云南人口较少与直过民族产业兴旺共性技术集成

7.2.1坡耕地水土流失控制技术

7.2.1.1等高植物篱种植技术

1.含义

等高植物篱种植技术是一种沿等高线在坡耕地上每隔一定距离种植生长能力强、速度快的乔木或灌木,然后将农作物种植在植物篱之间的种植带上,并对植物篱进行适时刈割,避免植物篱对农作物遮光。

2.作用

将等高植物篱种植技术运用在坡耕地上进行生态环境治理和水土保持,能够有效拦截地表径流,减少土壤侵蚀,防治水土流失,具有显著的经济效益、生态效益和环境效益。

3.主要技术要点

等高植物篱种植技术主要运用在坡耕地水土流失治理中,其技术要点主要包括:

(1)植物篱树种的选择。选择的树种主要考虑:一是与当地自然环境、社会经济条件相符合,根据气候、土壤、山区经济及农民实际需求,筛选出防止水土流失效果明显、增加经济效益显著且容易获得的植物篱树种,树种应能够促进当地产业结构发展及作物间作种植;二是要考虑植物篱树种自身的生物学特性,应选择萌蘖能力强、萌条发达的植物,使其能够在短期内郁密成丛。

(2)常用的植物篱植物。宜选择的植物有新银合欢、香根草、马桑、黄荆、黄花菜、山毛豆、金银花、花椒、百喜草、柠条、沙棘、金荞麦、胡枝子、紫穗槐和茶树等,其中应用较多的植物为新银合欢、香根草、马桑、黄荆、黄花菜、紫穗槐等,根据等高植物篱种植现状,很多地方已初步筛选出当地适宜种植的篱笆品种,如黄花菜、百喜草、金银花、花椒等篱笆树种主要应用于红壤坡耕地;而金沙江干旱河谷地区的篱笆树种主要有云南合欢、山毛豆、新银合欢等篱笆树种。

(3)植物篱的种植。种植过程中,应注意篱笆带的间距和密度,不同的间距和密度对保持水土效果、占地、生物量、梯地宽度及耕作等影响不同,间距和密度应根据坡度和土壤侵蚀程度而定。坡耕地等高植物篱种植过程中不能采取一种模式,应因地制宜选择适应性强的模式,根据坡耕地类型、水土流失程度和坡度大小确定最优的篱笆带间距和密度。一般来说,坡度大、土层薄及水土流失严重的坡耕地区域,篱笆带应间距小、密度大,这样等高植物篱的水土流失防治作用更大。对于坡度小、土层厚、土壤流失少的耕地,则适宜种植经济价值比较高的篱笆树种,其篱笆带间距可适当增加、种植密度适当减小。

(4)植物篱管理。科学规划植物篱种植模式及空间结构,加强植物篱管理,当植物篱生长至1米高左右时,需对植物篱进行周期性刈割,一般从距地面30~50厘米处切割,从而避免植物篱与农作物争光争水,阻碍农作物生长。

7.2.1.2水平梯田构建技术

1.含义

水平梯田一般是在15°以下坡面上沿等高线修筑的台阶式断面的农田。

2.作用

水平梯田可有效拦蓄地表径流,改善土壤理化性质,减小土壤密度,增加孔隙度,提高土壤渗透率、通气性和蓄水性,增强土壤保水保肥能力,减少水土流失的发生,提高作物产量。水平梯田不仅可大幅度减少自身产泥沙量,而且还可以截留上方泥沙。坡耕地修成水平梯田之后,改变了原有小地形,使田面变得平整,降水落于水平田面,不易形成汇流,从而避免了径流的产生。

3.分类

水平梯田按照田坎修筑材料的不同,分为土坎水平梯田和石坎水平梯田,按坡度分为陡坡水平梯田和缓坡水平梯田。

4.水平梯田规划

(1)陡坡水平梯田。选坡度较缓、交通相对便利、位置较低及水源方便的区域修建梯田。从坡脚到破顶、从村庄到田间的道路,一般宽2~3米,比降不超过15%。超过15%的地方道路采用“S”形盘旋而上。田坎需沿山坡地形、小弯取直大弯就势,田块长度尽可能为100~200米。梯田未能完全拦蓄暴雨径流的区域,应布设相应的排、蓄工程;山丘上部若有地表径流流入梯田区的地方,应布设截水沟、沉砂池、水窖等小型蓄排工程。

