山坡地种植苎麻水土保持效果研究

2017-06-15汤涤洛熊常财汪红武

中国水土保持 2017年5期

关键词：咸宁市苎麻根型

熊伟，汤涤洛，熊常财，付聪，汪红武

(咸宁市农业科学院，湖北咸宁 437100)

山坡地种植苎麻水土保持效果研究

熊伟，汤涤洛，熊常财，付聪，汪红武

(咸宁市农业科学院，湖北咸宁 437100)

苎麻；山坡地；种植；水土保持；优势

我国丘陵山区面积比较大，水土流失比较严重。苎麻是我国特有的经济作物，在山坡地种植苎麻可合理利用土地资源，达到增加农民收入、加强水土保持的效果。为搞清苎麻在山坡地种植的水土保持效果，在湖北省咸宁市开展了试验研究。结果表明，苎麻适合在当地山坡地种植，且浅根型、深根型苎麻品种水土保持效果明显。

苎麻又称中国草，是我国特有的经济作物，是重要的纤维纺织原材料，目前主要产地是重庆、湖北、湖南、四川、江西、安徽、江苏[1]。在湖北、湖南、江西、重庆、安徽、江苏分布了国内主要的苎麻纺织企业[1]，这些企业的苎麻原料主要来自于四川的山区。当前苎麻纤维价格低廉[2]，在平原地区很少有农户选择在自留地里种植苎麻，这促进了苎麻在山坡地的种植发展。目前我国丘陵山区面积比较大，水土流失比较严重，加上近年经济的发展[1,3]，对土层破坏比较严重，泥石流时有发生，因此对搞好山区水土保持的呼声在加强，同时对山坡地的土地资源利用也开始重视[4-9]。为获得经济效益，很多地方选择种植经济灌木，但由于山坡地水土流失严重，经济灌木很难成林，等待时间长，因此常常造成二次水土流失[9-14]。为满足合理利用山坡地资源的迫切要求，拟通过种植苎麻，种养结合，一年收获三次麻纤维，同时适当放牧山羊[2]，达到增加农民收入、提高水土保持效益的目的。湖北咸宁市丘陵山区面积比较大，为搞清苎麻在山坡地种植的水土保持效果，在咸宁市开展了试验研究。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

苎麻选用中国农业科学院麻类研究所提供的深根苎麻品种湘苎三号、华中农业大学提供的中根苎麻品种华苎四号、从湖南省张家界引进的浅根苎麻地方品种黄壳麻，农作物选用印度豇豆(无架豇豆)和大豆。

1.2 试验区概况

2012年6月，在湖北省咸宁市崇阳县白霓镇石山村选了一块红壤山坡地进行试验。崇阳县属亚热带季风气候，日照充足，温和多雨，无霜期长，四季分明。多年平均气温17.0 ℃，多年平均降水量1 693.2 mm，多年平均日照时数1 350 h，多年平均蒸发量1 584.5 mm。崇阳县四面环山，峰峦叠嶂，地处大幕山、大湖山、大药姑山之间，属低山丘陵区，土壤以山地丘陵红壤为主，含沙量大，极易产生表土流失。

1.3 试验设计

在试验地建设了15个投影面积为85 m2(17 m×5 m)的小区，小区坡度为26°或27°，小区之间间隔0.5 m，每个小区四周用水泥板分隔,下部连接1 m×1 m×1 m的集流池，用于收集小区内的径流和泥沙。在每个集流池安装了水位计，并在试验小区内布设雨量计监测降雨量。同时设置了两个排水口，安装了水表和排水开关，一个为清空排水口，一个为超位排水口，超位排水口在水位超出70 cm时自动排水，通过水表读数了解超位水量。在每次读到数据后，打开清空排水口开关，清空池中水，再对池中淤沙进行测量，然后清空。

试验共有5个处理：①深根型苎麻，种植深根型湘苎三号；②浅根型苎麻，种植浅根型黄壳麻；③中根型苎麻，种植中根型华苎四号(2015年3月后出现线虫病)；④农作物，种植大豆和印度豇豆(无架豇豆)，大豆于3月底点播，豇豆于7月中旬点播(不翻地播种)；⑤自然休闲(CK)，即于种植苎麻时撒含杂草种子表土1 cm左右。每个处理3个重复。2012年9—11月栽植试验作物苎麻，株行距为60 cm×40 cm，同时在四周栽植中苎二号和川苎12号0.33 hm2作比较试验区和保护区。

