全 文 ：第 18卷第6期
1 9 9 8年11月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
V0I_18．No．6
Nov．． 1998
红壤丘陵区生态农业模式研究
， ∥ 王咀珠 尹 盐
(中国科学院南京土壤研究所 南京 210008)
摘要 根据不同垃位上红壤的理化性质分异．建议在红壤丘睦上推行 磺林、薜匿、各农、塘渔 生态农业模
式．井在塘边建造猪场．以养猪为衄带，实行种养结合，建立饲草’猎一褶、菇一果、粮一鱼、珍珠的食物链．再定量
调控种养结合链环的饲辩配置，粪尿投放、制褶育菇和塘淤返田． 提高系统生产力，达到农业可持续发晨。
关蝴 t红星，毫董盔 ，蔓
STUDY 0N EC0L0GICAL AGRICULTURE PATTERNS
IN HILLY RED S0IL REG10N
W ang M ingzhu Yin Ruiling
(Institute of s0iE Science，Acadtm~a Sinlca，Nan ng，210008·C~．aI
Abstract An ecological agriculture pattern：forests(at hilltop)一tea and fruit gardens(at
hillside)-cropping(in valley)-fishery(in pond)is suggested to he popularized on the hilly
red soil regions，This pattern should be adjusted according tO the difference of physical and
chemical characters of the red soils at different slope positions．Pig farm is built by ponds
and a food chain，which consists of grass(forage)一hog(dung)一marsh gas，mushroom—fruit，
(crops)一fish(pear1)，is formed．On this basic，food is compounded，dung is put into the
ponds，ma rshgas and mushroom is produced and pond silt is dug hack to the field．All these
were quantitatively managed for increasing systema tic productivity and agriculture sustain—
able development．
Key words： red soll，ecological agriculture，pattern．
我国红壤占地面积约为61．8万km}[ +是适宜农林牧，发展种 养殖业最有前途的土壤资源之一。但由
于过击传统型的“淘谷型 农业和重田轻丘的偏向，红壤丘陵多为马尾松疏林(Pinus massoniana)草坡(和野
古草 Arundinekla setosa、垒茅Eu2a／~so．nov、珠芽画眉草 Erag~gstlstmlbillifera、自茅Imperata cytina ri
ca vat．major等)，荒丘与侵蚀面积各占红壤总面积的1／4和1／3。
多年来 ．作者在位于江西省泉江县刘家站的中国科学院红壤生态站内+就南方红壤丘睦区的农业可持
续发展问题进行了深入的研究。认为推行生态农业模式}重视种养结合盈多层利用I提高多层利用各环节
的效益是保证该地农业可持续发展的主要途径。
* 车支为国家 八五 攻关项目，“赣东北低丘红壤综台浩理和农业持续发展研究 的部分内容
收稿日期{1996-06一Z5，修改稿收到 日期：1997—05—10。
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596 生 盔 学 报 18卷
1 生态农业模式
1．1 红壤不同坡位的土壤性质分异是推行生态农业模式的主要依据
红壤丘陵从顶部到坡麓，依其水土运移特点，常分为流失段(丘顶)、过渡段(腰坡)和积累段(坡麓)34"
坡段，水、热、气、肥诸性质均有分异。据中国科学院红壤站复合生盔区(下称试区)调查，第四纪红牯土覆盖
于自垩纪红砂岩上(坡度3～5。，相对高差15～2Ore)，红壤积累段与流失段相比，土层厚度增加L15m以上}
表土有机质含量高2～4g／kg；季节性土温在Ocm处，低1．1～4．3℃；20cm处，春夏季低2．2～2．3℃，秋冬季
低10．4～10．9"C；土壤水势：在30cm处，下降5．2～12．6kpa~80cm处，下降2．6～5．1kpa。心土层(80cm)与
表土层(30cm)之差9．1～2 9．4kpa，尤其在夏季，水势差高达20kpa以上(表1)。
衰1 中田科学院红壤站不同坡位的红壤理化性质差异
TaMe 1 differet~e of physlcsl and chemical character~tks of red sol at diferent slope pe~Uon
坡段位 Slop pos岫。Ⅱ 丘顶(瘟失段)Hldlt。p 晨坡(过度段)H ide 坡麓(积摹段)vBI1ey
土壤类型Soil type 准红壤 Pare-red sol普通红壤 Haplc red soil潮红壤 Aquic red soil
土壤厚度 Soi]horizom thickness(cm) <85 150 >200
土壤水搏Soil
water potentml
(kpa)
土壤观测温度
So lI ob~rvat Jon
temperature(℃ )
土探 Soil
depth(era )
春3～5月
Spring M ar．～M ay
夏6～8月
Summer J Aug
秋9—11月
Autumn Sop．～N0v．
土深
SO l1 depth(era)
春3～5月
Spring Mar．～May
夏6～8月
Summer Jun．~Aug．
秋9～11月 A
Aum So p ～NOV．
皋12～2A
W inter Dec．～Feb．
采土撵度 Sampling depth(cm)
质地(中国制)Soil texture
pH (H2o)
(KCI)
有机质 Organic matter(g／k8)
全氨 Tots]N(g／kg)
全磷 Total P os(g／k8)
全钾 Total KzO(g／kg)
水解氨 Hydrolyz~ble N(啦 ，kg)
有效碑 Available Pz05(mg／kg)
