全 文 ：百喜草不同种植模式的水土保持效应初探
龙忠富1 ,汪俊良2 ,刘正书1 ,孟军江1 ,张德兰2
(1.贵州省草业科学研究所 , 贵州 独山　558200;2.贵州省 独山县水利局 , 贵州 独山　558200)
摘　要:为探讨百喜草在喀斯特山区水土流失理治中的效果 , 1999 ～ 2002 年在牟尼河小流域进行了百喜草不同
种植模式的水土保持效应的初步研究。结果表明 ,种植百喜草能有效增加地表覆盖 ,降低径流量与泥沙冲刷量。
在同样的坡度下 ,种植百喜草比裸地可降低径流量 、减少泥沙冲刷量 , 种植当年百喜草区及梯田果树牧草的径流
量与土壤流失量分别是坡地作物区的 84.3%、47.9%和 22.6%、7.1%, 次年土壤流失量降低为 7.3%和 7.7%;
还可有效改善土壤理化性质 , 维持和培肥土壤地力。百喜草区与裸地及坡地玉米区相比 , 土壤容重分别降低
17.6%和 11.5%, 总孔隙度分别增加 30.1%和 23.4%, 渗透速率分别提高 47.8%和 6.3%, 有机质分别增加
34.8%和 22.8%,碱解氮分别增加 61.5%和 34.7%, 有效磷分别增加 27.2%。
关键词:百喜草;种植方式;水土保持效应;地面径流;土壤侵蚀;土壤理化性质
中图分类号:S543.804.7;S157.433　　文献标识码:A　　文章编号:1008-0457(2004)05-0408-04
Effects of Bahiagrass different planting modes on water and soil conservation
LONG Zhong-f u1 , WANG Jun-liang2 , LIU Zheng-shu1 , MENG Jun-jiang1 , ZHANG De-lan2(1.Guizhou Institute
of Pasture Science , Guiz hou Dushan 558200 , China;2.The Water Conservancy Bureau of Dushan County in
Guiz hou , Guizhou Dushan 558200 , China)
Abstract:To investigate the effects of Bahiagrass on controlling w ater and soil erosion in Karst region , a preliminary
study had been conducted with different planting modes of Bahiagrass in the period of 1999-2002.The results showed
that planting Bahiag rass could increase the cover rate of earth surface , reduce surface runoff , intercept rain w ater and en-
hance moisture content of soil.In comparison w ith naked and slope corn field , planting Bahiagrass could lower the soil
permit weight 17.6% and 11.5%, increase the to tal hole deg ree 30.1% and 23.4%, raise the permeating velocity
47.8% and 6.3%, increase the soil o rganic matter 34.8% and 22.8%, the alkali solution nitrogen 61.5% and
34.7%, effective pho sphorus 27.2% respectively.
Keywords:Bahiagrass;planting mode;soil and water conservation;surface runoff;soil erosion;physics and chemistry
characters of soil
贵州是我国喀斯特强烈发育的山区省份 。山高坡陡 ,土质薄 ,生态环境极为脆弱 ,加上随着人口剧增
为解决温饱而毁林毁草 ,陡坡开荒的现象异常严重 ,植被遭到严重破坏 ,水土流失严重。多年来 ,我国一直
以植树造林作为水土保持的重要生物措施 ,但由于贵州独特的喀斯特地貌 ,土层薄而肥力低下 ,许多地方
新栽树木难以成活 ,且新植幼树 3 ～ 5年内难以郁闭成林 ,水土流失难以得到有效控制 ,加上植树造林经济
效益不明显且周期长 ,已难以满足我省生态环境建设和经济发展需求。而草被植物 ,不仅种类多 ,适应性
强 ,且能快速覆盖地表 ,有效控制水土流失 ,且能放牧养畜 ,发展草食畜牧业 ,提高农民经济收入 ,促进我省
生态建设和经济的可持续发展 。为探讨生态型牧草百喜草在喀斯特山区水土流失理治中的效果 ,笔者于
1999 ～ 2002年在“牟尼河水土保持工程”中进行了百喜草不同种植模式的水土保持效应的初步研究 ,以期
为喀斯特山区植被恢复和生态环境治理提供依据 。
收稿日期:2004-05-24;修回日期:2004-07-16
基金项目:贵州省科学技术基金资助项目(黔基合计字 2001-3041)
作者简介:龙忠富(1971-)男 ,贵州松桃人 ,贵州省草业科学研究所助理研究员 ,贵州大学在读硕士 ,主要从事草地生态与植被恢复的研究。
山 地农业 生物 学报　23(5):408 ～ 411 , 2004
Journal of Mountain Agriculture and Biology
DOI :10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2004.05.007
1　材料与方法
1.1　试验地自然概况
试验在贵州省独山县牟尼河小流域内进行 ,距县城 25km ,区内属中亚热带季风气候 ,多年平均气温
16.5℃,年积温 5 400 ～ 5 700℃,年均降雨量 1 320mm 。区内地形复杂 ,海拔高度在 550 ～ 1 100m 。
区内自然土壤以铁铝质黄壤和硅铁质黄壤为主 ,肥力中等。农作物以水稻 、玉米 、油菜 、辣椒为主。
1.2　试验设计
试验设 7个处理 。A.裸地(自然坡度);B.百喜草(自然坡度);C.玉米(自然坡度);D.梯地+果树;E.
