巖溶區(qū)水土保持綜合治理技術(shù)效益分析
——以官脈地小流域、高枧槽小流域?yàn)槔?/h1>
2018-07-19 06:05:14李海燕丁劍宏
中國(guó)水土保持科學(xué) 2018年3期
李海燕，丁劍宏，柏 勇，吳 昊，張 鳳
(1.云南省水利水電科學(xué)研究院,650228,昆明；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué),650201,昆明；3.云南省地圖院,650034,昆明)
對(duì)巖溶石漠化問(wèn)題的認(rèn)識(shí)起源于我國(guó)明朝徐霞客時(shí)代[1],1966年在廣西桂林召開(kāi)的中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)全國(guó)巖溶(喀斯特)學(xué)術(shù)會(huì)議建議使用“巖溶(喀斯特)”這一術(shù)語(yǔ)[2],隨著巖溶學(xué)科的發(fā)展和對(duì)巖溶環(huán)境脆弱性認(rèn)識(shí)的不斷深入,研究者對(duì)喀斯特石漠化有了較為清晰的認(rèn)識(shí)[3-4]。2007年4月,國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)組織編制了《巖溶地區(qū)石漠化綜合治理規(guī)劃大綱(2006—2015)》,論述了巖溶石漠化的區(qū)域性、巖溶石漠化影響因素等[5]。目前研究主要集中在驅(qū)動(dòng)因子分析、危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)、演化與治理、防治與恢復(fù)重建技術(shù)、石漠化理論研究現(xiàn)狀、巖性與石漠化土地的空間相關(guān)性、巖溶區(qū)植被結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面[6- 7]。
巖溶區(qū)干旱缺水,土層淺薄貧瘠,嚴(yán)重制約著區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。在《巖溶地區(qū)石漠化綜合治理規(guī)劃大綱(2006—2015)》《滇桂黔石漠化片區(qū)區(qū)域發(fā)展與扶貧攻堅(jiān)規(guī)劃(2011—2020年)》等政策和項(xiàng)目的支持下,我國(guó)推廣應(yīng)用了一系列水土流失治理技術(shù),但存在措施相對(duì)單一、各項(xiàng)措施優(yōu)化配置程度不夠、后期應(yīng)用管護(hù)停滯等問(wèn)題。
云南省石漠化面積達(dá)3萬(wàn)4 772.76 km2,占土地總面積的8.8%,占巖溶面積的31.36%,占西南巖溶石山地區(qū)石漠化面積的27%,尤以文山、曲靖及紅河等3個(gè)地州(市)最為嚴(yán)重[8]。筆者在云南省64個(gè)高巖溶縣中,選擇同處于曲靖市相鄰的2個(gè)縣(區(qū))沾益區(qū)和馬龍縣,以沾益區(qū)的官脈地小流域和馬龍縣的高枧槽小流域?yàn)榧夹g(shù)應(yīng)用研究區(qū),推廣應(yīng)用水土保持綜合治理技術(shù),并研究其效益。
1 研究區(qū)概況
官脈地小流域位于曲靖市沾益區(qū)西白水鎮(zhèn)境內(nèi)(圖 1 偏北綠點(diǎn),E104°5′43″,N25°43′43″),距城中心約48 km。小流域具有典型高原中山地貌特征,巖溶發(fā)育,地勢(shì)西高東低。海拔在2 010～2 228 m之間,相對(duì)高差218 m,屬斷陷盆地區(qū)[9],土壤主要為紅壤,平均土層厚度為40 cm,植被以針葉林、針闊混交林、灌木林為主,經(jīng)果林樹(shù)種為山核桃。總?cè)丝? 897人,人口密度91人/km2,人口自然增長(zhǎng)率9‰,人均年收入7 827元。
高枧槽小流域位于曲靖市馬龍縣西王家莊街道境內(nèi)(圖 1 偏南綠點(diǎn),E103°29′31″,N25°27′49″),距縣城約20 km。小流域無(wú)大型壩子,多山谷河槽,整體形狀不規(guī)則,四周高,中間低,具有典型高原山地為主、山壩相間、河谷深切的地貌特征。海拔在1 950～2 140 m之間,相對(duì)高差為190 m,屬斷陷盆地區(qū),土壤主要為紅壤,平均土層厚度為25 cm,植被為北亞熱帶溫帶針闊葉混交林,天然植被主要樹(shù)種有云南松、墨西哥柏、櫟類(lèi)等,經(jīng)果林樹(shù)種為嘎啦蘋(píng)果。總?cè)丝? 708人,人口密度79人/km2,人口自然增長(zhǎng)率7.0‰,人均年收入6 034元。
圖1 研究區(qū)位置圖Fig.1 Location map of the studied area
官脈地、高枧槽小流域降雨豐沛集中,依據(jù)沾益區(qū)氣象站和白水鎮(zhèn)勺達(dá)村水土保持監(jiān)測(cè)氣象站、馬龍縣氣象站數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全年降水量在910～1 100 mm,集中在雨季(5—11月)；干濕季節(jié)分明,7—8月徑流量較大,干季(12月—翌年4月),作物需水高峰少雨缺水；珠江水系南盤(pán)江支流紅巖河流經(jīng)官脈地小流域北方,區(qū)內(nèi)無(wú)法利用河流水資源；金沙江支流馬龍河穿過(guò)高枧槽小流域,干季缺水嚴(yán)重可利用技術(shù)抽馬龍河水進(jìn)行補(bǔ)充。小流域日照時(shí)間超過(guò)2 000 h,年輻射量在二類(lèi)地區(qū)資源較富帶,為5 400～6 700 MJ/m2(國(guó)家氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能評(píng)估中心劃分標(biāo)準(zhǔn))。石漠化廣泛發(fā)生在小流域盆地邊緣、分水嶺地帶,官脈地小流域處于重度石漠化區(qū),高枧槽小流域處于中度石漠化區(qū)。
水土流失類(lèi)型均以輕中度水力侵蝕為主,土壤侵蝕形式主要為面蝕、溝蝕,以面蝕發(fā)生范圍最廣。按照流域平均土壤化學(xué)性質(zhì)推算,研究區(qū)內(nèi)每年流失土壤有機(jī)質(zhì)1 928 t,全氮75.83 t,全磷38.20 t,水土流失嚴(yán)重(表1)。
表1 研究區(qū)水土流失面積Tab.1 Area of soil erosion and water loss in the studied area
2 推廣內(nèi)容及其效益評(píng)價(jià)方法
官脈地、高枧槽小流域季節(jié)性干旱缺水,水源滲漏,地表水缺乏,汛期雖為灌溉提供了充足的水源,但沒(méi)有骨干攔蓄工程和水利灌溉設(shè)施,徑流流失,利用率低；土壤貧瘠易流/漏失；林草覆蓋率低；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力低,人口密度大,經(jīng)濟(jì)水平較低；水土保持意識(shí)差等,這些都是造成石漠化程度高、水土流失/水土漏失嚴(yán)重的關(guān)鍵問(wèn)題。
在已實(shí)施坡改梯工程配套道路、坡面水系、經(jīng)果林等措施的基礎(chǔ)上,優(yōu)化配置,推廣應(yīng)用光伏提水(搭配蓄水池+水窖/灌樁)、柔性水窖、模塊化水柜工程,增加水利設(shè)施,攔蓄及開(kāi)發(fā)水資源,增加水資源利用率；建設(shè)滴灌系統(tǒng)、開(kāi)展降低植物蒸騰與土壤水分蒸發(fā)的措施試驗(yàn),提高水分利用效率；試驗(yàn)土壤改良技術(shù)；引進(jìn)優(yōu)質(zhì)牧草巨菌草,栽種示范,以求發(fā)展畜牧業(yè)；增加農(nóng)民收入的同時(shí)增加林草覆蓋率,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),綜合治理減輕區(qū)內(nèi)石漠化程度和水土流失。本文主要研究:1)水資源優(yōu)化配置技術(shù)應(yīng)用效益；2)水資源高效利用技術(shù)應(yīng)用效益；3)巨菌草種植示范效益；4)土壤改良技術(shù)試驗(yàn)效益。詳細(xì)推廣示范內(nèi)容如圖2所示。
對(duì)效益的評(píng)價(jià)方法很多,如模糊綜合法、TOPSIS法、可能滿(mǎn)意度法、層次分析法等[12-13],本文效益評(píng)價(jià)分為2類(lèi)。
1)針對(duì)含設(shè)施安裝的推廣技術(shù)采用核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與、受益農(nóng)戶(hù)滿(mǎn)意度、非受益農(nóng)戶(hù)意愿、投資成本、回報(bào)(節(jié)省勞務(wù)及費(fèi)用)6個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)示范技術(shù)的效益。
核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與2個(gè)指標(biāo),由項(xiàng)目組成員、供應(yīng)商技術(shù)施工人員、當(dāng)?shù)厮畡?wù)局項(xiàng)目聯(lián)絡(luò)人共15人,對(duì)選點(diǎn)、協(xié)商、采購(gòu)、安裝、管護(hù)等整個(gè)過(guò)程中當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)的積極性做主觀(guān)評(píng)價(jià),取均值。
