坡耕地治理技術(shù)規(guī)范 黃花菜植物籬技術(shù)-地方標(biāo)準(zhǔn)編寫編制說(shuō)明

PAGE4PAGE一、任務(wù)來(lái)源水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目——紅壤侵蝕區(qū)坡面水土綜合整治技術(shù)集成與示范（200901049）水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目——紅壤坡耕地水土流失規(guī)律及調(diào)控技術(shù)研究示范（201301050）2017年水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)推廣目錄——紅壤坡耕地水土流失治理黃花菜植物籬技術(shù)二、編制本標(biāo)準(zhǔn)的必要性紅壤坡耕地是我國(guó)重要的土地資源，該地區(qū)水熱資源豐富，是我國(guó)重要的名、優(yōu)、特農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。根據(jù)《全國(guó)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(wàn)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(yán)重的水土流失，一方面導(dǎo)致耕地減少，土地退化，容易引發(fā)糧食供給危機(jī)，威脅區(qū)域和國(guó)家糧食安全，影響社會(huì)安定和諧；另一方面導(dǎo)致泥沙下泄，淤積江河湖庫(kù)，惡化生態(tài)環(huán)境，危及生態(tài)安全，影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(dāng)?shù)亍皬?qiáng)農(nóng)惠農(nóng)富農(nóng)”目標(biāo)的實(shí)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(lǐng)域備受關(guān)注。相比坡改梯工程，植物籬技術(shù)具有簡(jiǎn)單易行、投資成本低、可操作性強(qiáng)、高效益等特點(diǎn)。等高植物籬是在坡耕地沿等高線每隔一定距離，布設(shè)密植生長(zhǎng)速度快、萌生力強(qiáng)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(jì)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?yàn)楫?dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)利益。因此，根據(jù)當(dāng)?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(guān)鍵的問(wèn)題。黃花菜植物籬技術(shù)是一種紅壤坡耕地上低投入、高收益的保護(hù)性耕作和可持續(xù)利用技術(shù)。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(qiáng)土壤肥力，促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)以及抑制雜草生長(zhǎng)等作用，同時(shí)能帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，成為山地、丘陵等以坡地為主的地區(qū)進(jìn)行水土保持和生態(tài)建設(shè)的一種重要的實(shí)踐形式。等高植物籬技術(shù)在水土保持研究和實(shí)踐中受到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注和重視，特別是在發(fā)展中國(guó)家，成為土地利用改良的一項(xiàng)重要的工具，并帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益,有很大的應(yīng)用前景。目前，針對(duì)黃花菜植物籬技術(shù)的設(shè)計(jì)、種植施工還沒有現(xiàn)成的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，特別是黃花菜植物籬的帶間距、株行距和種植關(guān)鍵技術(shù)等關(guān)鍵問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)沒有系統(tǒng)的研究成果和相關(guān)的技術(shù)規(guī)程。而植物籬技術(shù)是紅壤坡耕地綜合治理工程中的一大關(guān)鍵技術(shù)，在江西水土保持科技園進(jìn)行了一系列黃花菜植物籬技術(shù)研究與實(shí)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可為紅壤坡耕地水土流失治理工程植物籬技術(shù)設(shè)計(jì)、種植施工提供技術(shù)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(shí)用性、統(tǒng)一性”的原則，堅(jiān)持生態(tài)建設(shè)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(shù)研究為基礎(chǔ)，收集黃花菜的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)習(xí)性等資料，以及國(guó)內(nèi)外植物籬技術(shù)的相關(guān)成果，按照《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則》（GB/T1.1－2009）的要求，編制完成本標(biāo)準(zhǔn)，為科學(xué)指導(dǎo)紅壤坡耕地植物籬技術(shù)應(yīng)用推廣示范提供支持。2.主要依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)起草組成員多年來(lái)黃花菜植物籬技術(shù)應(yīng)用科研成果和相關(guān)業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)科學(xué)的總結(jié)、梳理和提煉而成。規(guī)范在編制過(guò)程中，參考的技術(shù)文件及技術(shù)規(guī)范主要包括：（1）水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目《紅壤侵蝕區(qū)坡面水土綜合整治技術(shù)集成與示范》（2）水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目《紅壤坡耕地水土流失規(guī)律及調(diào)控技術(shù)研究示范》；（3）GB4285農(nóng)藥安全使用標(biāo)準(zhǔn)；（4）GB/T8321（所有部分）農(nóng)藥合理使用準(zhǔn)則（5）NY/T496肥料合理使用準(zhǔn)則通則（6）NY/T1276農(nóng)藥安全使用規(guī)范總則本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突。四、主要工作過(guò)程1.