保水耕作法的效益评比研究曹国，李秀君（甘肃省农业科学院旱农所，兰州７３００７０）摘要用三 种当地主要作物经过两年的试验表明，在定西半干旱地区，垄埂耕作、沟垄耕作、地膜垄埂耕作、 秸杆覆盖耕作的小麦产量分别较对照提高了８．８０％、６．６３％、９．７４％和１９．３２％ ；胡麻产量分别提高４０．５４％、１８．９１％、４８．３８％和７５．６６％；洋芋产量分别 提高２７．９４％、２５．００％、４４．１２％和７６．１４％。各种保水耕作措施均具有明显 的积蓄径流、拦截泥沙的作用，秸秆覆盖耕作的水保效益最佳，其次为地膜垄埂耕作、沟垄耕作和 垄埂耕作。各处理０～１００ｃｍ的土壤贮水量均显著地高于对照。关键词保水耕作；效益；评比 中图分类号定西半干旱区降水少而集中，多以暴雨形式出现，坡耕地多（占农耕地的７０．６５％ ），水土流失特别严重，年侵蚀模数高达６１２０Ｔ／ｋｍ￣２·ｒ，据定西水保站观测，１９６ ３年一次降雨１０１ｍｍ，坡耕地每公顷流失雨水３６０～６７５ｍ￣３，冲走肥土２５３００ｋ ｇ。降水季节与当地主要作物的需水季节不相吻合，土壤水分严重亏缺，产量长期低而不稳，由于 人、财、物力等各方面的限制，短期内全部修成梯田是不可能的。该区人口密度大，人均耕地少， 要大量退耕也是不现实的，因此，在大面积的坡耕地上采用保水耕作法是非常必要的，大田中采用 的耕作形式是多种多样的，但各种耕作法的保水效益和经济效益又不尽相同。所以我们试图通过几 种保水耕作法的对比研究，从中找出经济实用的简易保水耕作法。１试验设计及方法１．１试验设 计分设常规耕作、沟垄耕作（在播种行上套一犁播种后空一犁成垄）、垄埂耕作（每隔１．５ｍ套 一犁空一犁形成一小垄埂）、地膜垄埂耕作（每隔２．８ｍ打一高０．２ｍ、上表面宽０．２ｍ， 下底面宽０．４ｍ的垄埂，其上盖地膜）、秸秆覆盖（在作物出苗后按每公顷６０００ｋｇ的覆盖 量在行间进行覆盖５种处理，依次编号为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ。１．２研究方法以观测水保效益为 主的试验以常规耕作（Ａ）为对照，布置在试验地的最中间，其余４个处理随机排列，重复两次， 小区面积２２×１．４５ｍ￣２，各小区下面修建一个１．４５×０．４５×０．４２ｍ￣３的径 流池，每次产流降雨后，量取各处理的径流泥沙量，同时取样室内分析泥沙含量，计算径流量。以 测定经济效益为主的试验也用常规耕作（Ａ）为对照，随机排列、重复３次，小区面积１２×３ｍ ￣２，保护行０．８ｍ，走道０．５ｍ。指示作物：小麦（８１～３９），胡麻（６３～９８）， 洋芋（脱毒微型种薯）。播种量：小麦３００ｋｇ／ｈａ，胡麻６０ｋｇ／ｈａ，洋芋３００ｋｇ ／ｈａ。播种深度：小麦、胡麻４～５ｃｍ，洋芋７～８ｃｍ。施肥量；纯氮１２０ｋｇ／ｈａ， Ｐ＿２Ｏ＿５９０ｋｇ／ｈａ。除草等其它管理类同于大田。２ 结果及分析２．１ 对各处理不 同时间径流量的方差分析得知，各处理间径流量具有极显著的差异。如１９９１年５月２０日常规 耕作、沟垄耕作、垄埂耕作，地膜垄埂耕作和秸秆覆盖的每公顷径流量分别为５１．３３ｍ￣３， ２２．０５ｍ￣３，２５．９５ｍ￣３，１４．４０ｍ￣３，１２．１５ｍ￣３。多重比较表明， 各处理的径流量均与对照有极显著的差异，这说明各种田间保水措施均有拦蓄径流的作用。垄埂耕 作、沟垄耕作、地膜垄埂耕作、秸秆覆盖耕作与对照的平均径流量之差依次增大，说明蓄积径流的 能力依次增强。