選擇15個(gè)推廣技術(shù)受益村民進(jìn)行調(diào)查,包括農(nóng)戶(hù)家庭的項(xiàng)目參與、推廣技術(shù)滿(mǎn)意度及優(yōu)缺點(diǎn)、管護(hù)成本等情況,對(duì)技術(shù)實(shí)施滿(mǎn)意度打分,取均值。
圖2 推廣示范內(nèi)容Fig.2 Demonstration content
在示范技術(shù)集中的勺達(dá)村、打板箐村、落水洞村、莊郎村、下伊堡村隨機(jī)選取非受益農(nóng)戶(hù)進(jìn)行意愿訪(fǎng)談,發(fā)放問(wèn)卷20份/村,共100份,石漠化推廣技術(shù)評(píng)價(jià)及意愿(是否愿意自己承擔(dān)投入成本),取均值。
考慮到核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與、非受益農(nóng)戶(hù)意愿為間接評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù),從側(cè)面反映技術(shù)的實(shí)施難度和農(nóng)戶(hù)接受程度,權(quán)重取0.10,受益農(nóng)戶(hù)滿(mǎn)意度、回報(bào)(節(jié)省勞務(wù)及費(fèi)用)可直接評(píng)價(jià)技術(shù)的優(yōu)劣,權(quán)重取0.25。投資成本包括先期設(shè)備購(gòu)買(mǎi)及后期管護(hù)費(fèi)用等,計(jì)算取值,投資成本越大,農(nóng)戶(hù)自主選擇性越低,然而考慮到有項(xiàng)目支撐、政府投資的可能性,權(quán)重取0.20(表2)。
表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)、分值及權(quán)重Tab.2 Evaluation index,score and weight
2)針對(duì)巨菌草種植、土壤改良技術(shù)示范效益評(píng)價(jià),采用技術(shù)實(shí)施前后的試驗(yàn)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析。租用勺達(dá)村小組農(nóng)戶(hù)集中地塊開(kāi)展種植示范,玉米品種為云瑞999,采用起壟覆膜凹塘濕播種植,示范面積0.67 hm2(0.13 hm2不應(yīng)用土壤改良技術(shù)),分大小行種植,大行距80 cm,小行距40 cm,株距25 cm,每塘播種2粒,留1株；飼草引種巨菌草,采用條栽法種植,含2個(gè)芽孢的巨菌草枝條(長(zhǎng)約20 cm)平放溝內(nèi),覆土種植,行距80 cm,枝條距20 cm,種植示范面積為0.33 hm2(0.13 hm2不應(yīng)用土壤改良技術(shù))。試驗(yàn)觀(guān)測(cè)指標(biāo):地上生物量,葉片長(zhǎng)度；保土狀況指標(biāo):根系形態(tài)、生物量；保水狀況指標(biāo),土壤水分；土壤理化指標(biāo):pH、有機(jī)質(zhì)、土壤堿解氮、速效磷、速效鉀、全磷、全氮、全鉀等。
3 推廣效益
3.1 水資源優(yōu)化配置技術(shù)應(yīng)用效益
在研究區(qū)推廣應(yīng)用光伏提水技術(shù),小區(qū)域柔性水窖的長(zhǎng)藤結(jié)瓜,村莊內(nèi)模塊化水柜人蓄灌溉綜合調(diào)節(jié)等水資源優(yōu)化配置技術(shù)。經(jīng)調(diào)查核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與、受益農(nóng)戶(hù)滿(mǎn)意度、非受益農(nóng)戶(hù)意愿、投資成本、回報(bào)6個(gè)指標(biāo),參照評(píng)價(jià)指標(biāo)、分值及權(quán)重(表2),由項(xiàng)目組成員、供應(yīng)商技術(shù)施工人員、當(dāng)?shù)厮畡?wù)局項(xiàng)目聯(lián)絡(luò)人共15人對(duì)核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與2個(gè)指標(biāo)打分取均值,15個(gè)推廣技術(shù)受益村民對(duì)受益農(nóng)戶(hù)滿(mǎn)意度指標(biāo)打分取均值,發(fā)放非受益農(nóng)戶(hù)意愿問(wèn)卷20份/村,共100份,官脈地小流域共發(fā)放問(wèn)卷40份,實(shí)際收回34份,反饋率為85%,有效率為100%(有效性判定標(biāo)準(zhǔn):該份問(wèn)卷所有有效答題數(shù)≥總題數(shù)的2/3)；高枧槽小流域共發(fā)放問(wèn)卷60份,實(shí)際收回46份,反饋率約為77%,有效率為100%,問(wèn)卷取均值,投資成本依據(jù)采購(gòu)金額直接打分,回報(bào)根據(jù)節(jié)省勞力、電費(fèi)、柴油費(fèi)等折算人民幣打分,加權(quán)平均后水資源優(yōu)化配置技術(shù)應(yīng)用效益評(píng)價(jià)結(jié)果為:光伏提水(7.8)＞模塊化水柜(6.9)＞柔性水窖(6.15),量綱為1,見(jiàn)表3。從供水量來(lái)比較,光伏提水(晴天隔一天抽滿(mǎn)50 m3)＞模塊化水柜(自來(lái)水2天蓄滿(mǎn)或雨水復(fù)蓄系數(shù)取1.5,一個(gè)雨季蓄水9 m3)＞柔性水窖(復(fù)蓄系數(shù)取1.5,一個(gè)雨季蓄水7.5 m3),詳細(xì)情況如下。
1)光伏提水技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,供給水泵,由水泵將水提至需水地點(diǎn),根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)建設(shè)不同類(lèi)型區(qū)人飲灌溉的提水站,適用范圍廣,投入產(chǎn)出比高,無(wú)污染,零排放,就地實(shí)施,自給自足,一次投資,長(zhǎng)期使用；缺點(diǎn)是實(shí)施地需具備充足水源,前期投入最大(供村使用每套10萬(wàn)元以上),日常用電、光伏板維護(hù)需細(xì)致,每年投入運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)用約2 000元/a。
課題組在官脈地小流域建設(shè)1套光伏提水系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)情況:山頂200 m3高位水池,水源為村入口機(jī)井40 m地下水,距機(jī)井口100 m處建50 m3調(diào)節(jié)水池,調(diào)節(jié)池至高位水池海拔差112 m,為電能抽水。建設(shè)采取二級(jí)提水方式,從深井到地面水池,揚(yáng)程為53 m,從地面水池提至山頂水池200 m3,揚(yáng)程為130 m。日平均出水量為60 m3,結(jié)合原有管道、水池及灌樁,灌溉受益面積可達(dá)16.67 hm2。利用太陽(yáng)能提水,每年節(jié)約用電約700度,減少燃煤280 kg標(biāo)準(zhǔn)煤,減少污染排放190 kg粉塵,減排678 kg CO2。節(jié)省電費(fèi)3 500元/a、節(jié)省人工費(fèi)為7月×15天抽水/月×0.5天人工×80元/工=4 200元/a。
高枧槽小流域建設(shè)1套光伏提水系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)情況:山頂100 m3高位水池,山腰分布4個(gè)100 m3水池,25座硬性水窖,40 hm2耕地全部改梯,水源原取自山箐水,全年作物以玉米為主。建設(shè)采取一級(jí)提水方式,河邊取水口提河水至高位水池?fù)P程109 m,流量為90 m3,結(jié)合新建蓄水池及水窖,灌溉受益面積可達(dá)26.67 hm2。利用太陽(yáng)能提水,每年由原來(lái)的水車(chē)?yán)臑樽粤鬈浌芄喔?建成后減少燃燒柴油約3 000 L,節(jié)省水車(chē)柴油費(fèi)約1萬(wàn)8 000元,減排47.4億L CO2,現(xiàn)大春已由原來(lái)的玉米全部種植烤煙,年均增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)經(jīng)濟(jì)總收入50萬(wàn)元。
光伏提水系統(tǒng)的建設(shè)增加水利設(shè)施,項(xiàng)目地積極主動(dòng)爭(zhēng)取,鄉(xiāng)、縣非常滿(mǎn)意,水利科技推廣效果非常好。
2)柔性水窖(PE塑料滾塑一次成型,直徑174 cm,總高227 cm,容積5 m3,2 700元/座),整體塑形,柔軟,可重復(fù)利用,不易開(kāi)裂,成本低；缺點(diǎn)是運(yùn)輸較麻煩,前期投入大,需要保證窖體的支撐度,上部覆土及周?chē)馏w疏松雨后沉降、壓縮,窖體存在塌陷的可能性,巖溶區(qū)沉沙池極易淤滿(mǎn),日常清淤工作量較大。