(2)缓坡梯田的规划。尽量以道路为根据划分耕作区,耕作区布置宽面20~30米,1~2米左右高的地埂,田面长200~400米。耕作区布设为矩形或正方形,四面或三面通路,路面宽3米左右。若地形有波状起伏,则耕作区应该顺总的地势呈扇形,梯田埂线也应随之有弧度,不要求全都呈直线。

5.水平梯田防御暴雨的标准确定

一般采取10年一遇3~6小时最大降雨,少雨、半干旱及大旱地区,采取20年一遇3~6小时最大降雨,具体也可视各地降雨特点来定。

6.水平梯田的施工主要技术要点

(1)土坎梯田的施工。①梯田定线:依据梯田规划确定的坡面,在梯田正中从上到下划一条中轴线,依据断面设计的田面斜度划出各台梯田的田面斜度基点,然后以基点出发,用手水准向测定左右两端的等高点,最后连接等高点成一条线,此线即为各台梯田的施工线。②田坎清基:在清基线范围内清除表土厚约20厘米,堆积于清基线下方暂时保存,施工时与田面保留表土结合处理。清基线内的地面翻松约10厘米,并清除石砾等杂物,整平填实。③田坎修筑:修筑田坎的土必须用生土填筑,土中不能掺杂石砾、树根等杂物,修筑时应分层填实,每层虚土厚约20厘米,填实厚约15厘米,修筑过程中每道埂坎应同时均匀抬升,升高过程中逐层向内收缩,坎面拍光,表土逐台下移。整个坡面梯田逐台从下向上修筑,先将下面一台修平,不保留表土,再将第二台梯田田面的表土推移到第一台,均匀铺好,依次逐台进行直到各台修平。④修平田面:田面分成下挖上填和上挖下填两部分,田坎线上下各1.5米,采取下挖上填法填到田坎上部,其余田面采取上挖下填法,从田面中心线以上取土填到中心线以下。挖填任务完成后,用手水准检查是否水平,误差不超过1%,此外,田边1米左右应保留10°左右反坡,地中原有的浅沟部位,填方应比水平面高出10厘米左右,可确保填土最深部位沉陷后田面依然保持水平。

(2)石坎梯田施工。石坎梯田施工包括定线、清基、修砌石坎、砍后填膛、修平田面等工序,其中定线、清基两道按土坎梯田的施工要求进行。①修砌石坎:准备大小基本一致的石料,堆放于田坎下侧;逐层向上修砌,选用长40~50厘米长、20~30厘米宽、15~20厘米厚的较完整石块砌成田坎外坡,每块石块上下挤紧、中缝错开呈“品”字形,较长石块10~15米留一沉陷缝。修砌过程中石坎应逐层均匀升高,压顶石块完整,且尺寸较大,石坎底宽依据不同坎高而定,石坎处坡一般为1:0.75,内坡一般接近垂直,顶宽0.4~0.5米。②砍后填膛:两道工序结合进行,在下挖上填和上挖下填过程中,将夹杂在土内的石砾、石块等拾出,可从下往上、先大后小的顺序将石块、石砾堆放于石坎后,形成三角形以支撑石坎稳定。③修平田面:填土进行田面平整,修平后的田面要求30~50厘米以内应没有石块、石砾。

7.水平梯田的维护管理

新修后的水平梯田出现田坎缺口、穿洞等损毁地方要及时补修,对田面沉陷而导致不平整的地方要及时取土填平。此外还应加强土壤改良和培肥,包括:①保留表土;②深耕深翻;③秸秆还田;④增施有机肥料;⑤种植绿肥等。