梯地+玉米;F.梯地+玉米+百喜草草带;G.梯地+果树+百喜草+草带(在果树行间种植 2m 宽的带状
百喜草 ,树冠下实行清耕管理 ,百喜草 30cm时刈割利用以控制百喜草生长高度及控制其过量耗水)。
小区面积 3m×25m ,每个小区的底部建有两个容积为1m3 的接水池 ,1999年4月 5日播种栽植 ,果树
苗为 2年生板栗嫁接苗 ,种植密度为 900株·hm-2;玉米品种为掖单十三 ,种植密度为 72 000株·hm-2;
裸地及百喜草地不施肥 ,其余小区每年施尿素 15kg·hm -2 ,普钙 37kg·hm-2 ,氯化钾 150kg·hm-2 。
1.3　测定项目
1.3.1　百喜草长到 30cm 左右时刈割利用 ,刈割时测定其产草量;留一定面积不刈割 ,在种植 90d后测定
其植被覆盖度。1999年每次刈割后测定杂草株数 ,最后计算杂草的平均株数[ 1] 。
1.3.2　测定百喜草对果树不同时期和不同深度土壤含水量影响。在果园灌溉前或灌溉 7d后 ,用手摇土
钻取 0 ～ 20cm 、20 ～ 50cm土层土样各约 100g ,放钻盒后盖严 ,于室内采用酒精烘干法进行土壤含水量测
定[ 2] 。
1.3.3　在 2000年 1 ～ 2月和 7 ～ 8月用地温表测定梯地+果树及梯地+果树+百喜草+草带不同土层地
温 ,分析百喜草调节地温 ,改善果树生长环境的作用。
1.3.4　1999年7月测各小区径流量和泥沙量 1次 ,同时测定各小区植被覆盖度;2000 ～ 2002年间每年 9月
测量各小区径流量和泥沙量1次。观测项目包括降雨量 、降水历时 、径流量 、泥土冲刷量等。降雨量和降水
历时用虹式雨量计观测 ,另适时测量作物产量和百喜草生物产量 。2001年 9月取土测量土壤理化性质[ 1～ 3] 。
2　结果与讨论
2.1　百喜草不同种植方式的水土流失情况
对百喜草不同种植方式小区径流量和土壤侵蚀量的测定结果表明 ,百喜草不同种植方式的水土流失
情况明显不同(表 1)。在同样的坡度下 ,种植百喜草比裸地可大幅度降低径流量与泥沙冲刷量 ,与种植玉
米相比较 ,也明显降低了冲刷量;坡地草带+玉米与坡地单种植玉米相比 ,也可大幅度降低径流量与泥沙
冲刷量。梯田种植果树 ,在果树幼龄期 ,由于植被覆盖度很低 ,地表几乎完全裸露 ,因而径流量和土壤流失
量都很高 ,在几个处理中仅次于裸露坡地与坡地玉米 ,但如果在果树行间种植百喜草 ,则可使径流量与土
壤流失量降至很低 ,可有效地解决幼龄果园的水土流失问题 ,其水土保持效果随时间的延长效果越明显 。
1999年百喜草区及梯田果树牧草的径流量与土壤流失量分别是坡地作物区的 84.3%、47.9%和 22.6%、
7.1%,2000年土壤流失量则降低为 7.3%和 7.7%。
表 1　百喜草不同种植方式的径流量和土壤侵蚀量
Tab.1　The quantity of path discharge and soil erosion in different planting modes of Bahiagrass
测定
日期
径　流　量(m3·hm-2)
A B C D E F G
土 壤侵 蚀量(t·hm-2)
A B C D E F G
1999.7 21.26 14.63 17.34 13.65 12.23 11.55 8.32 215.12 39.86 176.12 25.42 22.76 21.12 15.28
2000.9 29.57 19.25 25.72 16.12 18.66 14.28 11.57 178.62 12.56 143.58 28.16 35.89 23.92 13.87