課題組在官脈地小流域建設(shè)18座柔性水窖,位于村東南面500 m處,環(huán)繞石漠低矮山丘,中部平緩,面積約13.33 hm2,無(wú)水源無(wú)灌溉設(shè)施,農(nóng)戶(hù)種植需人力畜力水車(chē)?yán)?大春作物為玉米、小春荒。坡腳地塊邊分散布置,僅保證保苗、施肥、打藥用水,沿山腳布置,灌溉受益面積6.33 hm2。分散式集蓄坡面雨水,減少?gòu)搅鳑_刷,節(jié)省人工勞力,小春原為撂荒,技術(shù)實(shí)施后開(kāi)始種植旱地作物。
高枧槽小流域建設(shè)30座,位于村莊東面400 m處,蘋(píng)果林,無(wú)水源無(wú)灌溉設(shè)施,需自行抽水或農(nóng)用車(chē)?yán)?～3個(gè)組合長(zhǎng)藤結(jié)瓜式路邊溝邊分散布置,灌溉受益面積約為9.67 hm2。分散式集蓄坡面雨水,減少?gòu)搅鳑_刷,長(zhǎng)藤結(jié)瓜式調(diào)節(jié)用水,每年節(jié)省水車(chē)柴油費(fèi)約2 000元及人工工時(shí)費(fèi)6 000元。
柔性水窖的建設(shè)增加了當(dāng)?shù)厮O(shè)施,建設(shè)地村小組好評(píng),水利科技推廣效果良好。
3)模塊化水柜(16塊聚丙烯改性塑料組裝成水柜,呈扁球形,容積為6 m3,最大球半徑1.29 m,上下半球均高1 m,容積為6 m3,在蓄水及調(diào)節(jié)用水的功能上與柔性水窖大同小異),模塊化組建,運(yùn)輸安裝方便,不開(kāi)裂,支撐度強(qiáng),調(diào)節(jié)人畜用水,缺點(diǎn)是前期購(gòu)買(mǎi)成本較柔性水窖高(4 800元/座),塑料塊之間的密封要定時(shí)檢查維護(hù)。模塊化水柜主要建設(shè)在官脈地小流域村小組房前屋后,部分置于坡改梯上方山腰坡耕地,無(wú)水源無(wú)灌溉設(shè)施。數(shù)量10座,8座布置于洞門(mén)前村內(nèi)調(diào)節(jié)人畜用水,2座建于勺達(dá)村山腰農(nóng)用地片區(qū),集蓄雨水,灌溉受益面積約為0.67 hm2。分散式儲(chǔ)水,調(diào)節(jié)干濕季人蓄用水,適地靈活安裝,較柔性水窖降低運(yùn)輸安裝成本每座約300元。模塊化水柜建設(shè)增加了當(dāng)?shù)厮O(shè)施,村委會(huì)好評(píng),積極主動(dòng)爭(zhēng)取,水利科技推廣效果好。
3.2 水資源高效利用技術(shù)應(yīng)用效益
在研究區(qū)推廣應(yīng)用節(jié)水補(bǔ)灌技術(shù),包括:覆蓋保墑(利用薄膜、可降解膜覆蓋減少水分流失)、低成本滲灌、滴灌、樁坑吊袋管引滴灌等水資源高效利用技術(shù)。經(jīng)調(diào)查核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與、受益農(nóng)戶(hù)滿(mǎn)意度、非受益農(nóng)戶(hù)意愿、投資成本、回報(bào)6個(gè)指標(biāo),參照評(píng)價(jià)指標(biāo)、分值及權(quán)重(表2),水資源高效利用技術(shù)應(yīng)用效益評(píng)價(jià)結(jié)果為:滴灌(7.65)＞覆蓋保墑(6.3)＞吊袋管引(5.4)＞低成本滲灌(5.2),量綱為1,見(jiàn)表3。
1)研究區(qū)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)均使用普通膜覆蓋保墑,降解速率低,普通膜焚燒污染嚴(yán)重。課題組在官脈地小流域種植示范基地鋪設(shè)0.13 hm2可降解膜(云南農(nóng)大技術(shù)支持)覆蓋保墑,此薄膜較普通薄膜覆蓋保墑作用相差不大,提高節(jié)約用水均為20% ～30%,可降解膜降解速率較大,同在玉米播種時(shí)覆膜,收獲玉米時(shí)課題組肉眼即可觀(guān)察到降解膜已經(jīng)碎裂成細(xì)小塊狀,輕拉即斷,此時(shí)的普通膜尚未成片,并具拉伸性,與使用普通膜膜成本產(chǎn)量相差不大,但可以增強(qiáng)官脈地小流域農(nóng)戶(hù)環(huán)保意識(shí)。
2)在高枧槽小流域建設(shè)1套滴灌系統(tǒng),現(xiàn)場(chǎng)情況為:蘋(píng)果經(jīng)果林,山頂方塘100 m3,電力抽機(jī)井地下水,人力皮管灌溉、人工施肥施藥。建設(shè)采用壓力補(bǔ)償式管道,5滴頭環(huán)繞式灌溉,加載加壓泵、施肥罐,滴灌面積3.33 hm2,與傳統(tǒng)的地面灌溉相比,在果樹(shù)生長(zhǎng)期有以下優(yōu)點(diǎn):采用管道輸水,灌水均勻,減少了滲漏和蒸發(fā)損失,2年生蘋(píng)果樹(shù)生長(zhǎng)期內(nèi),滴灌充分灌溉用水約為1 095 m3/hm2,管池結(jié)合地面灌溉用水2 175 m3/hm2,比地面灌省水49.7%；配套施肥罐使用,適時(shí)、適量的肥料隨水滴到果樹(shù)根系部位,無(wú)揮發(fā)、淋失,提高利用率22%；田間地?zé)o積水濕度小,不易滋生病蟲(chóng)害,省農(nóng)藥8%；地面灌時(shí),安裝軟管,拖動(dòng)、人力提抬水,勞動(dòng)強(qiáng)度大,采用滴灌后,只觀(guān)儀表、操作閥門(mén),勞動(dòng)強(qiáng)度輕,減少水流沖刷,土壤不板結(jié),減少土壤擾動(dòng),節(jié)省電費(fèi)1 500元/a、節(jié)省人工費(fèi)1萬(wàn)5 000元/a。缺點(diǎn)是前期投入大(2萬(wàn)7 000元/hm2),過(guò)濾、管道、閥門(mén)及滴頭需定期檢查維護(hù)。滴灌系統(tǒng)建設(shè)增加了當(dāng)?shù)厮O(shè)施,王家莊街道好評(píng),積極主動(dòng)爭(zhēng)取,水利科技推廣效果非常好,因植株尚小未掛果未進(jìn)行灌溉增產(chǎn)跟蹤。
3)在高枧槽小流域示范吊袋管引滴灌,現(xiàn)場(chǎng)情況為:蘋(píng)果經(jīng)果林,山頂方塘100 m3,蘋(píng)果植株旁不影響植株生長(zhǎng)的位置將帶節(jié)竹竿(此竹竿可做果樹(shù)支撐、拉枝等使用)經(jīng)擊打入土壤,購(gòu)置大樹(shù)營(yíng)養(yǎng)袋空袋500 mL規(guī)格,2元/個(gè),含有輸液管及調(diào)控閥,末端具2個(gè)尖分叉,蓄水后,將營(yíng)養(yǎng)袋掛在帶節(jié)竹竿上,將分叉分插在巨菌草根周,調(diào)節(jié)控制閥調(diào)節(jié)滴速,吊袋以高差壓滴在根周,示范面積0.13 hm2,一個(gè)生長(zhǎng)季可重復(fù)使用,也可持續(xù)灌溉施肥,使肥料充分吸收。示范區(qū)好評(píng),農(nóng)戶(hù)積極主動(dòng)爭(zhēng)取。
4)在官脈地小流域示范低成本滲灌技術(shù),采用自購(gòu)10號(hào)自封袋,0.4元/個(gè),蓄水1 000 mL,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)采用的是竹簽(筷子的1/4削尖)戳孔,在巨菌草植株周?chē)跍\坑,淺坑深約10 cm,自封袋蓄水后置于淺坑中,向著植株根部位置戳孔,自封袋以自壓滲出方式濕潤(rùn)巨菌草根周?chē)?示范面積0.13 hm2,可重復(fù)使用5～10次。此種低成本滲灌技術(shù)能夠減少軟管灌溉水流沖刷,持續(xù)灌溉,試驗(yàn)區(qū)好評(píng)。
表3 含設(shè)備的技術(shù)應(yīng)用評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.3 Evaluating results while applying the techniques with equipment
3.3 土壤改良技術(shù)試驗(yàn)效益
課題組在沾益區(qū)勺達(dá)村租用農(nóng)地示范種植,試驗(yàn)土壤改良技術(shù),采用以綠肥、農(nóng)家肥、打碎的秸稈作為土壤底肥,生物腐植酸Ⅱ型有機(jī)肥作苗肥,以生物黃腐酸 I型有機(jī)肥作為孕穗肥,設(shè)置對(duì)比試驗(yàn)[14],其他復(fù)合肥、有機(jī)肥、普鈣、尿素、磷肥等隨作物生長(zhǎng)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)種植玉米同時(shí)同量施用。玉米種為云瑞999,面積0.67 hm2(0.54 hm2土壤改良,0.13 hm2對(duì)比)、巨菌草(Pennisetum giganteumz.x.lin)面積0.33 hm2(0.20 hm2應(yīng)用土壤改良,0.13 hm2對(duì)比)。
通過(guò)一個(gè)生長(zhǎng)期的觀(guān)測(cè)試驗(yàn),植株性狀對(duì)比見(jiàn)表4、表5,經(jīng)過(guò)土壤改良后種植玉米、巨菌草植株更大,果實(shí)略多。本次土壤改良技術(shù)使得土壤化學(xué)成分均有不同程度的提升(圖3),土壤改良后的堿解氮比試驗(yàn)前提高了9.4%,全磷、全鉀和全氮分別增加8.43%、9.17%和19.41%,有機(jī)質(zhì)提高15.73%,玉米地堿解氮比改良前8.2%,速效磷和速效鉀分別提高9.47%和22.87%,全磷、全鉀和全氮分別增加15.36%、6.54%和22.84%,有機(jī)質(zhì)提高14.63%。地上生物量及產(chǎn)量均有提高(圖4),農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境得到改善,玉米產(chǎn)量較改良前增加8.82%,巨菌草收割增產(chǎn)17%。