7.2.1.3反坡梯田构建技术

1.含义及形式

反坡梯田即田面坡向与坡向相反,田面微向内倾斜成3°~15°的梯田。反坡梯田修建过程中,梯田田面需成反坡修建,田面外高里低,并在梯田上方保留一定坡长的坡地,形成“产流区”,有利于降雨汇流,将坡地形成的径流用于补充梯田的土壤水分,并在梯田外部筑成一定高度的土埂,从而使降水沿坡流到反坡梯田内,供农作物吸收利用。

2.作用

反坡梯田能够聚集径流和降水从而形成一个蓄水库,且把旱坡山地改变为水分充足的梯田,起到储蓄水源,截留土壤养分,改善土壤理化性质,增强地力水平,促进作物生长,增加产量,而且还可有效地防止原陡坡山地的水土流失的作用。同时,水土流失率的降低,可减少相应的劳力物力和作物所需的水肥投入,降低种植成本,提高经济效益。

3.反坡梯田主要构建技术要点

(1)反坡梯田长宽选择。反坡梯田一般在20°~35°坡面上沿山坡等高线配置,长度因地制宜,坡面完整且切割不大的区域长度可延长。当长度超过10米时,每隔10米左右中间须留一横埂分截雨水。宽度2.0米左右,不能小于1.5米。

(2)依据坡度修田。田面反坡15°左右,沿下坡的垫面部分要清基、筑实形成硬埂,坡度45°以上的反坡梯田里侧上坡挖方部分要削齐坡壁,坡度70°左右的反坡梯田上下之间的空间距离一般2~4米。

(3)铺、填土。熟土铺垫在表层,或者将熟土填在中间,表层再铺生土5~10厘米。

(4)修整田面。修整反坡梯田时应全部区划,由上而下,先坡后沟,先沟脑后沟口进行。反坡梯田田面的反坡坡度依据陡坡坡度确定,坡度大则反坡大,若田面窄,则整地间距稍密,坡度小则相反。田面长度也根据地形及作物等来确定。需注意的是若田面较长则要确保田面保持水平,防止田面水流向田面较低处集中。

7.2.1.4等高垄作种植技术

1.含义

等高垄作种植是在等高耕作的基础上进行起垄种植,即沿等高线在坡面上开沟、起垄用来蓄水拦泥、保土和增产。

2.等高垄作种植类型及其主要技术要点

(1)水平沟种植。水平沟种植是在犁过的沟内再次套耕一犁,然后将种子点在沟内,施肥并结合碎土覆盖种子,且中耕培土时依然可以保持完整的一种耕作技术。水平沟种植一般应用于轮闲坡地或坡耕地,主要适用于作物密集生长的坡地。行距视坡度而定,陡坡自上而下,行距一般为50~60厘米;缓坡地也可以自下而上,行距一般为40厘米左右,该种植类型主要适用于25°以下的坡耕地。主要技术环节包括:①沿等高线开水平沟:即沿等高线开沟,陡坡开沟起垄要自上而下,缓坡自下而上。②播种:边开沟边播种,小颗粒种子种在沟的内半坡上,大颗粒种子播入沟底,通行播种,随后用犁再耕一犁对播种沟进行覆土镇压,覆土深度以6~7厘米为宜。③中耕培土,变沟为垄:播种前早深耕、合口及时收墒,并采用一次性施肥,中耕时则结合培土使之成垄,沟垄位置互换。

(2)平播起垄。平播起垄即采用等高条播技术,出苗后再结合中耕除草和在作物根部培起土垄,以拦水保土增加产量。此技术一般适宜20°以下坡耕地。具体方法是:①采取隔犁条播进行播种,行距则根据作物类型决定,一般50~60厘米即可,并进行覆土镇压。②雨季来临之前,结合中耕锄地将行间的土培在作物根部,形成等高水平沟垄,并每隔1~2厘米做一土挡,以防止径流集中,造成冲刷。

