寧南山區新修水平梯田土壤快速培肥技術調查研究

岳自慧，劉 平，劉學軍，張煜明，王 文

(寧夏回族自治區水利科學研究院，寧夏 銀川 750021)

寧南山區新修水平梯田土壤快速培肥技術調查研究

岳自慧，劉 平，劉學軍，張煜明，王 文

(寧夏回族自治區水利科學研究院，寧夏 銀川 750021)

新修水平梯田；土壤肥力；快速培肥技術；寧南山區

針對新修梯田存在的土壤肥力下降嚴重、作物產量不穩等問題，目前國內快速培肥的方法主要有生物培肥、化學培肥、物理培肥、管理措施培肥等關鍵技術。調查研究了增施肥料、秸稈還田、深耕翻種植、地膜覆蓋種植、合理輪作套種等培肥技術在寧南山區新修梯田的應用情況與效果，提出了適宜寧南山區新修水平梯田的快速培肥措施，為提高寧南山區新修水平梯田生產力提供了技術依據。

寧夏南部山區(簡稱寧南山區)主要包括固原市的原州區、西吉縣、彭陽縣、隆德縣、涇源縣和吳忠市的鹽池縣、同心縣及中衛市的海原縣，總土地面積為27 722 km2，總人口230萬人[1]。寧南山區歷史上由于山高坡陡和人口的急劇增加，當地農民不得不大面積開荒種地，導致了嚴重的水土流失和生態環境惡化，已嚴重制約了該地區經濟社會的可持續發展。20世紀90年代以來，為了減少水土流失，推動地區農業增產、農民增收和農村發展，寧南山區大力實施坡地改梯田和配套設施的建設，但由于新修梯田土壤肥力下降嚴重，致使作物產量也嚴重下降。為此，我們調查研究了新修梯田不同培肥技術的應用情況與效果，提出了符合寧南山區新修水平梯田的快速培肥措施，以期提高寧南山區土壤有效養分，減少水土流失，增加作物產量，提高農民生活水平。

1 寧南山區水平梯田建設情況及存在的問題

1.1 寧南山區水平梯田建設情況

寧南山區規模性的水平梯田建設自20世紀90年代開始，至2013年底，水平梯田數量達到了25.67萬hm2。寧南山區水平梯田的建設，不僅改善了山區坡耕地就地攔蓄徑流和泥沙的能力，變跑水、跑土、跑肥的“三跑田”為保水、保土、保肥的“三保田”，而且也有效地提高了糧食產量，穩定了當地的糧食需求；水平梯田的建設，還極大地改善了當地的農業生產條件，提高了農業生產效率。寧南山區在水平梯田的建設方式上，一方面注重農田道路、地埂林的配套建設，另一方面注重規模性建設，由最初的分片實施向整村整鄉集中連片實施轉變，有效地改善了農業基礎條件。此外，在水平梯田修建過程中，還堅持寬、大、平的整地標準，采用人修和機修相結合的辦法，方便了機械化作業，提高了生產效率。

1.2 新修水平梯田存在的問題

新修水平梯田存在兩個問題：一是建成初期土壤肥力和糧食產量急劇下降。對寧南山區水平梯田修建后不同年限土壤肥力和產量的監測結果(表1)顯示，新修水平梯田各項土壤肥力指標和馬鈴薯產量均低于原始坡耕地，其中：速效氮降低0.52%，速效磷降低4.47%，速效鉀降低2.78%，全磷降低3.95%，全氮降低38.81%，有機質含量降低5.9%，馬鈴薯單產較坡耕地減產10.92%。經過合理培肥后，土壤肥力顯著提高，速效氮、速效磷、全磷、全氮和有機質含量隨著梯田種植年限的增加而增加，馬鈴薯產量由修建當年的13 046.4 kg/hm2增加到修建后5年的20 980.2 kg/hm2，增產效果明顯。