表4 土壤改良后玉米植株性狀比較Tab.4 Comparison of corn plant characteristics after soil improvement
表5 土壤改良試驗(yàn)巨菌草植株性狀比較Tab.5 Comparison of Pennisetum giganteum z.x.lin plant characteristics after soil improvement
圖3 土壤改良后種植巨菌草與玉米土壤化學(xué)成分比較Fig.3 Comparison of soil chemical composition between planting Pennisetum giganteum z.x.lin and corn after soil improvement
圖4 土壤改良巨菌草與玉米產(chǎn)出比較Fig.4 Comparison of output of corn and Pennisetum giganteum z.x.lin after soil improvement
3.4 巨菌草種植示范效益
課題組在研究區(qū)推廣應(yīng)用太陽(yáng)能沼氣池技術(shù),引進(jìn)優(yōu)質(zhì)牧草巨菌草試驗(yàn)示范種植,以巨菌草喂食牲畜后殘?jiān)韬先诵蠹S便提供沼氣料,構(gòu)建了“巨菌草—養(yǎng)殖—沼”新生態(tài)產(chǎn)業(yè)模式,減少養(yǎng)殖業(yè)對(duì)封禁治理區(qū)域群落生態(tài)的破壞。
沾益區(qū)勺達(dá)村建設(shè)太陽(yáng)能沼氣池6座,朧胯居委會(huì)示范建設(shè)4座。農(nóng)村沼氣池大都采用常溫發(fā)酵,在30℃以下,最宜為15℃,推廣的沼氣池是建設(shè)沼氣池的同時(shí)搭載一個(gè)熱循環(huán)系統(tǒng),利用太陽(yáng)能集熱器轉(zhuǎn)化的熱能盤(pán)管供熱給沼液,不斷循環(huán),提高沼氣池冬、春季節(jié)發(fā)酵溫度,提高產(chǎn)氣率30% ～50%。
觀(guān)測(cè)生長(zhǎng)在同一塊地上的巨菌草和玉米,使用TDR100測(cè)定不同深度土壤含水量,對(duì)比情況見(jiàn)圖5,種植巨菌草比種植玉米土壤含水量高19%(3.8 cm)、48%(7.6 cm)、21%(12 cm)、5%(20 cm)。 觀(guān)測(cè)2015年、2016年當(dāng)?shù)赝瑫r(shí)期種植的烤煙、萬(wàn)壽菊、玉米、巨菌草草地的土壤含水量,對(duì)比情況見(jiàn)圖6。巨菌草草地土壤含水量比玉米、烤煙、萬(wàn)壽菊地高出48%、35%、22%,且因2016年是第2年示范種植,土壤含水量比2015年高15%以上。
巨菌草和玉米生長(zhǎng)速度相差不大,長(zhǎng)至株高1.5 m,巨菌草簇生為1叢,可齊根上5～10 cm收割1次,1個(gè)玉米生長(zhǎng)期內(nèi),巨菌草可收割3次。隨機(jī)采樣整顆植株,各取3個(gè)樣本,地上部分(玉米穗單獨(dú)稱(chēng)量)與地下部分(涮洗去泥沙)分別稱(chēng)干濕質(zhì)量。兩者的地上、地下生物量對(duì)比見(jiàn)圖7,巨菌草是根系分蘗生長(zhǎng)(1個(gè)生長(zhǎng)期分蘗10～25株),干、濕質(zhì)量顯著高于玉米根系,為玉米根質(zhì)量的7倍多,地上單株干質(zhì)量為253.07 g,玉米地上干質(zhì)量為745.34 g,單株的地上生物量雖比玉米稍低,整巨菌草地上生物量(干質(zhì)量)平均為4 264.22 g,巨菌草為2 000株/667 m2,玉米4 000株/667 m2,巨菌草飼草畝產(chǎn)量是玉米的8倍,以飼養(yǎng)200 kg牛犢10個(gè)月到600 kg出欄,成本2 000元/頭,毛質(zhì)量10元/kg,巨菌草飼養(yǎng)牛較玉米可增加24萬(wàn)元/hm2的經(jīng)濟(jì)收入。相同數(shù)量的玉米植株和巨菌草植株,牛羊較喜食巨菌草植株。玉米成熟期,植株是逐漸干枯的,巨菌草植株青青,冬春作為青飼牲畜尤其喜愛(ài)。冬季覆土保墑保根,來(lái)年繼續(xù)分蘗發(fā)芽,省去種植工序,節(jié)約成本。
分別隨機(jī)采取種植巨菌草和玉米的表層土壤,室內(nèi)測(cè)定土壤化學(xué)成分,種植巨菌草與玉米土壤化學(xué)成分對(duì)比見(jiàn)圖8,由圖可以看出種植2種作物對(duì)土壤化學(xué)成分影響不大。
圖5 種植巨菌草與玉米土壤水分對(duì)比情況Fig.5 Comparison of soil moisture while planting Pennisetum giganteum z.x.lin and corn
圖6 當(dāng)?shù)刂饕魑锿寥浪謱?duì)比情況Fig.6 Comparison of soil moisture while planting local crops
4 結(jié)論與展望
1)在官脈地、高枧槽小流域推廣應(yīng)用光伏提水技術(shù)、柔性水窖技術(shù)、模塊化水柜技術(shù)等,將隨機(jī)的水資源(河流、箐溝、機(jī)井等分散式水源,雨水、坡面水的集蓄),轉(zhuǎn)化為隨需供應(yīng)的窖池柜水等形態(tài)的水,充分開(kāi)發(fā)可利用的水資源；推廣應(yīng)用覆蓋保墑、滴灌技術(shù)、低成本滴灌滲灌技術(shù)等,經(jīng)營(yíng)土壤水庫(kù),提高土壤水分供應(yīng)能力,提高水資源利用效率；解決水資源供應(yīng)時(shí)空分布差異巖溶區(qū)季節(jié)性干旱的問(wèn)題。建議加大光伏提水技術(shù)、柔性水窖技術(shù)、模塊化水柜技術(shù)在巖溶區(qū)推廣應(yīng)用,考慮農(nóng)村飲水安全,增加水凈化處理設(shè)備,人飲灌溉綜合使用；加強(qiáng)柔性水窖、模塊化水柜適地就地勢(shì)靈活安裝,減少施工成本,加強(qiáng)水窖水柜的串、并聯(lián)應(yīng)用調(diào)節(jié)用水。
圖7 巨菌草與玉米地上、地下生物量對(duì)比情況Fig.7 Comparison of aboveground and underground biomass while Pennisetum giganteum z.x.lin and corn
圖8 種植巨菌草與玉米土壤化學(xué)成分對(duì)比情況Fig.8 Comparison of soil chemical composition while planting Pennisetum giganteum z.x.lin and corn
2)巨菌草的種植示范,土壤含水量、飼草產(chǎn)量較傳統(tǒng)作物玉米高,對(duì)土壤的化學(xué)成分影響不大,在巖溶區(qū)特別擴(kuò)大畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)地區(qū)極具推廣價(jià)值。巨菌草根系盤(pán)錯(cuò)復(fù)雜龐大,可進(jìn)一步加深研究其固土保土、減少水土流失的作用,探索其作為生物籬的適宜性,研究爬根型菌草的護(hù)坡作用。
3)采用以綠肥、農(nóng)家肥、打碎的秸稈等作為土壤底肥,腐植酸Ⅱ型有機(jī)肥作苗肥,以黃腐酸I型有機(jī)肥作為孕穗肥,改良土壤試驗(yàn)效果良好,土壤化學(xué)成分含量均有提高,地上生物量和產(chǎn)量均有增加,本文試驗(yàn)了1種改良土壤技術(shù),可做更多對(duì)比處理,比如撂荒、不施用任何肥料種植、施用改良土壤的有機(jī)肥不施用化肥等,還可探討更多樣的土壤改良技術(shù),開(kāi)展比選試驗(yàn)。
4)本文研究的技術(shù)推廣是結(jié)合巖溶區(qū)小流域現(xiàn)有項(xiàng)目,措施之間較分散,建議幾項(xiàng)措施集中布置建立長(zhǎng)久性試驗(yàn)示范基地,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)集成后的綜合生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。
5)巖溶區(qū)水土保持綜合治理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。本文實(shí)踐總結(jié)得出以水資源(降雨、徑流、土壤水)開(kāi)發(fā)利用技術(shù)為主的工程措施,植物(巨菌草引種)、土壤與耕作技術(shù)優(yōu)化組合,開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能與沼氣能,各技術(shù)之間合理配置互相協(xié)調(diào),逐漸調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),形成了適宜云南解決巖溶區(qū)季節(jié)性干旱缺水、土壤貧瘠、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力低、經(jīng)濟(jì)水平較低等問(wèn)題的綜合治理體系。
