坡耕地治理技術規(guī)范 黃花菜植物籬技術-地方標準編寫編制說明

PAGE4PAGE一、任務來源水利部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目——紅壤侵蝕區(qū)坡面水土綜合整治技術集成與示范（200901049）水利部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目——紅壤坡耕地水土流失規(guī)律及調(diào)控技術研究示范（201301050）2017年水利先進實用技術推廣目錄——紅壤坡耕地水土流失治理黃花菜植物籬技術二、編制本標準的必要性紅壤坡耕地是我國重要的土地資源，該地區(qū)水熱資源豐富，是我國重要的名、優(yōu)、特農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。根據(jù)《全國坡耕地水土綜合整治規(guī)劃》，紅壤區(qū)有坡耕地面積867.48萬hm2，雖占全區(qū)水土流失總面積的10.9%，但坡耕地的土壤流失量幾乎占全區(qū)土壤流失總量40%以上，是水土流失的主要策源地。坡耕地嚴重的水土流失，一方面導致耕地減少，土地退化，容易引發(fā)糧食供給危機，威脅區(qū)域和國家糧食安全，影響社會安定和諧；另一方面導致泥沙下泄，淤積江河湖庫，惡化生態(tài)環(huán)境，危及生態(tài)安全，影響經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，成為發(fā)展“高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效”農(nóng)業(yè)的瓶頸，制約了當?shù)亍皬娹r(nóng)惠農(nóng)富農(nóng)”目標的實現(xiàn)。植物籬作為坡耕地上一種有效的水土保持生物措施，在水土保持領域備受關注。相比坡改梯工程，植物籬技術具有簡單易行、投資成本低、可操作性強、高效益等特點。等高植物籬是在坡耕地沿等高線每隔一定距離，布設密植生長速度快、萌生力強的灌木或灌化喬木以及灌草結(jié)合的植物籬帶，帶間布置農(nóng)作物和經(jīng)濟作物。選擇適宜的植物籬品種不僅能夠保持水土、減少土壤流失，而且能夠為當?shù)剞r(nóng)民帶來可觀的經(jīng)濟利益。因此，根據(jù)當?shù)貤l件，探索、研究和選擇合適的植物籬品種就成為十分關鍵的問題。黃花菜植物籬技術是一種紅壤坡耕地上低投入、高收益的保護性耕作和可持續(xù)利用技術。與其他水土保持措施相比，黃花菜植物籬的投入較低，不僅可以有效控制水土流失,而且能起到增強土壤肥力，促進養(yǎng)分循環(huán)以及抑制雜草生長等作用，同時能帶來一定的經(jīng)濟效益，成為山地、丘陵等以坡地為主的地區(qū)進行水土保持和生態(tài)建設的一種重要的實踐形式。等高植物籬技術在水土保持研究和實踐中受到了世界各國的廣泛關注和重視，特別是在發(fā)展中國家，成為土地利用改良的一項重要的工具，并帶來了巨大的經(jīng)濟和生態(tài)效益,有很大的應用前景。目前，針對黃花菜植物籬技術的設計、種植施工還沒有現(xiàn)成的國家標準、行業(yè)標準和地方標準，特別是黃花菜植物籬的帶間距、株行距和種植關鍵技術等關鍵問題，目前國內(nèi)沒有系統(tǒng)的研究成果和相關的技術規(guī)程。而植物籬技術是紅壤坡耕地綜合治理工程中的一大關鍵技術，在江西水土保持科技園進行了一系列黃花菜植物籬技術研究與實踐，取得較好的水土流失治理效果，并形成了系統(tǒng)的黃花菜植物籬技術標準，可為紅壤坡耕地水土流失治理工程植物籬技術設計、種植施工提供技術支持。三、編制原則與依據(jù)1.編制原則編制遵循“創(chuàng)新性、實用性、統(tǒng)一性”的原則，堅持生態(tài)建設優(yōu)先，貫徹“以人為本、人與自然和諧共處、可持續(xù)發(fā)展”的理念。以紅壤坡耕地黃花菜植物籬技術研究為基礎，收集黃花菜的生物學、生態(tài)學習性等資料，以及國內(nèi)外植物籬技術的相關成果，按照《標準化工作導則》（GB/T1.1－2009）的要求，編制完成本標準，為科學指導紅壤坡耕地植物籬技術應用推廣示范提供支持。2.主要依據(jù)本標準依據(jù)起草組成員多年來黃花菜植物籬技術應用科研成果和相關業(yè)務經(jīng)驗，經(jīng)過科學的總結(jié)、梳理和提煉而成。