(3)圳田。圳田即宽约1米的水平梯田。其主要做法是:①沿坡耕地等高线做成水平条带,每隔50厘米挖宽、深均为50厘米的沟。②结合分层施肥将生土放在沟外拍成垄,再将上方为1米宽的表土填入下方沟内。由于沟垄相间,便自然形成了窄条台阶地。

(4)抽槽聚肥耕作。抽槽聚肥耕作是按照作物的行距挖一定宽度及深度的壕沟,之后回填熟土和肥料种植作物的耕作技术。主要用于人多地少和坡度在15°以下的坡耕地地区。耕作时从坡脚沿等高线开始挖槽,槽的断面和槽距依据作物、经济果林品种、坡度的不同而定,一般经济果林槽深0.6~0.8米,宽0.6~1.0米,槽距2米左右;农作物槽深、宽各0.3米,槽距视作物品种而定。开槽程序为:①放线:从坡脚基线沿等高线方向开始放线,确定槽距和位置。②挖槽:表土放在槽上方,生土放在槽下方。③回填:将生土和肥料混合后回填到槽下部,表土回填到槽上部。④种植:种植农作物,2~3年轮换抽槽,促使土壤全部深翻熟化,回填土应高于地面0.2米左右,使松土沉降保持地平。

7.2.1.5免耕秸秆覆盖保土技术

1.含义

免耕、秸秆覆盖是在收获作物后,套播下茬作物,将上茬作物秸秆打碎覆盖在地面上,或在作物收获秸秆覆盖后进行下茬作物免耕直播的技术,也可将收获的秸秆覆盖到其他田块,播种时土壤杀虫剂与肥料混施,除草剂在播种后喷施,以秸秆覆盖代替土壤耕作的一种保土技术。

2.作用

免耕、秸秆覆盖保持了土壤的自然构造,增加了土壤储水量、有机质、水稳性团粒的含量,减少土壤水分蒸发,抑制杂草生长,促进有益微生物群落的繁殖,从而有效防止了水土流失。

3.主要技术要点

(1)收获前茬作物,然后进行秸秆覆盖还田。

(2)将秸秆粉碎、铺秸秆和进行地表平整等,也可使收获后的秸秆及作物残茬留在地表作为覆盖物,覆盖方式有以下几种:①秸秆粉碎覆盖:主要包括玉米、小麦、油菜等秸秆,覆盖时可用联合收割机自带粉碎装置或秸秆粉碎机两种机器进行作业。②整秆覆盖:主要包括玉米、小麦、水稻等秸秆,玉米秸秆适合冬季风大地区,直接覆盖还田,可由机器或人工割倒;而小麦、水稻覆盖则只适合机械化水平低或风小的地区。③留茬覆盖:机械收获时留高茬与免耕播种作业相结合,一般玉米应留高茬20厘米以上,小麦应留高茬15厘米以上。

(3)秸秆覆盖后,用免耕播种机一次性完成施肥及播种过程或人工直接播种。玉米免耕播种一般亩播量为1.5~2.0千克,半精密播种单双籽粒≥90%;小麦亩播19千克左右。玉米、小麦播种深度分别为4厘米、3厘米左右,均匀播种,秸秆严密覆盖。

(4)杂草和病虫害及时防治。

7.2.1.6丰产沟截水保土技术

1.丰产沟截水保土作用

丰产沟是改造坡耕地的有效方法之一,它适应于土层深厚的坡耕地,具有保土、蓄水、聚肥的作用。其打破了原有土体结构,凸出的生土垄作为一道拦水坝,凹下去的深厚松软土层种植沟则成了一条地下蓄水库,加上底土深松,打破了不透水层,使土壤渗水率提高了2.15倍,能有效控制、拦蓄暴雨径流,防止水土流失。丰产沟改造了地上地下环境,地面形成沟垄间隔配置,既能减少土壤水分与热量耗散,又能增加吸收太阳光的辐射热能,提高地温。种植沟内土层深厚、肥沃、松软,土壤微生物活动旺盛,土壤孔隙度松紧适宜,固液气三相比例协调,在保蓄大量水分的同时,又能保蓄更多的热量和地积温,使土壤温度上升。丰产沟内集中施肥,充分发挥了肥效,减少了养分流失。