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李海燕，丁劍宏，柏 勇，吳 昊，張 鳳
(1.云南省水利水電科學(xué)研究院,650228,昆明；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué),650201,昆明；3.云南省地圖院,650034,昆明)
對(duì)巖溶石漠化問(wèn)題的認(rèn)識(shí)起源于我國(guó)明朝徐霞客時(shí)代[1],1966年在廣西桂林召開(kāi)的中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)全國(guó)巖溶(喀斯特)學(xué)術(shù)會(huì)議建議使用“巖溶(喀斯特)”這一術(shù)語(yǔ)[2],隨著巖溶學(xué)科的發(fā)展和對(duì)巖溶環(huán)境脆弱性認(rèn)識(shí)的不斷深入,研究者對(duì)喀斯特石漠化有了較為清晰的認(rèn)識(shí)[3-4]。2007年4月,國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)組織編制了《巖溶地區(qū)石漠化綜合治理規(guī)劃大綱(2006—2015)》,論述了巖溶石漠化的區(qū)域性、巖溶石漠化影響因素等[5]。目前研究主要集中在驅(qū)動(dòng)因子分析、危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)、演化與治理、防治與恢復(fù)重建技術(shù)、石漠化理論研究現(xiàn)狀、巖性與石漠化土地的空間相關(guān)性、巖溶區(qū)植被結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面[6- 7]。
巖溶區(qū)干旱缺水,土層淺薄貧瘠,嚴(yán)重制約著區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。在《巖溶地區(qū)石漠化綜合治理規(guī)劃大綱(2006—2015)》《滇桂黔石漠化片區(qū)區(qū)域發(fā)展與扶貧攻堅(jiān)規(guī)劃(2011—2020年)》等政策和項(xiàng)目的支持下,我國(guó)推廣應(yīng)用了一系列水土流失治理技術(shù),但存在措施相對(duì)單一、各項(xiàng)措施優(yōu)化配置程度不夠、后期應(yīng)用管護(hù)停滯等問(wèn)題。
云南省石漠化面積達(dá)3萬(wàn)4 772.76 km2,占土地總面積的8.8%,占巖溶面積的31.36%,占西南巖溶石山地區(qū)石漠化面積的27%,尤以文山、曲靖及紅河等3個(gè)地州(市)最為嚴(yán)重[8]。筆者在云南省64個(gè)高巖溶縣中,選擇同處于曲靖市相鄰的2個(gè)縣(區(qū))沾益區(qū)和馬龍縣,以沾益區(qū)的官脈地小流域和馬龍縣的高枧槽小流域?yàn)榧夹g(shù)應(yīng)用研究區(qū),推廣應(yīng)用水土保持綜合治理技術(shù),并研究其效益。
1 研究區(qū)概況
官脈地小流域位于曲靖市沾益區(qū)西白水鎮(zhèn)境內(nèi)(圖 1 偏北綠點(diǎn),E104°5′43″,N25°43′43″),距城中心約48 km。小流域具有典型高原中山地貌特征,巖溶發(fā)育,地勢(shì)西高東低。海拔在2 010～2 228 m之間,相對(duì)高差218 m,屬斷陷盆地區(qū)[9],土壤主要為紅壤,平均土層厚度為40 cm,植被以針葉林、針闊混交林、灌木林為主,經(jīng)果林樹(shù)種為山核桃。總?cè)丝? 897人,人口密度91人/km2,人口自然增長(zhǎng)率9‰,人均年收入7 827元。
高枧槽小流域位于曲靖市馬龍縣西王家莊街道境內(nèi)(圖 1 偏南綠點(diǎn),E103°29′31″,N25°27′49″),距縣城約20 km。小流域無(wú)大型壩子,多山谷河槽,整體形狀不規(guī)則,四周高,中間低,具有典型高原山地為主、山壩相間、河谷深切的地貌特征。海拔在1 950～2 140 m之間,相對(duì)高差為190 m,屬斷陷盆地區(qū),土壤主要為紅壤,平均土層厚度為25 cm,植被為北亞熱帶溫帶針闊葉混交林,天然植被主要樹(shù)種有云南松、墨西哥柏、櫟類(lèi)等,經(jīng)果林樹(shù)種為嘎啦蘋(píng)果。總?cè)丝? 708人,人口密度79人/km2,人口自然增長(zhǎng)率7.0‰,人均年收入6 034元。
圖1 研究區(qū)位置圖Fig.1 Location map of the studied area
官脈地、高枧槽小流域降雨豐沛集中,依據(jù)沾益區(qū)氣象站和白水鎮(zhèn)勺達(dá)村水土保持監(jiān)測(cè)氣象站、馬龍縣氣象站數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全年降水量在910～1 100 mm,集中在雨季(5—11月)；干濕季節(jié)分明,7—8月徑流量較大,干季(12月—翌年4月),作物需水高峰少雨缺水；珠江水系南盤(pán)江支流紅巖河流經(jīng)官脈地小流域北方,區(qū)內(nèi)無(wú)法利用河流水資源；金沙江支流馬龍河穿過(guò)高枧槽小流域,干季缺水嚴(yán)重可利用技術(shù)抽馬龍河水進(jìn)行補(bǔ)充。小流域日照時(shí)間超過(guò)2 000 h,年輻射量在二類(lèi)地區(qū)資源較富帶,為5 400～6 700 MJ/m2(國(guó)家氣象局風(fēng)能太陽(yáng)能評(píng)估中心劃分標(biāo)準(zhǔn))。石漠化廣泛發(fā)生在小流域盆地邊緣、分水嶺地帶,官脈地小流域處于重度石漠化區(qū),高枧槽小流域處于中度石漠化區(qū)。
水土流失類(lèi)型均以輕中度水力侵蝕為主,土壤侵蝕形式主要為面蝕、溝蝕,以面蝕發(fā)生范圍最廣。按照流域平均土壤化學(xué)性質(zhì)推算,研究區(qū)內(nèi)每年流失土壤有機(jī)質(zhì)1 928 t,全氮75.83 t,全磷38.20 t,水土流失嚴(yán)重(表1)。
表1 研究區(qū)水土流失面積Tab.1 Area of soil erosion and water loss in the studied area
2 推廣內(nèi)容及其效益評(píng)價(jià)方法
官脈地、高枧槽小流域季節(jié)性干旱缺水,水源滲漏,地表水缺乏,汛期雖為灌溉提供了充足的水源,但沒(méi)有骨干攔蓄工程和水利灌溉設(shè)施,徑流流失,利用率低；土壤貧瘠易流/漏失；林草覆蓋率低；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力低,人口密度大,經(jīng)濟(jì)水平較低；水土保持意識(shí)差等,這些都是造成石漠化程度高、水土流失/水土漏失嚴(yán)重的關(guān)鍵問(wèn)題。
在已實(shí)施坡改梯工程配套道路、坡面水系、經(jīng)果林等措施的基礎(chǔ)上,優(yōu)化配置,推廣應(yīng)用光伏提水(搭配蓄水池+水窖/灌樁)、柔性水窖、模塊化水柜工程,增加水利設(shè)施,攔蓄及開(kāi)發(fā)水資源,增加水資源利用率；建設(shè)滴灌系統(tǒng)、開(kāi)展降低植物蒸騰與土壤水分蒸發(fā)的措施試驗(yàn),提高水分利用效率；試驗(yàn)土壤改良技術(shù)；引進(jìn)優(yōu)質(zhì)牧草巨菌草,栽種示范,以求發(fā)展畜牧業(yè)；增加農(nóng)民收入的同時(shí)增加林草覆蓋率,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),綜合治理減輕區(qū)內(nèi)石漠化程度和水土流失。本文主要研究:1)水資源優(yōu)化配置技術(shù)應(yīng)用效益；2)水資源高效利用技術(shù)應(yīng)用效益；3)巨菌草種植示范效益；4)土壤改良技術(shù)試驗(yàn)效益。詳細(xì)推廣示范內(nèi)容如圖2所示。
對(duì)效益的評(píng)價(jià)方法很多,如模糊綜合法、TOPSIS法、可能滿(mǎn)意度法、層次分析法等[12-13],本文效益評(píng)價(jià)分為2類(lèi)。
1)針對(duì)含設(shè)施安裝的推廣技術(shù)采用核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與、受益農(nóng)戶(hù)滿(mǎn)意度、非受益農(nóng)戶(hù)意愿、投資成本、回報(bào)(節(jié)省勞務(wù)及費(fèi)用)6個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)示范技術(shù)的效益。
核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與2個(gè)指標(biāo),由項(xiàng)目組成員、供應(yīng)商技術(shù)施工人員、當(dāng)?shù)厮畡?wù)局項(xiàng)目聯(lián)絡(luò)人共15人,對(duì)選點(diǎn)、協(xié)商、采購(gòu)、安裝、管護(hù)等整個(gè)過(guò)程中當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)的積極性做主觀(guān)評(píng)價(jià),取均值。