水量的观测时间是2013年1月至2015年12月，每次典型降雨均对各小区水流失量进行统计。

1.4 指标测定

(1)降雨量测定。采用上海气象仪器厂SM1型雨(雪)量器记录降雨量，每次典型降雨(≥50 mm)后采用人工测量降雨量，并进行记录。

(2)水量测定。每次典型降雨后对径流池进行测量，读取水位计，对水量进行记录，然后清空。

(3)泥沙量测定。每次典型降雨后对径流池中沉积的泥沙进行观测，然后清空。

(4)土壤理化性质测定。于试验前后分别取0～20 cm土层混合土样进行土壤理化性质分析，分析方法为：有机质含量用重铬酸钾法，速效氮含量用碱解蒸馏法，速效磷含量用Na2CO3碱熔钼锑抗比色法，速效钾含量用火焰分光光度计法，pH值用酸度计法。

1.5 数据分析

采用SPSS 11.5统计软件和Excel 2003数据处理系统进行数据分析，并绘制图表。

2 结果与分析

2.1 2013—2015年不同处理的水流失量特征

试验地不同处理2013—2015年水流失量的测定及分析结果见表1。从表1可知，3年内浅根型苎麻和深根型苎麻小区流失的水量均显著低于农作物、中根型苎麻、自然休闲小区，说明深根型和浅根型苎麻在坡地保水中具有明显的优势。苎麻与农作物比较，整体上苎麻在保水上优于农作物。深根型和浅根型苎麻保水效果显著高于自然休闲，而自然休闲又显著高于农作物，这是由于自然休闲区杂草丛生，植被覆盖率高，对保水有一定的作用，而农作物区种植时翻动了土层，且植被覆盖率低，不利于保水。不同根系苎麻小区相比较，浅根型苎麻和深根型苎麻在保水中具有良好的效果，显著优于中根型苎麻。试验中5个处理的平均保水效果为：深根型苎麻>浅根型苎麻>自然休闲>中根型苎麻>农作物。

表1 2013—2015年不同处理小区水流失量

注：表中字母表示不同处理之间的方差分析结果，字母不同表示在0.05水平上差异显著。

2.2 不同处理对土流失量的影响

由于泥沙测量的误差比较大，因而没有记录数据。通过观测，编号为14号的池子长期有泥沙，编号为3号的池子出现过几次泥沙，其余池子基本无泥沙。14号池子对应的是农作物小区,植被覆盖率只有50%，一年翻动两次土层，所以长期有土流失；3号池子也属于农作物小区。苎麻小区植被覆盖率达100%，且苎麻属于多年生半灌木作物，土层无须翻动，土流失比较少。自然休闲区由于是自然生长杂草，没有对其土层进行翻动，因此土流失较少。梅雨季节土流失主要集中在农作物小区，其他小区基本没有土流失，这说明苎麻在固土中发挥了积极作用。

2.3 不同处理对土壤理化性质的影响

不同处理2015年的土壤理化性质测定结果见表2。由表2可知，与自然休闲区相比，山坡地种植深根型和浅根型苎麻土壤有机质、碱解氮、有机磷、速效钾、有机碳含量均明显提高，pH值降低；山坡地种植中根型苎麻土壤有机质、碱解氮、有机磷、速效钾、有机碳含量和pH值均有提高；山坡地种植农作物土壤有机质、速效钾含量减少，碱解氮和有机磷含量增加，pH值略有升高。由此可知，种植苎麻对固碳保肥起到了积极作用，特别是深根型和浅根型苎麻。

表2 不同处理土壤理化性质比较(2015年12月测定)

2.4 不同苎麻品种的产量

不同品种苎麻2015年产量比较见表3。由表3看出，生物产量中根型苎麻>深根型苎麻>浅根型苎麻，纤维产量深根型苎麻>中根型苎麻>浅根型苎麻。其中，深根型苎麻纤维产量最高，生物产量也与最高的中根型苎麻相当。因此，在山区推荐使用深根型苎麻，即湘苎三号，其不但水土保持效果好，而且纤维产量和生物产量高，生态效益与经济效益兼具。