这是由于垄埂耕作每隔１．５ｍ才有一小埂，沟垄耕作尽管有很多垄埂，毕竞是小 垄埂，地膜垄埂耕作虽然垄埂并不多，可都是较为牢固的大垄埂，而秸秆覆盖则是全地面处理，其 余处理只是部分地面作业。在降水强度相差不大的情况下，降水量越大，各处理间的径流量差异越 大，说明使用保水耕作措施拦蓄大量降水效果显著地优于对照，因各种地面处理便得降水入渗时间 延长，入渗量增加，土壤含水率提高，有利作物生长发育和产量的提高。如５月２４日和５月２８ 日的半小时降水强度分别为４．７ｍｍ和４．６ｍｍ，只差０．１ｍｍ，而两次降水的降水量分别 为２６．６ｍｍ和１３．１ｍｍ，相差一倍多，５月２４日沟垄耕作、垄埂耕作、地膜垄埂耕作、 秸秆覆盖与对照的径流量之差分别为每公顷２．８５ｍ￣３、１．２０ｍ￣３、６．７５ｍ￣３、 ７．６５ｍ￣３，而５月２８日分别为每公顷１．８０ｍ￣３、０．６０ｍ￣３、４．２０ｍ￣３ 、４．５０ｍ￣３。在降水量基本相同的条件下，降水强度越大，各处理间径流量的差异越大。５ 月２７日和８月２０日的降水量完全相同，但半小时降水强度相差很大，５月２７日为６．９ｍｍ ，而８月２０日为１５．９ｍｍ，５月２７日沟垄耕作、垄埂耕作、地膜垄埂耕作、秸秆覆盖和对 照的径流量差值分别为每公顷２．８５ｍ￣３、１．２０ｍ￣３、６．７５ｍ￣３、７．６５ｍ￣ ３，而８月２０日则分别为１６．３５ｍ￣３、１１．５５ｍ￣３、１９．９５ｍ￣３、２３．７ ０ｍ￣３。这说明各种保水措施拦蓄暴雨径流的效果明显优于对照。２．２经各处理不同时间泥沙 量的方差分析可知，各处理间的泥沙是有显著差异，如１９９１年５月２０日测得常规耕作、沟垄 耕作、垄埂耕作、地膜垄埂耕作和秸秆覆盖耕作的每公顷泥沙量分别为２０７．７５ｋｇ、４２． ４５ｋｇ、４３．９５ｋｇ、１９．９５ｋｇ、１４．４０ｋｇ。常规耕作的公顷泥沙量分别是沟 垄耕作、垄埂耕作、地膜垄埂耕作、秸秆覆盖公顷泥沙量的４．８９倍、４．７３倍、１０．４１ 倍、１４．４３倍。多重比较表明各处理的公顷泥沙量均与对照有显著或极显著的差异，这表明各 种保水耕作法均具有拦沙之功效。但各处理与对照的差异不同，拦沙效益不一样，以秸秆覆盖耕作 的拦沙效益最好，其次为地膜垄埂耕作、沟垄耕作、垄埂耕作最差。如１９９２年８月６日常规耕 作、沟垄耕作、垄埂耕作、地膜垄埂耕作、秸秆覆盖耕作的公顷泥沙量分别为５３．１０ｋｇ、１ ５．８３ｋｇ、２６．４８ｋｇ、８．０３ｋｇ、３．９８ｋｇ。Ｂ、Ｃ、ＤＥ与Ａ的公顷泥沙量 之差分别为３７．２７ｋｇ、２６．２６ｋｇ、４５．０７ｋｇ、４９．１２ｋｇ。随着降水量和 降水强度的增大，各处理间的差异也增大。如１９９２年６月２日的降水量２４．７ｍｍ大于６月 １９日的１１．９ｍｍ，６月２日Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ的公顷泥沙量与Ａ的差值分别为２．９２ｋｇ、 ２．３２ｋｇ、４．４２ｋｇ、５３２ｋｇ，而６月１９日则分别为０．９０ｋｇ、０．７５ｋｇ 、１．１２ｋｇ、１．２７ｋｇ。但降水强度的变化对各处理拦沙量的影响更大。１９９１年８月 ２０日的半小时降水强度是５月２７日的２．３倍。８月２０日的Ａ的公顷泥沙量分别较Ｂ、Ｃ、 Ｄ、Ｅ的公顷泥沙最高３７．２７ｋｇ、２６．２６ｋｇ、４５．０７ｋｇ、４９．１２ｋｇ。５ 月２７日分别高４．６５ｋｇ、３．１５ｋｇ、７．０５ｋｇ、７．３５ｋｇ，８月２０日Ａ、Ｂ 、Ｃ、Ｄ、Ｅ的公顷泥沙量分别是５月２７日对应处理公顷泥沙量的６．