選擇15個(gè)推廣技術(shù)受益村民進(jìn)行調(diào)查,包括農(nóng)戶(hù)家庭的項(xiàng)目參與、推廣技術(shù)滿(mǎn)意度及優(yōu)缺點(diǎn)、管護(hù)成本等情況,對(duì)技術(shù)實(shí)施滿(mǎn)意度打分,取均值。
圖2 推廣示范內(nèi)容Fig.2 Demonstration content
在示范技術(shù)集中的勺達(dá)村、打板箐村、落水洞村、莊郎村、下伊堡村隨機(jī)選取非受益農(nóng)戶(hù)進(jìn)行意愿訪(fǎng)談,發(fā)放問(wèn)卷20份/村,共100份,石漠化推廣技術(shù)評(píng)價(jià)及意愿(是否愿意自己承擔(dān)投入成本),取均值。
考慮到核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與、非受益農(nóng)戶(hù)意愿為間接評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù),從側(cè)面反映技術(shù)的實(shí)施難度和農(nóng)戶(hù)接受程度,權(quán)重取0.10,受益農(nóng)戶(hù)滿(mǎn)意度、回報(bào)(節(jié)省勞務(wù)及費(fèi)用)可直接評(píng)價(jià)技術(shù)的優(yōu)劣,權(quán)重取0.25。投資成本包括先期設(shè)備購(gòu)買(mǎi)及后期管護(hù)費(fèi)用等,計(jì)算取值,投資成本越大,農(nóng)戶(hù)自主選擇性越低,然而考慮到有項(xiàng)目支撐、政府投資的可能性,權(quán)重取0.20(表2)。
表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)、分值及權(quán)重Tab.2 Evaluation index,score and weight
2)針對(duì)巨菌草種植、土壤改良技術(shù)示范效益評(píng)價(jià),采用技術(shù)實(shí)施前后的試驗(yàn)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析。租用勺達(dá)村小組農(nóng)戶(hù)集中地塊開(kāi)展種植示范,玉米品種為云瑞999,采用起壟覆膜凹塘濕播種植,示范面積0.67 hm2(0.13 hm2不應(yīng)用土壤改良技術(shù)),分大小行種植,大行距80 cm,小行距40 cm,株距25 cm,每塘播種2粒,留1株；飼草引種巨菌草,采用條栽法種植,含2個(gè)芽孢的巨菌草枝條(長(zhǎng)約20 cm)平放溝內(nèi),覆土種植,行距80 cm,枝條距20 cm,種植示范面積為0.33 hm2(0.13 hm2不應(yīng)用土壤改良技術(shù))。試驗(yàn)觀(guān)測(cè)指標(biāo):地上生物量,葉片長(zhǎng)度；保土狀況指標(biāo):根系形態(tài)、生物量；保水狀況指標(biāo),土壤水分；土壤理化指標(biāo):pH、有機(jī)質(zhì)、土壤堿解氮、速效磷、速效鉀、全磷、全氮、全鉀等。
3 推廣效益
3.1 水資源優(yōu)化配置技術(shù)應(yīng)用效益
在研究區(qū)推廣應(yīng)用光伏提水技術(shù),小區(qū)域柔性水窖的長(zhǎng)藤結(jié)瓜,村莊內(nèi)模塊化水柜人蓄灌溉綜合調(diào)節(jié)等水資源優(yōu)化配置技術(shù)。經(jīng)調(diào)查核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與、受益農(nóng)戶(hù)滿(mǎn)意度、非受益農(nóng)戶(hù)意愿、投資成本、回報(bào)6個(gè)指標(biāo),參照評(píng)價(jià)指標(biāo)、分值及權(quán)重(表2),由項(xiàng)目組成員、供應(yīng)商技術(shù)施工人員、當(dāng)?shù)厮畡?wù)局項(xiàng)目聯(lián)絡(luò)人共15人對(duì)核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與2個(gè)指標(biāo)打分取均值,15個(gè)推廣技術(shù)受益村民對(duì)受益農(nóng)戶(hù)滿(mǎn)意度指標(biāo)打分取均值,發(fā)放非受益農(nóng)戶(hù)意愿問(wèn)卷20份/村,共100份,官脈地小流域共發(fā)放問(wèn)卷40份,實(shí)際收回34份,反饋率為85%,有效率為100%(有效性判定標(biāo)準(zhǔn):該份問(wèn)卷所有有效答題數(shù)≥總題數(shù)的2/3)；高枧槽小流域共發(fā)放問(wèn)卷60份,實(shí)際收回46份,反饋率約為77%,有效率為100%,問(wèn)卷取均值,投資成本依據(jù)采購(gòu)金額直接打分,回報(bào)根據(jù)節(jié)省勞力、電費(fèi)、柴油費(fèi)等折算人民幣打分,加權(quán)平均后水資源優(yōu)化配置技術(shù)應(yīng)用效益評(píng)價(jià)結(jié)果為:光伏提水(7.8)＞模塊化水柜(6.9)＞柔性水窖(6.15),量綱為1,見(jiàn)表3。從供水量來(lái)比較,光伏提水(晴天隔一天抽滿(mǎn)50 m3)＞模塊化水柜(自來(lái)水2天蓄滿(mǎn)或雨水復(fù)蓄系數(shù)取1.5,一個(gè)雨季蓄水9 m3)＞柔性水窖(復(fù)蓄系數(shù)取1.5,一個(gè)雨季蓄水7.5 m3),詳細(xì)情況如下。
1)光伏提水技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,供給水泵,由水泵將水提至需水地點(diǎn),根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)建設(shè)不同類(lèi)型區(qū)人飲灌溉的提水站,適用范圍廣,投入產(chǎn)出比高,無(wú)污染,零排放,就地實(shí)施,自給自足,一次投資,長(zhǎng)期使用；缺點(diǎn)是實(shí)施地需具備充足水源,前期投入最大(供村使用每套10萬(wàn)元以上),日常用電、光伏板維護(hù)需細(xì)致,每年投入運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)用約2 000元/a。
課題組在官脈地小流域建設(shè)1套光伏提水系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)情況:山頂200 m3高位水池,水源為村入口機(jī)井40 m地下水,距機(jī)井口100 m處建50 m3調(diào)節(jié)水池,調(diào)節(jié)池至高位水池海拔差112 m,為電能抽水。建設(shè)采取二級(jí)提水方式,從深井到地面水池,揚(yáng)程為53 m,從地面水池提至山頂水池200 m3,揚(yáng)程為130 m。日平均出水量為60 m3,結(jié)合原有管道、水池及灌樁,灌溉受益面積可達(dá)16.67 hm2。利用太陽(yáng)能提水,每年節(jié)約用電約700度,減少燃煤280 kg標(biāo)準(zhǔn)煤,減少污染排放190 kg粉塵,減排678 kg CO2。節(jié)省電費(fèi)3 500元/a、節(jié)省人工費(fèi)為7月×15天抽水/月×0.5天人工×80元/工=4 200元/a。
高枧槽小流域建設(shè)1套光伏提水系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)情況:山頂100 m3高位水池,山腰分布4個(gè)100 m3水池,25座硬性水窖,40 hm2耕地全部改梯,水源原取自山箐水,全年作物以玉米為主。建設(shè)采取一級(jí)提水方式,河邊取水口提河水至高位水池?fù)P程109 m,流量為90 m3,結(jié)合新建蓄水池及水窖,灌溉受益面積可達(dá)26.67 hm2。利用太陽(yáng)能提水,每年由原來(lái)的水車(chē)?yán)臑樽粤鬈浌芄喔?建成后減少燃燒柴油約3 000 L,節(jié)省水車(chē)柴油費(fèi)約1萬(wàn)8 000元,減排47.4億L CO2,現(xiàn)大春已由原來(lái)的玉米全部種植烤煙,年均增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)經(jīng)濟(jì)總收入50萬(wàn)元。
光伏提水系統(tǒng)的建設(shè)增加水利設(shè)施,項(xiàng)目地積極主動(dòng)爭(zhēng)取,鄉(xiāng)、縣非常滿(mǎn)意,水利科技推廣效果非常好。
2)柔性水窖(PE塑料滾塑一次成型,直徑174 cm,總高227 cm,容積5 m3,2 700元/座),整體塑形,柔軟,可重復(fù)利用,不易開(kāi)裂,成本低；缺點(diǎn)是運(yùn)輸較麻煩,前期投入大,需要保證窖體的支撐度,上部覆土及周?chē)馏w疏松雨后沉降、壓縮,窖體存在塌陷的可能性,巖溶區(qū)沉沙池極易淤滿(mǎn),日常清淤工作量較大。