2001.9 47.32 25.42 43.44 28.22 32.45 26.37 14.76 48.53 9.67 67.45 12.37 16.36 14.52 10.34
409第 5期　　　　　　　　　龙忠富 ,等:百喜草不同种植模式的水土保持效应初探
2.2　种植百喜草对果园土壤水分和温度的影响
种植百喜草可改善果园土壤水分状况。由于百喜草能大幅度减少径流 ,保存雨水 ,同时百喜草的覆盖
作用 ,减少了土壤表层水分的蒸发 ,因而百喜草区 0 ～ 60cm土层内的土壤含水量比裸地区高(表 2)。特别
是 0 ～ 20cm 土层内的水分含量 ,由于植被覆盖的效果 ,梯田果树牧草区 2 ～ 20cm 土层内的土壤水分含量
一般高于梯田果树区 。在高温干旱时期百喜草可降低地表温度 ,从而减少土壤水分蒸发。百喜草的降温
效果主要表现在晴天的上午 10点至下午 2点这一时段内。
表 2　处理 D、G 不同深度土层的土壤含水量
Tab.2　The moisture content of soil in different depth of treatments D and G %
处　理 2000年
0～ 20cm 20～ 40cm 　40～ 60cm
2001年
0～ 20cm 　　 20～ 40cm　　 40～ 60cm　
D 16.7 17.6 19.1 13.2 15.7 18.2
G 16.2 17.3 19.0 12.3 16.1 17.9
　　果园在有百喜草覆盖的情况下 ,冬季地表温度增加 1 ～ 3℃,0 ～ 5cm 土层增加 2.5℃左右 , 5 ～ 20cm 土
层增加 1.5℃左右;夏季地表温度可降低 5 ～ 7℃, 0 ～ 5cm 土层降低 2 ～ 4℃, 5 ～ 20cm 土层降低 1.5 ～
1.8℃;果园种植百喜草实行果园生草管理 ,有利于保持土壤温度的相对稳定 ,从而有利于维持果树的正常
生长 。
2.3　作物产量及土壤肥力
由于梯边和梯埂不能种植作物 ,梯田区的有效种植面积要少于坡地区 ,因此在种植的最初一年梯地玉
米区的产量要低于坡地玉米区 ,但由于在贵州省玉米的生长期(4 ～ 8月)也正是降雨量大(此期的降雨量
要占全年降雨量的 70%以上)和暴雨集中的时期 ,由于暴雨的水力作用 ,坡地玉米区水土流失严重 ,表土
及施入的肥料大量流失 ,而梯田能减少水土流失 ,保持养分 ,因而梯田玉米区的产量逐年高于坡地玉米区 ,
其增产效果随时间的推移而明显。1999年梯地玉米区的产量(3 750kg·hm-2)低于坡地玉米区(4 200
kg·hm-2);2000年梯地玉米区的产量为 4 200kg·hm-2 ,而坡地玉米区为 3 250kg·hm-2;2001年梯地
玉米区的产量为 4 500kg·hm-2 ,而坡地玉米区仅为 2 700kg·hm -2;2002年梯地玉米区的产量为 4
800 kg·hm-2 ,而坡地玉米区仅为 1 500kg·hm-2 。
表 3　百喜草不同种植模式区 0 ～ 30cm 土壤理化性质测定结果
Tab.3　The physics and chemistry characters of soil in 0-30 cm depth in different planting modes of Bahiagrass
处理 土壤容重(g·cm-3)
总孔隙度
(%)
渗透速率
(mm·min-1)
有机质
(%)
有效磷
(mg·kg -1)
碱解氮
(m g·kg -1)
速效钾
(mg·kg -1)
A 1.48 30.57 2.3 1.32 11.53 85.62 62.34
B 1.22 39.78 3.4 1.78 14.67 138.34 89.52
