熊力夫， 蔡壯夫， 熊勁雅， 揭雨成， 邢虎成，劉益群， 康萬(wàn)利

(1.長(zhǎng)沙市葛根工程技術(shù)研究中心, 湖南 長(zhǎng)沙 410005； 2.湖南省桃江縣農(nóng)業(yè)局， 湖南 桃江 413400；3.湖南省興湘高效農(nóng)業(yè)研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410005； 4.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻研究所， 湖南 長(zhǎng)沙 410128；5.桃江縣職業(yè)中專， 湖南 桃江 413400)

坡地種葛控制土壤水土流失技術(shù)研究

熊力夫1， 蔡壯夫2， 熊勁雅3， 揭雨成4， 邢虎成4，劉益群5， 康萬(wàn)利4

(1.長(zhǎng)沙市葛根工程技術(shù)研究中心, 湖南 長(zhǎng)沙 410005； 2.湖南省桃江縣農(nóng)業(yè)局， 湖南 桃江 413400；3.湖南省興湘高效農(nóng)業(yè)研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410005； 4.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)苧麻研究所， 湖南 長(zhǎng)沙 410128；5.桃江縣職業(yè)中專， 湖南 桃江 413400)

為探索坡地水土保持技術(shù)，以傳統(tǒng)習(xí)慣種植作物為對(duì)照，開(kāi)展了坡地種葛對(duì)減少水土流失技術(shù)的研究。結(jié)果表明：種植葛根可以有效地減少坡地土壤的地表徑流量和土壤侵蝕量，種葛4年后地表徑流量比對(duì)照減少一半以上；隨著種葛年限的增加，土壤侵蝕量逐年降低。種葛第2年后，雨水對(duì)坡地土壤的侵蝕量比對(duì)照減少了58.0%，到第10年種葛處理的土壤侵蝕量比對(duì)照減少了91.1%。本研究通過(guò)對(duì)坡度在28°以內(nèi)的坡地種葛，對(duì)減輕水土流失，改善土壤理化性狀，培肥地力提供了一條新的有效技術(shù)途徑。

葛； 坡地； 水土流失

我國(guó)南方地區(qū)坡耕地約0.107億hm2，占全國(guó)50%，坡耕地是南方水土流失最嚴(yán)重的地類，而植物莖葉具有降水截留、削弱濺蝕、抑制地表徑流等作用[1]。葛根為豆科葛屬多年生藤本植物，是水土保持的先鋒植物，根系發(fā)達(dá)，莖葉茂盛，莖匍匐蔓延覆蓋地面，莖節(jié)上能產(chǎn)生大量不定根，能有效防止地表徑流沖刷土壤[2]。葛根既有水土保持效應(yīng)，又能增加土壤中氮素及有機(jī)質(zhì)[3]。湖南省坡地居多，按常規(guī)種植作物水土流失嚴(yán)重。如靠工程措施保持水土投資大，費(fèi)工多，技術(shù)要求高[4]。而葛根是根瘤植物，葉面積大，覆蓋指數(shù)高，坡地種葛可大大減輕水土流失，改善生態(tài)環(huán)境[5]。2003—2012年，為探索坡地水土保持技術(shù)，我們開(kāi)展了坡地種葛對(duì)減少水土流失技術(shù)的研究，以期為紅壤坡地的水土保持和可持續(xù)利用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)在桃江縣桃花江鎮(zhèn)進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)地處東經(jīng)111°36′，北緯28°13′，年降雨量1553 mm，年均氣溫16.6 ℃，坡度28°，土質(zhì)為砂質(zhì)紅壤，pH值5.4，種葛前土壤瘠薄，水土流失嚴(yán)重。

1.2試驗(yàn)材料

植物材料為“湘葛1號(hào)”，由湖南天盛生物有限公司提供。

1.3試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)置處理區(qū)和對(duì)照區(qū)，處理區(qū)種植葛根，對(duì)照區(qū)則按傳統(tǒng)方法人工耕作種植油菜、大豆等作物，即每年深挖1次，鋤草4～5次。處理和對(duì)照區(qū)每年每1 hm2施硝酸鉀復(fù)合肥750 kg。將試驗(yàn)區(qū)用紅磚水泥砌成8個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積80 m2, 4次重復(fù)，對(duì)比法排列。每個(gè)小區(qū)底邊右角建有容積為1.5 m3(池底長(zhǎng)1.5 m，寬1 m，高1 m)上面加蓋的水池以測(cè)定水土流失量。小區(qū)四周設(shè)有隔離圍欄。每下一次雨測(cè)定地表徑流量和泥沙量。