規(guī)范在編制過程中，參考的技術文件及技術規(guī)范主要包括：（1）水利部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目《紅壤侵蝕區(qū)坡面水土綜合整治技術集成與示范》（2）水利部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目《紅壤坡耕地水土流失規(guī)律及調(diào)控技術研究示范》；（3）GB4285農(nóng)藥安全使用標準；（4）GB/T8321（所有部分）農(nóng)藥合理使用準則（5）NY/T496肥料合理使用準則通則（6）NY/T1276農(nóng)藥安全使用規(guī)范總則本標準與現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性標準沒有沖突。四、主要工作過程1.試驗研究（1）試驗小區(qū)該試驗區(qū)位于江西水土保持生態(tài)科技園，建成于2011年。在土層厚度均勻、土壤理化特性較一致、坡度較均一的同一坡面上，經(jīng)人工修整后，共布設12個長20m×寬5m標準徑流小區(qū)（見表1），水平投影面積100m2，坡度均為10°，依據(jù)當?shù)仄赂氐霓r(nóng)作物特點，試驗設計種植花生和油菜代表性坡地旱作物，采用花生+油菜輪作模式。小區(qū)建設以來，連續(xù)觀測各小區(qū)次降雨條件下坡面地表徑流量和土壤侵蝕量，徑流量采用翻斗儀自動計數(shù)器計數(shù)，土壤侵蝕量采用稱重法測定。表1坡耕地試驗小區(qū)一覽序號處理重復數(shù)備注1常規(guī)耕作+稻草覆蓋21kg干稻草/m22順坡壟作33順坡壟作+植物籬3黃花菜植物籬4橫坡壟作25裸露對照2（2）坡耕地產(chǎn)流產(chǎn)沙特征利用坡耕地試驗小區(qū)2014、2015年產(chǎn)流產(chǎn)沙監(jiān)測資料分析（圖1），發(fā)現(xiàn)與順坡壟作相比較，順坡壟作+黃花菜植物籬能夠顯著減少地表徑流和侵蝕量，地表徑流深減少58.82%，年均侵蝕模數(shù)減少84.09%。且與橫坡壟作、稻草覆蓋措施無顯著差異。說明植物籬在坡面上形成柵欄，減緩地表徑流，增加土壤入滲，起到減流減沙作用，是一種非常有效的坡耕地水土流失防治技術。圖1不同耕作措施坡耕地年均徑流深與土壤侵蝕模數(shù)（3）坡耕地養(yǎng)分伴隨徑流泥沙遷移特征①地表徑流不同坡耕地水土保持措施對徑流中氮的流失量和形態(tài)有明顯影響，徑流中氮即為可溶性總氮，其平均流失量在6.7-42.7kg/km2（圖2），與順坡壟作相比較，順坡壟作+植物籬、橫坡壟作可溶性總氮分別減少為20.9%、71.4%，可溶性有機氮分別減少16.3%、72.7%，可溶性無機氮分別減小29.9、68.9%。圖2不同措施徑流中可溶性氮形態(tài)組成通過圖3可知，坡耕地不同措施可溶性磷的平均流失在0.04-0.19kg/km2，橫坡壟作、順坡壟作+植物籬相對傳統(tǒng)的順坡壟作，可以明顯減小可溶性磷，分別為72.9%、26.4%。圖3不同措施徑流中可溶性磷含量②侵蝕泥沙不同坡耕地水土保持措施對泥沙中氮的流失量和形態(tài)有明顯影響，泥沙中總氮平均流失量在90.6-1066.7kg/km2（圖4），相對順坡壟作，順坡壟作+植物籬、橫坡壟作泥沙結(jié)合態(tài)總氮減少56.7%、87.1%，泥沙結(jié)合態(tài)無效氮減少56.6%、86.9%，泥沙結(jié)合態(tài)有效氮減少56.8%、89.6%。圖4不同措施流失的泥沙中氮素形態(tài)分析由圖5可知，坡耕地不同措施泥沙中全磷的平均流失在53.9-630.7kg/km2，速效磷的平均流失在0.56-13.5kg/km2，相對傳統(tǒng)的順坡壟作，橫坡壟作、順坡壟作+植物籬，可以明顯減小泥沙中全磷和速效磷的流失，結(jié)合態(tài)全磷減少86.2%、44.3%，結(jié)合態(tài)速效磷減少88.6%、57.1%。圖5不同措施泥沙攜帶磷流失由圖6可知，坡耕地不同措施泥沙中有機質(zhì)的流失平均在1074-12853kg/km2，相對傳統(tǒng)的順坡壟作，橫坡壟作、順坡壟作+植物籬明顯減小坡面有機質(zhì)的流失，分別為86%、54.6%。圖6不同措施泥沙攜帶有機質(zhì)流失（4）坡耕地作物產(chǎn)量產(chǎn)值對坡耕地試驗區(qū)2012～2014年連續(xù)3的作物收獲和稱重分析（表2），發(fā)現(xiàn)順坡壟作+黃花菜植物籬措施下花生的產(chǎn)量低，主要是由于黃花菜籬占用土地面積，直接導致每小區(qū)實際種植花生的面積減少，調(diào)查數(shù)據(jù)顯示至2014年每小區(qū)黃花菜籬占地面積達25.6%，方差結(jié)果顯示，四種保護型耕作措施下的花生產(chǎn)量差異未達到顯著水平（P<0.05）。