,在干旱河谷区 ,坡耕地径流主要产生于雨季中后期 ,与土壤侵蚀主要发生在雨季前期有所不同。     

等高固氮植物篱模式对坡耕地土壤养分的影响

对坡耕地土壤剖面养分的研究结果表明，等高固N植物篱模式对养分的影响表现在对养分的归还和在土壤剖面的再分配。培植植物篱5年后，该系统中与植物篱不同距离位点0－40cm土层土壤有机质和全N含量分别比对照高1.2-2.3倍和0．5－0．7倍，有效磷和速效钾显著增加，表明植物篱可有效改善土壤养分状况。研究结果还表明在植物篱模式下0－60cm土层土壤有机质和全N含量均比种植带相应土层高，0－20cm土层有效磷和有效钾含量明显比种植带各位点相应土层高，表明植物篱与农作物之间无养分竞争；种植带下部0－40cm土层养分状况比种植带中部和上部相应土层优越，种植带上部各土层养分状况最佳；植物篱内40cm以下土层中有效磷和速效钾含量比种植带下相同土层低，说明植物篱根系可将土壤深层的P、K吸收并通过刈割枝叶返还种植带，发挥养分泵的功能。因此，植物篱通过生物固N和养分泵的功能提高种植带上层土壤养分含量和促进矿物养分循环。     

等高固氮植物篱值得大力推广

等高固氮植物篱营造费用仅为坡改梯的10%～17%,一般种植3年后可降低地表径流53%～74%,减少土壤流失97%～99%,并使土壤有机质增加20%～31%,全氮增加70%以上,作物产量增加30%～60%。常规耕作几年后坡地渐成梯地,成为群众的基本农田,可减少陡坡开垦并有效缓解农村"三料"俱缺的矛盾。在四川宁南等地的试验及推广应用效果良好,受到了国内外各界人士的好评,推广应用前景广阔。     

等高植物篱技术研究进展

简述了等高植物篱的基本概念,国内外学者对空间结构如最大带间距、最小带间距以及带内结构研究概况、布设与管理,分析了植物篱的综合效益,并指出该技术存在的问题及其发展趋势。     

干旱河谷区坡耕地等高植物篱种植系统土壤水分动态研究

金沙江干旱河谷区坡耕地固氮植物篱种植模式的研究结果表明 ,植物篱与农作物利用土壤水分的深度不同 ,植物篱在旱季主要利用 5 0 cm以下深层土壤水分来度过严酷的旱季 ,在雨季促进水分向深层土壤渗透 ,提高 0～ 15 0 cm土层贮水量 ;据剖面含水量的变异程度可将剖面分为 4个层次 :水分剧变层、水分渐变层、水分弱变层和水分稳定层 ,其中植物篱模式下剧变层为 0～ 30 cm,渐变层为 30～ 10 0 cm ,弱变层为 10 0～ 15 0 cm,稳定层在15 0 cm以下 ,而传统耕作坡地和裸坡地 (梯地 )分别为剧变层 0～ 30 cm,渐变层为 30～ 5 0 cm,弱变层为 5 0～ 12 0cm ,稳定层在 12 0 cm以下 ,渐变层厚度显著小于植物篱种植模式。植物篱模式提高系统中土壤水分周转库容 ,不仅有利于雨季调节地表径流 ,而且有利于旱季改善土壤水分条件。在时间上 ,一个旱季 -雨季周期内干热河谷坡耕地土壤水分动态可分为 3个时期 :水分消耗期、水分补给期和水分平稳期     

三峡库区等高植物篱的控蚀效益及其机制

 水土流失是影响长江中上游地区社会、经济持续发展的关键限制因素。等高植物篱农作措施具有很好的控制土壤侵蚀功效,但还缺乏较为系统的定量研究。根据1993年在三峡库区典型流域建设的5个植物篱小区,对径流、土壤侵蚀的多年连续观测数据分析,结果表明:4种试验植物篱均有很好的水土保持效果,从植物篱栽植的第4年起,水土效益呈现出较为稳定的态势。同对照相比,植物篱小区土壤侵蚀量下降18·4%～70·0%,径流下降幅度为17·2%～70·8%。马桑、黄荆较香根草、新银合欢有着更为突出的控制侵蚀效果,但不同植物篱之间水土保持效益的差异没有达到统计显著水平。植物篱小区内,局部的径流流速变化是导致侵蚀产沙变化的根本原因,即在植物篱条带的上坡位置,径流流速下降,而在条带的下坡位置,径流流速增加。经过流速的一减一增,使得在小区出口的径流流速及径流量同对照小区相当的情况下,条带上坡位置由于流速下降,径流携沙能力下降,而导致泥沙侵蚀本身的减少和已经侵蚀泥沙的淤积,并最终使侵蚀量大幅下降。     

等高固氮植物篱脐橙园综合效益分析

对四川省宁南山地实施等高植物篱技术措施试验表明,在约15°～38°坡耕地上每隔4～6m沿等高线建立固N植物篱且在植物篱中套种桑树养蚕,耕作带上培植脐橙且脐橙中套种西瓜和蔬菜等经济作物,发展畜牧业,可建立稳定的坡地农业生态系统;综合效益显著,等高固N植物篱脐橙园第4年试果,4年投入6233元,收入2.9706万元,净收益2.3 483万元,投入产出比为1∶4.77.对照脐橙园4年投入44万元,收入144万元,净收益100万元,投入产出比为1∶3.27.与对照相比,植物篱脐橙园系统的生物多样性提高,化肥、农药对水果的污染程度降低,脐橙品质较好.等高固N植物篱脐橙园为贫困山区发展绿色农业、实现资源可持续利用和环境保护提供了有效途径.     