試驗(yàn)研究（1）試驗(yàn)小區(qū)該試驗(yàn)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(shè)12個(gè)長(zhǎng)20m×寬5m標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)（見表1），水平投影面積100m2，坡度均為10°，依據(jù)當(dāng)?shù)仄赂氐霓r(nóng)作物特點(diǎn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shè)以來(lái)，連續(xù)觀測(cè)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(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，土壤侵蝕量采用稱重法測(cè)定。表1坡耕地試驗(yàn)小區(qū)一覽序號(hào)處理重復(fù)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(duì)照2（2）坡耕地產(chǎn)流產(chǎn)沙特征利用坡耕地試驗(yàn)小區(qū)2014、2015年產(chǎn)流產(chǎn)沙監(jiān)測(cè)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(wú)顯著差異。說(shuō)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(shù)。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(duì)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(jī)氮分別減少16.3%、72.7%，可溶性無(wú)機(jī)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(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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(wú)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(duì)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(jī)質(zhì)的流失平均在1074-12853kg/km2，相對(duì)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(jī)質(zhì)的流失，分別為86%、54.6%。圖6不同措施泥沙攜帶有機(jī)質(zhì)流失（4）坡耕地作物產(chǎn)量產(chǎn)值對(duì)坡耕地試驗(yàn)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(dǎo)致每小區(qū)實(shí)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(dá)25.6%，方差結(jié)果顯示，四種保護(hù)型耕作措施下的花生產(chǎn)量差異未達(dá)到顯著水平（P<0.05）。表2不同保護(hù)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(dāng)?shù)剞r(nóng)作物市場(chǎng)價(jià)格，按花生3元/斤、黃花菜18元/斤的單價(jià)計(jì)算每個(gè)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(wàn)元/hm2、2.34萬(wàn)元/hm2、1.25萬(wàn)元/hm2和1.34萬(wàn)元/hm2?？梢钥闯觯樒聣抛?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(hù)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(hù)型耕作措施試驗(yàn)區(qū)作物平均產(chǎn)值2、技術(shù)推廣該項(xiàng)目的研究成果結(jié)合國(guó)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(gè)推廣示范區(qū)（表3），坡耕地治理總面積達(dá)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(jì)效益等情況表單位面積（hm2）經(jīng)濟(jì)效益（萬(wàn)元）坡耕地治理面積黃花菜植物籬面積新增利潤(rùn)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(jì)15200658.35268.4253.6831.75五、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)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(shù)具有低投入、高收益和可持續(xù)利用等特點(diǎn)，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(shí)增強(qiáng)了耕地抗御自然災(zāi)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(huì)效益推動(dòng)和促進(jìn)了農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件明顯改善，帶動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)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(shù)人員15人，培訓(xùn)基層技術(shù)人員300余人次，為促進(jìn)行業(yè)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。（3）經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)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(jì)價(jià)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(jì)作物，能帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)效益，按花生3元/斤、黃花菜18元/斤的單價(jià)計(jì)算，種植黃花菜植物籬后，每hm2坡耕地農(nóng)民收入可增長(zhǎng)1.0萬(wàn)元。六、國(guó)際國(guó)內(nèi)同類標(biāo)準(zhǔn)情況經(jīng)多方查新，國(guó)內(nèi)外尚未有這方面標(biāo)準(zhǔn)制定發(fā)布的報(bào)道。七、與現(xiàn)行有關(guān)法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)（送審稿）是在國(guó)家相關(guān)的法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)