課題組在官脈地小流域建設(shè)18座柔性水窖,位于村東南面500 m處,環(huán)繞石漠低矮山丘,中部平緩,面積約13.33 hm2,無(wú)水源無(wú)灌溉設(shè)施,農(nóng)戶(hù)種植需人力畜力水車(chē)?yán)?大春作物為玉米、小春荒。坡腳地塊邊分散布置,僅保證保苗、施肥、打藥用水,沿山腳布置,灌溉受益面積6.33 hm2。分散式集蓄坡面雨水,減少?gòu)搅鳑_刷,節(jié)省人工勞力,小春原為撂荒,技術(shù)實(shí)施后開(kāi)始種植旱地作物。
高枧槽小流域建設(shè)30座,位于村莊東面400 m處,蘋(píng)果林,無(wú)水源無(wú)灌溉設(shè)施,需自行抽水或農(nóng)用車(chē)?yán)?～3個(gè)組合長(zhǎng)藤結(jié)瓜式路邊溝邊分散布置,灌溉受益面積約為9.67 hm2。分散式集蓄坡面雨水,減少?gòu)搅鳑_刷,長(zhǎng)藤結(jié)瓜式調(diào)節(jié)用水,每年節(jié)省水車(chē)柴油費(fèi)約2 000元及人工工時(shí)費(fèi)6 000元。
柔性水窖的建設(shè)增加了當(dāng)?shù)厮O(shè)施,建設(shè)地村小組好評(píng),水利科技推廣效果良好。
3)模塊化水柜(16塊聚丙烯改性塑料組裝成水柜,呈扁球形,容積為6 m3,最大球半徑1.29 m,上下半球均高1 m,容積為6 m3,在蓄水及調(diào)節(jié)用水的功能上與柔性水窖大同小異),模塊化組建,運(yùn)輸安裝方便,不開(kāi)裂,支撐度強(qiáng),調(diào)節(jié)人畜用水,缺點(diǎn)是前期購(gòu)買(mǎi)成本較柔性水窖高(4 800元/座),塑料塊之間的密封要定時(shí)檢查維護(hù)。模塊化水柜主要建設(shè)在官脈地小流域村小組房前屋后,部分置于坡改梯上方山腰坡耕地,無(wú)水源無(wú)灌溉設(shè)施。數(shù)量10座,8座布置于洞門(mén)前村內(nèi)調(diào)節(jié)人畜用水,2座建于勺達(dá)村山腰農(nóng)用地片區(qū),集蓄雨水,灌溉受益面積約為0.67 hm2。分散式儲(chǔ)水,調(diào)節(jié)干濕季人蓄用水,適地靈活安裝,較柔性水窖降低運(yùn)輸安裝成本每座約300元。模塊化水柜建設(shè)增加了當(dāng)?shù)厮O(shè)施,村委會(huì)好評(píng),積極主動(dòng)爭(zhēng)取,水利科技推廣效果好。
3.2 水資源高效利用技術(shù)應(yīng)用效益
在研究區(qū)推廣應(yīng)用節(jié)水補(bǔ)灌技術(shù),包括:覆蓋保墑(利用薄膜、可降解膜覆蓋減少水分流失)、低成本滲灌、滴灌、樁坑吊袋管引滴灌等水資源高效利用技術(shù)。經(jīng)調(diào)查核心區(qū)前期爭(zhēng)取、農(nóng)戶(hù)參與、受益農(nóng)戶(hù)滿(mǎn)意度、非受益農(nóng)戶(hù)意愿、投資成本、回報(bào)6個(gè)指標(biāo),參照評(píng)價(jià)指標(biāo)、分值及權(quán)重(表2),水資源高效利用技術(shù)應(yīng)用效益評(píng)價(jià)結(jié)果為:滴灌(7.65)＞覆蓋保墑(6.3)＞吊袋管引(5.4)＞低成本滲灌(5.2),量綱為1,見(jiàn)表3。
1)研究區(qū)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)均使用普通膜覆蓋保墑,降解速率低,普通膜焚燒污染嚴(yán)重。課題組在官脈地小流域種植示范基地鋪設(shè)0.13 hm2可降解膜(云南農(nóng)大技術(shù)支持)覆蓋保墑,此薄膜較普通薄膜覆蓋保墑作用相差不大,提高節(jié)約用水均為20% ～30%,可降解膜降解速率較大,同在玉米播種時(shí)覆膜,收獲玉米時(shí)課題組肉眼即可觀(guān)察到降解膜已經(jīng)碎裂成細(xì)小塊狀,輕拉即斷,此時(shí)的普通膜尚未成片,并具拉伸性,與使用普通膜膜成本產(chǎn)量相差不大,但可以增強(qiáng)官脈地小流域農(nóng)戶(hù)環(huán)保意識(shí)。
2)在高枧槽小流域建設(shè)1套滴灌系統(tǒng),現(xiàn)場(chǎng)情況為:蘋(píng)果經(jīng)果林,山頂方塘100 m3,電力抽機(jī)井地下水,人力皮管灌溉、人工施肥施藥。建設(shè)采用壓力補(bǔ)償式管道,5滴頭環(huán)繞式灌溉,加載加壓泵、施肥罐,滴灌面積3.33 hm2,與傳統(tǒng)的地面灌溉相比,在果樹(shù)生長(zhǎng)期有以下優(yōu)點(diǎn):采用管道輸水,灌水均勻,減少了滲漏和蒸發(fā)損失,2年生蘋(píng)果樹(shù)生長(zhǎng)期內(nèi),滴灌充分灌溉用水約為1 095 m3/hm2,管池結(jié)合地面灌溉用水2 175 m3/hm2,比地面灌省水49.7%；配套施肥罐使用,適時(shí)、適量的肥料隨水滴到果樹(shù)根系部位,無(wú)揮發(fā)、淋失,提高利用率22%；田間地?zé)o積水濕度小,不易滋生病蟲(chóng)害,省農(nóng)藥8%；地面灌時(shí),安裝軟管,拖動(dòng)、人力提抬水,勞動(dòng)強(qiáng)度大,采用滴灌后,只觀(guān)儀表、操作閥門(mén),勞動(dòng)強(qiáng)度輕,減少水流沖刷,土壤不板結(jié),減少土壤擾動(dòng),節(jié)省電費(fèi)1 500元/a、節(jié)省人工費(fèi)1萬(wàn)5 000元/a。缺點(diǎn)是前期投入大(2萬(wàn)7 000元/hm2),過(guò)濾、管道、閥門(mén)及滴頭需定期檢查維護(hù)。滴灌系統(tǒng)建設(shè)增加了當(dāng)?shù)厮O(shè)施,王家莊街道好評(píng),積極主動(dòng)爭(zhēng)取,水利科技推廣效果非常好,因植株尚小未掛果未進(jìn)行灌溉增產(chǎn)跟蹤。
3)在高枧槽小流域示范吊袋管引滴灌,現(xiàn)場(chǎng)情況為:蘋(píng)果經(jīng)果林,山頂方塘100 m3,蘋(píng)果植株旁不影響植株生長(zhǎng)的位置將帶節(jié)竹竿(此竹竿可做果樹(shù)支撐、拉枝等使用)經(jīng)擊打入土壤,購(gòu)置大樹(shù)營(yíng)養(yǎng)袋空袋500 mL規(guī)格,2元/個(gè),含有輸液管及調(diào)控閥,末端具2個(gè)尖分叉,蓄水后,將營(yíng)養(yǎng)袋掛在帶節(jié)竹竿上,將分叉分插在巨菌草根周,調(diào)節(jié)控制閥調(diào)節(jié)滴速,吊袋以高差壓滴在根周,示范面積0.13 hm2,一個(gè)生長(zhǎng)季可重復(fù)使用,也可持續(xù)灌溉施肥,使肥料充分吸收。示范區(qū)好評(píng),農(nóng)戶(hù)積極主動(dòng)爭(zhēng)取。
4)在官脈地小流域示范低成本滲灌技術(shù),采用自購(gòu)10號(hào)自封袋,0.4元/個(gè),蓄水1 000 mL,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)采用的是竹簽(筷子的1/4削尖)戳孔,在巨菌草植株周?chē)跍\坑,淺坑深約10 cm,自封袋蓄水后置于淺坑中,向著植株根部位置戳孔,自封袋以自壓滲出方式濕潤(rùn)巨菌草根周?chē)?示范面積0.13 hm2,可重復(fù)使用5～10次。此種低成本滲灌技術(shù)能夠減少軟管灌溉水流沖刷,持續(xù)灌溉,試驗(yàn)區(qū)好評(píng)。
表3 含設(shè)備的技術(shù)應(yīng)用評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.3 Evaluating results while applying the techniques with equipment
3.3 土壤改良技術(shù)試驗(yàn)效益
課題組在沾益區(qū)勺達(dá)村租用農(nóng)地示范種植,試驗(yàn)土壤改良技術(shù),采用以綠肥、農(nóng)家肥、打碎的秸稈作為土壤底肥,生物腐植酸Ⅱ型有機(jī)肥作苗肥,以生物黃腐酸 I型有機(jī)肥作為孕穗肥,設(shè)置對(duì)比試驗(yàn)[14],其他復(fù)合肥、有機(jī)肥、普鈣、尿素、磷肥等隨作物生長(zhǎng)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)種植玉米同時(shí)同量施用。玉米種為云瑞999,面積0.67 hm2(0.54 hm2土壤改良,0.13 hm2對(duì)比)、巨菌草(Pennisetum giganteumz.x.lin)面積0.33 hm2(0.20 hm2應(yīng)用土壤改良,0.13 hm2對(duì)比)。
通過(guò)一個(gè)生長(zhǎng)期的觀(guān)測(cè)試驗(yàn),植株性狀對(duì)比見(jiàn)表4、表5,經(jīng)過(guò)土壤改良后種植玉米、巨菌草植株更大,果實(shí)略多。本次土壤改良技術(shù)使得土壤化學(xué)成分均有不同程度的提升(圖3),土壤改良后的堿解氮比試驗(yàn)前提高了9.4%,全磷、全鉀和全氮分別增加8.43%、9.17%和19.41%,有機(jī)質(zhì)提高15.73%,玉米地堿解氮比改良前8.2%,速效磷和速效鉀分別提高9.47%和22.87%,全磷、全鉀和全氮分別增加15.36%、6.54%和22.84%,有機(jī)質(zhì)提高14.63%。地上生物量及產(chǎn)量均有提高(圖4),農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境得到改善,玉米產(chǎn)量較改良前增加8.82%,巨菌草收割增產(chǎn)17%。