宁南县加速推广等高固氮植物篱技术成效

简要介绍了四川省宁南县推广应用等高固氮植物篱技术的经验教训。等高固氮植物篱作为一种坡耕地水土保持和土壤培肥的有效方式,已为宁南县广大干部群众所接受。为进一步加强水土保持工作,改善生态环境,振兴县域经济,提出了大力推广等高固氮植物篱技术的对策措施。     

西南山区等高植物篱和植物固结地埂的水土保持功能的理解

水土流失是个世界范围的严重环境问题,比如由于丰沛的降雨和陡坡耕作,造成的中国西南部偏僻山区的坡耕地水土流失.这些区域采取了多种保持土壤措施减少土壤流失,可当地农民并不接受引进的等高植物篱措施;而植物固结地埂是一项传统的且当地农民乐意接受的水土保持措施.本文比较了等高植物篱和植物固结地埂的结构,设置3种植物固结地埂高度0 (CK)、10cm (H10H)、和15 cm (H15H),分析了等高植物篱(H0H)和上述3种地埂高度的植物固结地埂对径流、侵蚀量的影响及产投比和经济效益,旨在理解当地农民的选择.研究结果显示最明显的区别是植物固结地埂具有一定高度的地埂能够方便农事活动并且有效减少水土流失.植物固结地埂的第2个处理(H15H)比无地埂无植物篱的坡耕地处理(CK)减少径流55.56％±6.25％,减少侵蚀量79.26％±3.50％.不同处理的径流量、土壤侵蚀减少量和土壤抗蚀性变化顺序为:H15H＞H10H＞H0H＞CK.H15H的产投比最高为1.52.与其他试验处理相比,虽然H15H措施需要的劳动力更多,但它具有较高的植物篱收获量和产投比以及较强的抗冲蚀性.因此,西南地区坡耕地上推荐具有15 cm地埂高度的植物固结地埂措施(H15H),甚至该项水土保持措施可适用于与西南地区气候相似的其它区域或是其它国家.     

模拟降雨条件下草篱对坡地浅层土壤水分分布特征的影响

为明确草篱对坡地浅层土壤水分分布特征的影响,在北京地区采用模拟降雨的方法,分层采集不同坡位的土壤样品,研究了在草木樨和狼尾草2种等高草篱措施干预下,不同雨强(30,45 mm/h)和坡度(15%,20%)条件下坡地降水迁移分配以及水分在浅层土壤中的分布特征。结果表明,该地区雨季坡地降水具有明显的沿坡面水平移动特征,无草篱对照地表径流量占降雨量的12%~44%。采用等高草篱能促进降水向下迁移,增加壤中流,减少30%~70%的地表径流,但此作用有随坡度的增加而减弱的趋势。浅层土壤含水量随土层加深而降低,表层(0-5cm)显著高于5-10,10-15cm土层。草篱带内土壤含水量与对应坡位无草篱区域的含水量处于同一水平。雨强、草篱、坡度均对坡地降水的运移和分配规律有显著影响,草篱的重要性高于坡度,低于雨强,是减少坡耕地降水流失的关键因素,但大强度的降雨和较陡的坡度会削弱草篱的水土保持功能。     

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。     

三峡库区紫色土坡地桑基植物篱水土保持作用研究

以传统种植模式为对照,对桑基植物篱模式拦蓄径流、泥沙及改善土壤抗蚀性的效应进行了较为系统的研究。结果表明:桑基植物篱模式下土壤抗蚀性有较大程度的提高,表层土团聚度和团聚状况分别较传统种植模式提高25 2%和50 6%,而分散率则下降了3 7%,水稳性指数为传统顺坡种植的1 9倍,前10min水稳性团聚体破坏率仅为传统种植模式的57 2%。同时,桑基植物篱的应用能有效地减少紫色土坡地的水土流失,尤以侵蚀量和径流含沙量的减少和降低更为明显,与传统种植模式相比,径流量和径流系数减少或降低了10 34%～20 00%,侵蚀量减少了55 23%～67 84%,径流含沙量减小了48 60%～59 80%;在大雨强时桑基植物篱对减少养分的流失总量和富集比效果也相当显著。该技术的应用可有效地保证紫色土坡地土壤对降雨的充分入渗,减少面源污染,保持坡耕地的土地生产力。