表1 寧夏固原市原州區上灘項目區不同地類土壤肥力及馬鈴薯產量監測結果

二是土壤蓄水能力下降。對寧夏彭陽縣李臺和隆德縣打食溝兩個項目區新修梯田和坡耕地不同土層深度土壤含水量的測定結果(圖1、2)顯示，新修梯田不同土層深度土壤含水量與坡耕地比較均有所下降。

圖1 彭陽縣李臺項目區9月份坡耕地與新修梯田土壤含水量

圖2 隆德縣打食溝項目區9月份坡耕地與新修梯田土壤含水量

2 國內新修水平梯田快速培肥技術發展情況

目前，國內新修梯田快速培肥方法主要有生物培肥、化學培肥、物理培肥、管理措施培肥等關鍵技術。

生物培肥主要包括施用農家肥、生物有機肥、腐殖酸肥料和作物秸稈還田等措施，通過生物培肥可增加土壤微生物數量，分解釋放肥料和作物秸稈中的營養成分，增加土壤有機質含量，提高土壤肥力。

化學培肥主要針對新修梯田土壤耕層養分較為貧瘠的問題，合理施用無機化肥，可以無機促有機，增加新修梯田土壤速效養分，提高作物產量。

物理培肥主要通過深耕翻增加新修梯田土壤孔隙度，改善土壤結構，提高土壤保水能力；通過地膜覆蓋措施提高地表溫度，增強土壤微生物活動，加速新修梯田生土的熟化，達到快速培肥的目的。

管理措施培肥主要包括合理的輪作倒茬和科學的田間管理。

3 寧南山區新修水平梯田的培肥技術應用與效果

3.1 增施肥料，提高作物產量

有機肥和無機肥配合施用，以無機促有機，迅速增加水平梯田土壤速效養分，協調水、肥、氣、熱等因素，快速培肥土壤，提高作物產量。 西吉縣小甘井小流域新修水平梯田培肥試驗結果顯示：每公頃施有機肥5.25 t、普磷225 kg、尿素112.5 kg時，馬鈴薯增產效果最為顯著，平均單產達17 915.3 kg/hm2；每公頃施有機肥3.0 t、普磷300 kg、尿素150 kg時，豌豆和蕎麥增產效果最好，單產分別達2 250和1 875 kg/hm2[2]。

3.2 秸稈還田，培肥土壤

結合耕作制度，實施高留茬收割，可以增加土壤中根茬殘留量和作物秸稈，增強土壤微生物活性，進而改善土壤物理性狀。還田后的秸稈在土壤微生物的作用下逐漸腐解，可以有效提高土壤中的有機質含量，補充和平衡土壤養分，達到培肥土壤的效果[3]。

西吉縣黃家二岔小流域梯田秸稈還田試驗結果顯示：實施秸稈還田的各處理土壤肥力均提高，小麥產量均高于對照；各處理中秸稈經高溫堆漚后還田的增產效果最佳，增產率達到37.9%[4]。馬尚明等人研究發現：秸稈覆蓋還田的整體效益顯著，可使作物生育期間0—20 cm的土壤含水量增加0.52～3.90百分點，土壤容重降低0.24～0.33 g/cm3，土壤有機質含量增加1.6～3.0 g/kg，促進了作物增產[5]。

3.3 深耕翻種植，加快生土的熟化

通過深耕翻種植，可使耕作層變得疏松，增加耕作層厚度，并且加快新修梯田生土的熟化，有效改善土壤團粒結構，加強土壤微生物活動，從而促進作物根系的延伸生長。李萬斌等[6]對彭陽縣梯田深耕培肥技術進行了研究，結果表明：深耕翻種植可顯著降低土壤容重，提高土壤含水量，有利于作物生長發育，翻耕深度在25 cm以上可使新修梯田土壤容重降低0.10～0.02 g/cm3，非毛管孔隙度增加3%～5%，土壤含水量提高4.6%～9.6%。