2.主要技术要点

根据地形、土层条件,挖丰产沟。丰产沟分为3种:第一种是平作型丰产沟,适用于坡度为15°以下、土层较厚、轻度水土流失的缓坡地。其带距为0.7~1.0米,丰产沟埂高0.2米、宽0.2米,埂内平台宽0.4~0.8米,活土层厚0.4~0.5米。施工方法:①依据台阶宽度等沿等高线选取0.7~1.0米为一带,将表层土取出放置坡上。②沿等高线从坡底开始沿坡上端向坡下端翻两犁,形成坡台埂,再人工整平密实,再在台内翻0.3米深土层,后将表土还入沟内。③沟内施入有机肥,后将台面整平。第二种是中带距丰产沟,带距为1~2米,该丰产沟适合在土层较厚、坡度15°~20°、中度水土流失的坡地实施。第三种是隔坡大带距丰产沟,带距3~5米,水平沟宽度1米,其余2~4米的地方种植其他作物,适于坡度大、土层薄和土壤贫瘠且生产力低下的坡地。第二种、第三种丰产沟的构建方法与第一种相同。

7.2.1.7反坡水平阶构建技术

1.含义

反坡水平阶是沿等高线自上而下里切外垫,修成台面,台面外高里低,保证蓄水,减少径流,用于山石多、坡度大(10°~25°)的荒山退耕还林坡面上。

2.作用

反坡水平阶能有效减少坡耕地地表径流,年均径流削减率达22.5%~87.7%,对历时短、雨强大的径流调控效果较好;对坡耕地年均泥沙削减率为56.7%~96.1%。通过减少坡面侵蚀,间接提高了作物产量。

3.主要技术要点

(1)反坡水平阶构建基本不受土层厚度及土壤理化性质限制,土层薄的区域,可采用爆破辅助开挖岩石,挖出的岩石可砌筑石坎。

(2)反坡水平阶砌筑石坎时,其高度依据坡地的坡度而确定,坡度较大,则修筑的石坎较高,反之则低。

(3)反坡水平阶排水沟规格0.2米×0.2米,避免冲刷反坡比降应为0.001~0.003。

(4)反坡水平阶开挖应先从低端第一台阶挖起,挖第二台阶时的表土翻到第一台阶,反复如此,逐一开挖和填土,最后台阶则就近挖取表土覆盖,台阶面积与坡面面积之比为1:1~1:4。

7.2.1.8鱼鳞坑蓄水保土技术

1.含义

鱼鳞坑是在较陡的山坡坡面(包括45°左右)和支离破碎的沟坡沿等高线从山坡顶部向底部按照一定距离挖成的半月形的坑,并呈“品”字形排列,形同鱼鳞、起到蓄水保土的坑。

2.作用

一是在降雨强度小、历时短时,鱼鳞坑能不漫溢,起到了完全切断和拦截坡面径流的作用;二是在降雨强度大、历时长时,即使鱼鳞坑发生漫溢,但鱼鳞坑的埂形状及“品”字形排列,阻断呈线性流态的坡面径流,避免了坡面径流集中,径流冲刷能力减弱,起到蓄水保土功效。

3.主要技术要点

(1)鱼鳞坑开挖间距为1.5~3.5米(约为鱼鳞坑直径的2倍),上下相邻两排坑距约为1.5米,坑深为0.4~0.6米,坑半径为0.4~0.5米。

(2)分布。沿等高线根据坑密度放线,开挖的坑应与坡面垂直,坑壁挖成弧状,取出的土堆在坑外沿,筑成半圆埂,以增加蓄水量;半圆埂中间高两边低,确保径流可从两边流入下一个鱼鳞坑。鱼鳞坑要先挖好内部,最后整理外部。

(3)种植。将栽植的树种或作物植于坑正中间,并将表土填入挖成的鱼鳞坑内,填入后将坑埂夯实。

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