2 結(jié)果與分析

2.1坡地種葛對(duì)地表徑流的影響

從圖1可知，種植葛根前，對(duì)照區(qū)和處理區(qū)的地表徑流量相差不大(2002年)。2003年種植葛根后，與對(duì)照相比,種葛當(dāng)年地表徑流量減少226500 kg/hm2，主要是因?yàn)楦鹨咨组L(zhǎng)，是良好的覆被植物，葛扎根深，根莖發(fā)達(dá)，葉片大，藤蔓覆蓋大，對(duì)雨水的阻力大，可以極大地減少降雨對(duì)地表的直接沖刷，對(duì)防止濺蝕、延緩地表徑流有重要作用。隨著植葛年限的增加，地表徑流比對(duì)照大幅度減低，種葛4年后(2006年)地表徑流量比種植傳統(tǒng)作物(對(duì)照)減少一半。2007年到2012年，種植葛根的小區(qū)比對(duì)照平均減少地表徑流量58.5%。因此種葛對(duì)坡地地表徑流量有顯著的減小作用。

圖1 種葛對(duì)坡地地表徑流的影響Fig.1 Effect of planting Kudzu on surface runoff in slope field

2.2坡地種葛對(duì)土壤侵蝕量的影響

從圖2可知，種葛處理區(qū)的泥沙量得到了有效控制，從試驗(yàn)期間(2003-2012)泥沙流量年度變化情況看，種葛可以有效的減少雨水對(duì)土壤的侵蝕。葛莖蔓茂盛,根系多，密如蛛網(wǎng)，四面分散，入土深，能堅(jiān)固土壤，有效防止徑流和沖刷。2003年種葛當(dāng)年，土壤侵蝕量減少了2985000 kg/hm2，且隨著種葛年限的增加，土壤侵蝕量逐年降低。種葛第2年后，雨水對(duì)坡地土壤的侵蝕量比對(duì)照減少了58.0%，到第10年(2012年)種葛處理的土壤侵蝕量比對(duì)照減少了91.1%。雨水對(duì)對(duì)照區(qū)的土壤侵蝕量無(wú)規(guī)律，視雨水強(qiáng)度和時(shí)間來(lái)決定，但整體上要顯著高于種葛處理。種葛處理區(qū)由于水土流失得到了有效控制，土壤養(yǎng)分流失少且葛根不僅有固氮作用，而且植物殘?bào)w在土壤中也直接增加了有機(jī)質(zhì)。

圖2 種葛對(duì)坡地土壤侵蝕量的影響Fig.2 Effect of planting Kudzu on soil erosion in slope field

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)表明，種植葛根可以有效的減少坡地土壤的地表徑流量和土壤侵蝕量，種葛4年后地表徑流量比對(duì)照減少一半以上；隨著種葛年限的增加，土壤侵蝕量逐年降低。種葛第2年后，雨水對(duì)坡地土壤的侵蝕量比對(duì)照減少了58.0%，到第10年種葛處理的土壤侵蝕量比對(duì)照減少了91.1%。

坡地是水土流失的主要場(chǎng)所和江河水庫(kù)泥沙的主要來(lái)源[6]。水土流失是導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化和土地生產(chǎn)力下降的主要原因[7-8]。南方坡耕地，由于降雨量大，各類開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目多，水土流失問(wèn)題較為嚴(yán)重和復(fù)雜[9]。坡耕地是南方水土流失最嚴(yán)重的地類,也是長(zhǎng)江泥沙的重要來(lái)源[10-11]，多年來(lái),由于自然與人為因素的干擾,坡耕地已成為我國(guó)南方水土流失范圍最廣、程度較高的地區(qū)，是我國(guó)治理水土流失的重點(diǎn)區(qū)域之一[12]。隨著葛屬經(jīng)濟(jì)植物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和保健功能逐漸被認(rèn)識(shí), 葛類研究與制品逐漸受到人們的關(guān)注[13-17]。針對(duì)湖南坡地水土流失嚴(yán)重的狀況，從10年的試驗(yàn)結(jié)果看，葛根具有明顯的水土保持效應(yīng)。湘葛1號(hào)莖葉茂盛，根系發(fā)達(dá)，主塊根粗短，呈花瓶形，藤莖粗壯，主蔓長(zhǎng)8～10 m，第三節(jié)開(kāi)始葉柄處能產(chǎn)生大量的不定須根，能迅速覆蓋土面,可減小雨滴對(duì)地面的打擊[4]。 據(jù)汪有科等人[18]研究指出，葛根地表枯落物的最大截持量是自身重量的1.7～3.5倍，同時(shí)還可以有效地消減能量，增加土壤入滲，增強(qiáng)了土壤的抗蝕能力及土壤的抗沖性。范淑英研究發(fā)現(xiàn)，隨著野葛種植年份的增加,它們對(duì)紅壤坡地的水土保持和改良效果越來(lái)越好[5]，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果一致。這是因?yàn)殡S著年份的增加，葛根地上部的生物量越來(lái)越大，每年產(chǎn)生的地表枯落物越來(lái)越多，地下部的根系越來(lái)越發(fā)達(dá)，增加了水流運(yùn)動(dòng)的阻力,減緩了水流的流速,同時(shí)減弱了水流對(duì)地表的沖刷作用。本研究對(duì)坡度在28°以內(nèi)的坡地種葛，對(duì)減輕水土流失，改善土壤理化性狀，培肥地力提供了一條新的有效的技術(shù)途徑。

[1] 康萬(wàn)利，揭雨成，邢虎成. 南方坡耕地種植苧麻水土保持機(jī)理研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2012,28(9):66-69.