表4 土壤改良后玉米植株性狀比較Tab.4 Comparison of corn plant characteristics after soil improvement
表5 土壤改良試驗(yàn)巨菌草植株性狀比較Tab.5 Comparison of Pennisetum giganteum z.x.lin plant characteristics after soil improvement
圖3 土壤改良后種植巨菌草與玉米土壤化學(xué)成分比較Fig.3 Comparison of soil chemical composition between planting Pennisetum giganteum z.x.lin and corn after soil improvement
圖4 土壤改良巨菌草與玉米產(chǎn)出比較Fig.4 Comparison of output of corn and Pennisetum giganteum z.x.lin after soil improvement
3.4 巨菌草種植示范效益
課題組在研究區(qū)推廣應(yīng)用太陽(yáng)能沼氣池技術(shù),引進(jìn)優(yōu)質(zhì)牧草巨菌草試驗(yàn)示范種植,以巨菌草喂食牲畜后殘?jiān)韬先诵蠹S便提供沼氣料,構(gòu)建了“巨菌草—養(yǎng)殖—沼”新生態(tài)產(chǎn)業(yè)模式,減少養(yǎng)殖業(yè)對(duì)封禁治理區(qū)域群落生態(tài)的破壞。
沾益區(qū)勺達(dá)村建設(shè)太陽(yáng)能沼氣池6座,朧胯居委會(huì)示范建設(shè)4座。農(nóng)村沼氣池大都采用常溫發(fā)酵,在30℃以下,最宜為15℃,推廣的沼氣池是建設(shè)沼氣池的同時(shí)搭載一個(gè)熱循環(huán)系統(tǒng),利用太陽(yáng)能集熱器轉(zhuǎn)化的熱能盤(pán)管供熱給沼液,不斷循環(huán),提高沼氣池冬、春季節(jié)發(fā)酵溫度,提高產(chǎn)氣率30% ～50%。
觀(guān)測(cè)生長(zhǎng)在同一塊地上的巨菌草和玉米,使用TDR100測(cè)定不同深度土壤含水量,對(duì)比情況見(jiàn)圖5,種植巨菌草比種植玉米土壤含水量高19%(3.8 cm)、48%(7.6 cm)、21%(12 cm)、5%(20 cm)。 觀(guān)測(cè)2015年、2016年當(dāng)?shù)赝瑫r(shí)期種植的烤煙、萬(wàn)壽菊、玉米、巨菌草草地的土壤含水量,對(duì)比情況見(jiàn)圖6。巨菌草草地土壤含水量比玉米、烤煙、萬(wàn)壽菊地高出48%、35%、22%,且因2016年是第2年示范種植,土壤含水量比2015年高15%以上。
巨菌草和玉米生長(zhǎng)速度相差不大,長(zhǎng)至株高1.5 m,巨菌草簇生為1叢,可齊根上5～10 cm收割1次,1個(gè)玉米生長(zhǎng)期內(nèi),巨菌草可收割3次。隨機(jī)采樣整顆植株,各取3個(gè)樣本,地上部分(玉米穗單獨(dú)稱(chēng)量)與地下部分(涮洗去泥沙)分別稱(chēng)干濕質(zhì)量。兩者的地上、地下生物量對(duì)比見(jiàn)圖7,巨菌草是根系分蘗生長(zhǎng)(1個(gè)生長(zhǎng)期分蘗10～25株),干、濕質(zhì)量顯著高于玉米根系,為玉米根質(zhì)量的7倍多,地上單株干質(zhì)量為253.07 g,玉米地上干質(zhì)量為745.34 g,單株的地上生物量雖比玉米稍低,整巨菌草地上生物量(干質(zhì)量)平均為4 264.22 g,巨菌草為2 000株/667 m2,玉米4 000株/667 m2,巨菌草飼草畝產(chǎn)量是玉米的8倍,以飼養(yǎng)200 kg牛犢10個(gè)月到600 kg出欄,成本2 000元/頭,毛質(zhì)量10元/kg,巨菌草飼養(yǎng)牛較玉米可增加24萬(wàn)元/hm2的經(jīng)濟(jì)收入。相同數(shù)量的玉米植株和巨菌草植株,牛羊較喜食巨菌草植株。玉米成熟期,植株是逐漸干枯的,巨菌草植株青青,冬春作為青飼牲畜尤其喜愛(ài)。冬季覆土保墑保根,來(lái)年繼續(xù)分蘗發(fā)芽,省去種植工序,節(jié)約成本。
分別隨機(jī)采取種植巨菌草和玉米的表層土壤,室內(nèi)測(cè)定土壤化學(xué)成分,種植巨菌草與玉米土壤化學(xué)成分對(duì)比見(jiàn)圖8,由圖可以看出種植2種作物對(duì)土壤化學(xué)成分影響不大。
圖5 種植巨菌草與玉米土壤水分對(duì)比情況Fig.5 Comparison of soil moisture while planting Pennisetum giganteum z.x.lin and corn
圖6 當(dāng)?shù)刂饕魑锿寥浪謱?duì)比情況Fig.6 Comparison of soil moisture while planting local crops
4 結(jié)論與展望
1)在官脈地、高枧槽小流域推廣應(yīng)用光伏提水技術(shù)、柔性水窖技術(shù)、模塊化水柜技術(shù)等,將隨機(jī)的水資源(河流、箐溝、機(jī)井等分散式水源,雨水、坡面水的集蓄),轉(zhuǎn)化為隨需供應(yīng)的窖池柜水等形態(tài)的水,充分開(kāi)發(fā)可利用的水資源；推廣應(yīng)用覆蓋保墑、滴灌技術(shù)、低成本滴灌滲灌技術(shù)等,經(jīng)營(yíng)土壤水庫(kù),提高土壤水分供應(yīng)能力,提高水資源利用效率；解決水資源供應(yīng)時(shí)空分布差異巖溶區(qū)季節(jié)性干旱的問(wèn)題。建議加大光伏提水技術(shù)、柔性水窖技術(shù)、模塊化水柜技術(shù)在巖溶區(qū)推廣應(yīng)用,考慮農(nóng)村飲水安全,增加水凈化處理設(shè)備,人飲灌溉綜合使用；加強(qiáng)柔性水窖、模塊化水柜適地就地勢(shì)靈活安裝,減少施工成本,加強(qiáng)水窖水柜的串、并聯(lián)應(yīng)用調(diào)節(jié)用水。
圖7 巨菌草與玉米地上、地下生物量對(duì)比情況Fig.7 Comparison of aboveground and underground biomass while Pennisetum giganteum z.x.lin and corn
圖8 種植巨菌草與玉米土壤化學(xué)成分對(duì)比情況Fig.8 Comparison of soil chemical composition while planting Pennisetum giganteum z.x.lin and corn
2)巨菌草的種植示范,土壤含水量、飼草產(chǎn)量較傳統(tǒng)作物玉米高,對(duì)土壤的化學(xué)成分影響不大,在巖溶區(qū)特別擴(kuò)大畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)地區(qū)極具推廣價(jià)值。巨菌草根系盤(pán)錯(cuò)復(fù)雜龐大,可進(jìn)一步加深研究其固土保土、減少水土流失的作用,探索其作為生物籬的適宜性,研究爬根型菌草的護(hù)坡作用。
3)采用以綠肥、農(nóng)家肥、打碎的秸稈等作為土壤底肥,腐植酸Ⅱ型有機(jī)肥作苗肥,以黃腐酸I型有機(jī)肥作為孕穗肥,改良土壤試驗(yàn)效果良好,土壤化學(xué)成分含量均有提高,地上生物量和產(chǎn)量均有增加,本文試驗(yàn)了1種改良土壤技術(shù),可做更多對(duì)比處理,比如撂荒、不施用任何肥料種植、施用改良土壤的有機(jī)肥不施用化肥等,還可探討更多樣的土壤改良技術(shù),開(kāi)展比選試驗(yàn)。
4)本文研究的技術(shù)推廣是結(jié)合巖溶區(qū)小流域現(xiàn)有項(xiàng)目,措施之間較分散,建議幾項(xiàng)措施集中布置建立長(zhǎng)久性試驗(yàn)示范基地,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)集成后的綜合生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。
5)巖溶區(qū)水土保持綜合治理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。本文實(shí)踐總結(jié)得出以水資源(降雨、徑流、土壤水)開(kāi)發(fā)利用技術(shù)為主的工程措施,植物(巨菌草引種)、土壤與耕作技術(shù)優(yōu)化組合,開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能與沼氣能,各技術(shù)之間合理配置互相協(xié)調(diào),逐漸調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),形成了適宜云南解決巖溶區(qū)季節(jié)性干旱缺水、土壤貧瘠、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力低、經(jīng)濟(jì)水平較低等問(wèn)題的綜合治理體系。
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