3.4 地膜覆蓋種植，促進作物增產

新修水平梯田實施地膜覆蓋是防止土壤水分散失的重要防護措施。首先，通過地膜覆蓋地面，土壤微生物活動增強，有利于肥料養分的快速釋放，提高了土壤有效養分含量；其次，寧南山區干旱頻繁發生，通過覆膜保墑可以有效地減少土壤水分散失，提高水分利用效率，促進作物增產增收。目前，地膜玉米在寧南山區已得到大面積推廣。研究表明，麥草和地膜二元覆蓋可使玉米田間蒸發量平均減少149.0 mm，水分利用率提高16.0%～28.0%[6]。國家農業開發水土保持監測項目2014年最新監測結果顯示：寧南山區1～2年梯田種植地膜玉米平均單產達9 238.8 kg/hm2，比露地玉米增產50%～130%，增產效果顯著。

3.5 合理輪作套種，培肥地力

合理輪作套種可以全面均衡地利用土壤的各種營養元素，做到用地和養地相結合，避免因長期種植一種作物造成土壤養分的偏耗，協調土壤微生物、土壤酶及土壤有效養分，促進新修梯田土壤肥力的快速提高和作物的高產穩產。由于馬鈴薯適宜在生土地上生長，易抓苗，所以寧南山區新修水平梯田第一年種植的先鋒作物首選馬鈴薯，第二年和第三年可建立小麥和一定比例的豆、薯、油輪作套種的輪作制。彭陽縣0—20 cm土壤耕作層油、豆套種比胡麻茬有機質增加0.30 g/kg，全氮增加0.01 g/kg，堿解氮增加1.3 mg/kg；麥、豆混種比麥茬土壤有機質增加1.60 g/kg，全氮增加0.77 g/kg，全磷增加0.33 g/kg，培肥效果比較明顯[6]。

4 結 語

國內新修梯田快速培肥方法主要有生物培肥、化學培肥、物理培肥、管理措施培肥等關鍵技術，我們對寧南山區新修水平梯田不同培肥技術的應用效果進行了深入的調查研究，總結得出適宜于寧南山區新修水平梯田土壤快速培肥的關鍵技術如下：

首先，在增施有機肥的同時，合理施用無機化肥，迅速增加水平梯田土壤有效養分，利用秸稈還田技術補充和平衡作物所需營養元素，快速培肥新修水平梯田土壤肥力。

其次，在耕作措施上，實施深耕翻種植，加快新修梯田生土的熟化，有效改善土壤團粒結構，促進作物生長發育；通過覆膜保墑，提高水分利用效率，加速肥料中各種養分的釋放，促進作物增產增收。

再次，寧南山區新修水平梯田要快速培肥土壤、提高作物產量，除實施合理的培肥技術和耕作措施外，加強作物田間管理，合理進行輪作套種，均衡利用土壤的各種營養元素，培肥地力也尤為重要。

[1] 劉平,曹文洪.關于寧夏南部山區發展生態經濟流域的思考[J].中國水土保持,2012(10):16-18.

[2] 柳向陽,唐寧生,徐曉寧.固原市新修梯田增產措施初探[J].中國水土保持,2010(8):45-46.

[3] 李雪蓮,喬繼平.新修梯田培肥增產綜合技術[J].山西水土保持科技,1998(3):13-14.

[4] 劉東海,趙廷寧，趙國杰.黃土丘陵溝壑區水平梯田改土培肥增產技術措施體系[J].生態學雜志,1995,14(1):44-51.

[5] 馬尚明，田振榮，張志高.西吉縣旱作農業現狀與可持續發展的技術措施[J].甘肅農業科技,2003(12):21-24.

[6] 李萬斌,楊進有,薛鳳梅,等.半干旱地區梯田的土壤培肥技術[J].內蒙古農業科技,2006(5):78-79.

(責任編輯 徐素霞)

寧夏自然科學基金項目(NZ13223)

S157.4

C

1000-0941(2015)02-0025-03

岳自慧(1983—)，女，寧夏中衛市人，工程師，碩士，主要從事水土保持和新修梯田土壤培肥研究。

2014-04-28