表2不同保護型耕作處理措施的作物產(chǎn)量與產(chǎn)值措施類型花生產(chǎn)量（干重）/kg作物（含黃花菜）產(chǎn)值/元201220132014平均201220132014平均常規(guī)耕作+稻草覆蓋25.1225.12150.75150.75順坡壟作+植物籬18.2015.2718.7817.41180.79210.13312.08234.34橫坡壟作23.9018.7619.9220.86143.40112.55119.51125.15順坡壟作24.7318.9423.2122.29148.40113.64139.24133.76根據(jù)當?shù)剞r(nóng)作物市場價格，按花生3元/斤、黃花菜18元/斤的單價計算每個小區(qū)作物的產(chǎn)值，結(jié)果見圖7。由圖可知，采取常規(guī)耕作+稻草覆蓋、順坡壟作+黃花菜植物籬、橫坡壟作和順坡壟作措施的坡耕地作物平均產(chǎn)值分別為150.75元、234.34元、125.15元和133.76元，折合產(chǎn)值依次為1.51萬元/hm2、2.34萬元/hm2、1.25萬元/hm2和1.34萬元/hm2。可以看出，順坡壟作+黃花菜植物籬措施下的作物產(chǎn)值最高，比其他三種措施下的作物產(chǎn)值高出44.66%～48.19%。因此，順坡壟作+黃花菜植物籬措施可作為紅壤丘陵區(qū)坡耕地保護型耕作措施單位面積產(chǎn)值的成功典范，值得在紅壤丘陵區(qū)大力推廣使用。圖7不同保護型耕作措施試驗區(qū)作物平均產(chǎn)值2、技術推廣該項目的研究成果結(jié)合國家坡耕地水土流失綜合治理工程，先后在贛北、贛南縣（市、區(qū)）建立3個推廣示范區(qū)（表3），坡耕地治理總面積達15200hm2，黃花菜植物籬總面積658.35hm2。表3推廣面積、單位與區(qū)域、經(jīng)濟效益等情況表單位面積（hm2）經(jīng)濟效益（萬元）坡耕地治理面積黃花菜植物籬面積新增利潤新增利稅節(jié)支總額修水縣水土保持局6300328.45105.4521.0912.45贛縣水土保持局5400186.2384.3216.8611.45寧都縣水土保持局3500143.6778.6515.737.85合計15200658.35268.4253.6831.75五、標準實施后生態(tài)、社會、經(jīng)濟效益（1）生態(tài)效益紅壤坡耕地水土流失治理黃花菜植物籬技術具有低投入、高收益和可持續(xù)利用等特點，種植黃花菜植物籬后，坡面地表徑流量減少50%以上，土壤侵蝕模數(shù)減少80%以上。水土流失可以得到有效控制，涵養(yǎng)凈化水源能力改善，同時增強了耕地抗御自然災害的能力，養(yǎng)分流失明顯減少，土壤肥力明顯提高，土地生產(chǎn)率顯著提高。（2）社會效益推動和促進了農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構的調(diào)整，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件明顯改善，帶動農(nóng)村經(jīng)濟全面健康發(fā)展和農(nóng)民脫貧致富。提高和鍛煉專業(yè)技術人員15人，培訓基層技術人員300余人次，為促進行業(yè)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。（3）經(jīng)濟效益經(jīng)濟效益一方面減少了土壤侵蝕和養(yǎng)分流失，節(jié)約肥料投入。坡耕地種植黃花菜植物籬后，坡面土壤侵蝕模數(shù)減少了19.95t/hm2·a，折合減少土壤N、P、K養(yǎng)分流失34.48kg，每公斤N、P養(yǎng)分折算經(jīng)濟價值1.48元，節(jié)約肥料投入51元/hm2。另一方面黃花菜是一種較好的經(jīng)濟作物，能帶來較好的經(jīng)濟效益，按花生3元/斤、黃花菜18元/斤的單價計算，種植黃花菜植物籬后，每hm2坡耕地農(nóng)民收入可增長1.0萬元。六、國際國內(nèi)同類標準情況經(jīng)多方查新，國內(nèi)外尚未有這方面標準制定發(fā)布的報道。七、與現(xiàn)行有關法律、法規(guī)和強制性標準的關系本標準（送審稿）是在國家相關的法規(guī)和強制性標準的基礎