[2] 呂洪飛,陳建華,王開(kāi)亮. 野葛的吸塵能力和莖抗力及繁殖的研究[J]. 浙江師大學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2000,23(3):297-299.

[3] 葉培忠.葛藤—— 大地之醫(yī)生[J].中國(guó)草原與牧草, 1985(2): 17.

[4] 熊力夫.野葛研究與栽培利用 [M].長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2007.

[5] 范淑英, 吳才君. 野葛對(duì)紅壤坡地水土保持和改良土壤效應(yīng)的研究[J]. 水土保持學(xué)報(bào),2004，18(1):141-143.

[6] 劉淑珍. 四川省縣級(jí)農(nóng)業(yè)的系統(tǒng)區(qū)劃及耕地分布規(guī)律[M].成都: 成都地圖出版社, 1990:39-40.

[7] 甄寶艷,張衛(wèi)平,鄧春芳,等.桃林口水庫(kù)不同徑流小區(qū)水土流失規(guī)律研究[J]. 南水北調(diào)與水利科技,2010,8(2):57-60.

[8] 王昭艷,左長(zhǎng)清,楊潔,等.第四紀(jì)紅壤侵蝕區(qū)優(yōu)良水土保持草本植物的選擇與評(píng)價(jià)[J].草業(yè)科學(xué),2008,25(5):87-91.

[9] 梁音,張斌.南方紅壤區(qū)水土流失動(dòng)態(tài)演變趨勢(shì)分析[J].土壤,2009,41(4):534-539.

[10] 文亦芾,艾有群.南方紅壤磷素化學(xué)研究進(jìn)展和展望[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 20(4): 532-538.

[11] 胡建忠,李蓉,夏靜芳,等.振興苧麻產(chǎn)業(yè)-加快南方坡耕地水土流失治理步伐[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2008,6(6):67-69.

[12] 于泳,林洪.我國(guó)紅壤侵蝕研究進(jìn)展[J].亞熱帶水土保持,2009,21(3):34-38.

[13] 馮瑞芝.葛根的資源調(diào)查[J].中國(guó)藥學(xué)雜志,1993,28(5):273-275.

[14] 佘林保,王志好.野生葛根的特征特性及人工栽培技術(shù)[J].安徽農(nóng)業(yè),2003(2):24.

[15] 鄧光武.葛根栽培技術(shù)[J].農(nóng)村實(shí)用技術(shù),2002(6):31-32.

[16] 李典友.葛屬植物資源的開(kāi)發(fā)利用[J].特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物,2002(2):23.

[17] 杜先鋒.野生食品資源葛根的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用-葛根淀粉的研究[D].無(wú)錫:無(wú)錫輕工業(yè)大學(xué), 1999.

[18] 汪有科,趙鴻雁,劉向東. 林地枯落物抗沖機(jī)理研究[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 1993,7(1): 75-80.

ControllingsoilandwaterlosstechnologyonslopingfieldbyplantingKudzu

XIONG Lifu1, CAI Zhuangfu2, XIONG Jingya3, JIE Yucheng4, XING Hucheng4, LIU Yiqun5， KANG Wanli4

(1.Changsha Kudzu Engineering Technology Research Center, Changsha 410005, China；2.Taojiang County Department of Agriculture, Taojiang 413400, China；3.Hunan Xing-xiang Efficient Agricultural Research Institute, Changsha 410005, China；4.Ramie Institute of Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China；5.Taojiang County Vocational School, Taojiang 413400, China)

To explore soil and water conservation techniques on slope field, the study on reducing soil erosion by planting Kudzu was done. The traditional crop was as a control. The results showed that planting Kudzu could effectively reduce surface runoff and soil erosion on slope field. After the Kudzu was planted 4 years, the runoff was reduced to more than half. With the increasing age of planting Kudzu, the soil erosion was reduced year by year. After the Kudzu was planted 2 years, soil erosion of planting Kudzu was decreased 58.0% than the control on the slope field. After the Kudzu was planted 10 years, soil erosion of planting Kudzu was decreased 91.1% than the control. Planting Kudzu could significantly reduce soil erosion on 28 degrees slope field and improve soil physical and chemical properties. It provides a new and effective technical approach to control soil and water loss.

Kudzu; sloping field; soil and water loss

2016-07-12

國(guó)家飼草和飼纖兼用作物種質(zhì)資源平臺(tái)(2012-072)；國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2012BAD20B05-04)。

熊力夫(1956-)，男，湖南桃江人，研究員，主要從事葛根生物資源綜合利用研究與農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣。

揭雨成，E-mail:ibfcjyc@vip.sina.com

S 157

A

1003-5710(2016)05-0109-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2016. 05. 022

(文字編校：張 珉)