８４倍、４．８４倍、５ ．６２倍、１６．６７倍和２２．００倍。（见表１、２）２．３把每月测得的土壤贮水量结果进 行方差分析和多重比较表明，不论是０～２５ｃｍ，２５～５０ｃｍ，５０～１００ｃｍ，还是０ ～１００ｃｍ的土壤贮水量各处理间均有极显著的差异，１９９１年９月３０日０～１００ｃｍ土 层的土壤贮水量分别是常规耕作（５０．０１ｍｍ）、沟垄耕作（５３．５０ｍｍ）、垄埂耕作（ ５２．２６ｍｍ）、地膜埂耕作垄（６１．５１ｍｍ）、秸秆覆盖耕作（７０．６１ｍｍ）。Ｂ、 Ｃ、Ｄ、Ｅ拦蓄径流的能量依次增强，因此各处理与对照的土壤贮水量差值依次增大。如１９９２ 年９月３０日Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ０～１００ｃｍ的土壤贮水量分别较对照高１９．９７ｍｍ、１５． ７１ｍｍ、２８．１５ｍｍ、４５．２６ｍｍ。２．４由于各处理措施均具有程度不同的拦截径流 、泥沙的作用，各处理的土壤含水量和土壤有效养分含量均较对照高，因此各种保水耕作措施都较 对照有增产的作用。沟垄耕作、垄埂耕作、地膜垄埂耕作、秸秆覆盖耕作的小麦产量分别较对照提 高６．６３％、８．８０％、９．７４％、１９．３２％，胡麻产量分别较对照提高１８．９１％ 、４０．５４％、４８．３８％、７５．６６％；洋芋的产量分别较对照提高２５．００％、２７ ．９４％、４４．１２％、７６．１４％。３讨论与建议垄埂耕作尽管在四种保水耕作法之中是拦 沙截流最差的一种，但还是明显优于对照，并且在生产中便于应用，１．５ｍ正好是一耱的距离， 又能较对照增产，因此是一种缓坡地上非常实用的保水耕作措施，不需要额外投入人力和物力，确 实经济实惠。沟垄耕作虽然需要投入较多的工，实际播种面积较小，但具有较好的蓄水拦沙效益， 并且还有熟化土壤的作用，密植作物小麦、胡麻能较对照增产，稀植作物洋芋等能较对照大幅度增 产。因此也是一种极其实用又有较好经济效益的保水耕作措施。地膜垄埂耕作用综合观点评判是最 好的保水耕作法，因为它的蓄水拦沙效益仅次于秸秆覆盖耕作，产量也排在第二位，可是投入相对 秸秆覆盖耕作而言要小得多，地膜垄埂耕作可以在播种前农闲时打好垄埂，盖好地膜，在陡坡地上 ，经过耕翻，地膜垄埂耕作又具有平地的作用。秸秆覆盖尽管能拦截几乎全部的径流和泥沙，并且 可以大幅度增产，但投资较大，费工量也较多，因此只能是一种人多地少的农户才实用的保水耕作 法，同时也适用于坡度较大的陡坡地。ＢｅｎｅｆｉｔＡｐｐｒａｉｓｉｎｇｏｆＷａｔｅｒＣｏ ｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＴｉｌｌａｇｅＣａｏＧｕｏｆａｎＬｉｉＸｉｕｊｕｎ（Ｉｎｓｔｉｔｕ ｔｅｏｆＤｒｙｌａｎｄＦａｒｍｉｎｇ，ＧａｎｓｕＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｈａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｆｏｒｔｗｏｙｅａｒｓｉｎｓｅｍｉ－ａｒｉｄａｒｅａｏｆＤｉｎｇｘｉｄｉｓｔｒｉｃｔ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｍａｉｎｒｅｇｉ
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