C 1.38 32.24 3.2 1.45 12.35 102.65 75.46
D 1.35 31.65 3.9 1.56 13.89 123.21 82.14
E 1.34 34.12 4.0 1.58 14.32 129.18 92.48
F 1.26 35.67 3.7 1.62 14.06 133.46 94.21
G 1.20 40.12 4.2 1.75 14.94 142.23 105.39
　　百喜草根系量大 ,须根密集 ,茎叶枯落物和衰老退化的根系腐烂后可有效改善土壤的物理性状 ,提高
土壤的贮水量和蓄水保水能力 ,改良培肥土壤 。土壤分析结果(见表 4)表明 ,种植百喜草后的土壤理化性
质均优于未种植百喜草的土壤 ,其中处理B百喜草区与裸地(处理 A)及坡地玉米区相比 ,土壤容重分别降
低 17.6%和 11.5%,总孔隙度分别增加 30.1%和 23.4%,渗透速率分别提高 47.8%和 6.3%,有机质分
别增加 34.8%和 22.8%,碱解氮分别增加 61.5%和 34.7%,有效磷分别增加 27.2%和 18.7%,速效钾分
别增加 43.6%和 18.5%;处理 G(梯地+果树+百喜草+草带)0 ～ 30cm 土层土壤的理化性质与处理 D
(梯地+果树)相比 ,土壤容重降低 11.2%,总孔隙度增加 26.7%,渗透速率提高 16.5%, 有机质增加
12.1%,碱解氮增加 15.4%,有效磷增加 7.6%,速效钾增加 28.3%。
410 山 地 农 业 生 物 学 报　　　　　　　　　　　　　2004年
3　结　语
百喜草在 4 ～ 5月生长旺盛 ,而在冬季其厚实的草层也能较好地保持水土 ,可以一年四季防止水土流
失 ,特别是百喜草种植成坪后 ,生长越来越旺盛 ,水土保持效应越强。种植玉米是贵州省山区旱坡地的主
要利用方式 ,其生长季节为 4 ～ 8月 ,此期正是贵州省降雨量大(其降雨量占全年降雨量的 70%以上)和暴
雨集中的时期 ,由于大多数旱坡地未进行梯化处理 ,加上玉米为高秆作物 ,地表裸露 ,水土流失极为严重 。
坡地种植百喜草能有效覆盖地表 ,截留降水 ,减少水分蒸发 ,在夏季可以降低地表温度 ,冬季可以增加地表
温度 ,有利于保持土壤温度的相对稳定 ,从而有利于维持果树及作物的正常生长 。但百喜草在夏季高温干
旱时节蒸腾作用强烈 ,水分需求量较大 ,在一定程度上降低土壤的水分含量 ,进而影响果树的生长 ,因此在
果园种植百喜草进行生草间作 ,要注意控制其生长高度 ,以免影响果树的生长。梯地玉米与坡地玉米相
比 ,在一定时期内减少了作物产量 ,但由于在玉米生长季节降雨量大 、降雨强度高 ,坡地玉米区水土流失严
重 ,表土及施入的肥料大量流失 ,而梯田能减少水土流失 ,保持养分 ,因而梯田玉米区的产量逐年高于坡地
玉米区 ,其增产效果随时间的推移而明显。梯边种植百喜草能起到一定的稳定梯埂 ,防止梯埂被雨水冲刷
和崩塌的作用。
参　考　文　献:
[ 1] 任继周.草业科学研究方法[ M] .北京:中国农业出版社 , 1998.216-327.
[ 2] 中国土壤学会化学专业委员会.土壤农业化学常规分析方法[ M] .北京:科学出版社 , 1983.15-61.
[ 3] 中国水利电力部农村水利水土保持司.水土保持试验标准[ M] .北京:水利科学出版社 , 1983.18-23.
[ 4] 孙立达 , 朱金兆.水土保持林体系综合效益研究与评价[ M] .北京:科学出版社 , 1995.152-186.
411第 5期　　　　　　　　　龙忠富 ,等:百喜草不同种植模式的水土保持效应初探