有效钾 Available K20(mg／kg)
交换量Exchange capacity(cmol／k8)
l0．2 22．4 9．4 20．3 9．6 11．5
O～ 2O 20～ 4O O～ 20 20～40 O～ 20 20～ 4O
砾质壤 牯壤 桔壤 轻牯 轻桔 轻牯
C~ave1]y Clayey Clayey Light Light Light
loam loam loam =layey clayey clayey
I．91 5．27 5．02 5．19 5．01 5．32
3 99 4．03 4．04 3．97 4．03 4．05
U．60 6．04 13．5O 5．20 15．50 6．47
0．558 0．380 仉 684 0．369 m 831 0．403
0．68 — 0．70 — 0．7l —
l2．15 一 l2．29 一 l2．3l 一
180 220 600 220 790 650
6．8 m 76 11．6 仉 76 15．5 9．9
88 57 76 79 85 121
13．02 13．61 11．84 16．47 10．81 13．12
*有机质 r硫酸一重豁酸钾窖量法 F全氨 硫酸消化一重格酸押法；全■·磺酸钠碱焙一钼锑抗比色法 F全钾，火焰光度
渚；水解氮一碱解蒸惦法F有教磷t氢氧化竹 草酸钠法F有教押一硝酸提取一火焰光度法；变换量 EDTA-醋酸镑法。
* Organic rc~tter：K2Cr2or So·capacity method F Total N r K oⅢH SO．dJsstillation method F Total P2o5{
Os alkali fusion—Mo—Sh—Ascorblc acid colorimetrJe method FTotalK{flame photometry；Hydroly-zab]e N{alka li fusion
distillation method；Available P{NaOH-NazC204 method~Available K：HNOa extraction flame-photometry；C． E．C EDTA
NH Ac method．
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臣
6期 王明珠等 ：红壤丘陵区生态农业模式研究 597
1．2 顶林一腰目一答农一塘渔是生态农业的主要模式
红壤丘陵的丘顶，土层薄、旱、瘦，宜种根系分布探、抗逆性强．保水土的多年生湿地松、桉树、胡植子等
林灌草}坡麓土壤相对厚、肥、润，雨季常受测渗浅层水影响，主要种植水稻或耗水多的蔬菜和饲料I坡腰介
于两者之间，适宜发展能吸收心土层水分，经济、生态效益较好的柑桔、板粟等果、茶 、桑园 丘问塘库则可
放养鱼和珍珠，从而构成了。顶林、腰园、答农 、塘渔 的立体种植模式 。其中林、园、农三者比例因丘陵坡
度和高差而异，一般坡度5～10。、高差15～s0m者以3 3，4为宜，平缓者以2·3(4)；5(4)为好 ‘峻陡者以5(4)·
3(4)：(2)为妥。
在试区林、园内I利用时空差进行结树配置啪 表2表明，丘顶马尾按疏林混交木荷、桉树(2)}套种胡植
子、狗牙根(3)，生物量均比对照(1)提高1．5～4．1倍}覆被率增加9 ～42 I水土流失量减少l，2～1／3}径
流系数降低0·l1～0．20 授坡桃园初期间套花生，3a后更换舟绞股兰、草莓．比单作增加有效水3～9g／ I
有机质0．04～吼l ／kg}效益提高37．0 ～67．4 。
寰2 丘顶林地的立体结构配置比较‘
Table 2 Com pare of several trees arrangement n hilltop forest land
村种配置 覆盖率( )生物量 流失量 径流系数 ~ J"Water(g／kg) ：~ Nutrient(g／kg)
Trees Cover B~omass Loss Runo一 30kpa含水 有教水 有机质 垒氟 垒磷 垒钾
*生物量：1987~1996年平均；其它项目：1993~1994年平均{针叶林是马尾橙I针闫{冕交林是马尾梧、术荷、桉树I乔
瘫草是马尾松 胡枝于和拘牙根等．
Biomass}舢 n 1 7～ 1996；Other itemst 甜抑 pine,pine—broad leaf mixed M~son pine，＆ 撕
．Eucalypt岫 l
Tree—shrub—grass：Ma~son pine，L~spcdeza and grass．
2 I视种养结合殛多层利用
与试区推行生态农业模式的同时，塘边建猪场．形成种养结合、多层利用的食物链 ，即林草枝叶
、青
饲料、配合饲料喂猪一猪粪尿育菇、制摺一?召肥、菇渣入塘养鱼、育珍珠一塘淤返田、培肥塘基与集水基面
(图1)。使塘库与其周围红壤的集流面各部分，联系成农业利用意义上的有机整体．进一步提高红壤区的整
体开发效益。
图1 种养结音 多层利用的链式循环
· 1 The chain recycle of the combination of planting and feedin~l
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3 提高事层利用各环节的效益
食物链种养结合部常出现物流能流失调、阻滞、内耗与浪费等现象。因而，必须对其实行调控，重点在
哥饲料配置、粪尿投放、制菇育沼和塘淤返田等几个方面的调控，力求增产增效。
3·1 饲料配置
猪场多以配合饲料喂养瘦肉型猪，但饲料的不同配比直接影响饲料能的转化效率和经济效益 从能量
转化角度看，饲料总能中的消化能越高．能量转化率也高。通常将猪的耗用饲料量与猪的毛重之比(ep饲料
泵致)作为表示能量转化率的指标。由表3可见，猪从小到大，饲料系数增大、消化能比总能渐小}意味着能
量转化率下降，但日饲量增多，日增重加快，粗料比重加大使产投比升高。从经济效益角度看，长期配合饲
料喂养，成本较高，表4在配合饲料中加3o 青料．结果瘦肉率均为57．1 ，El增重减少o．Ol9kg／头，成本却
节省0．73元，kg，开支减少25．34 ，产投 比由1．8增至2．4。
表3 童内型猪的物质能量转化情况
Table 3 Transformatloa status of sab~tanee and energy on ]ean meat type of ptg
组别
Grou~fl
每组
头教
No-per
group
试验天数 试前均重 试后均重
Epxerl— Be／ore Afar
E~en$ exper[． experi．
days ks／头 kS／头
净增重
Net
ks／头
日增重” 投料” 青料
Increase 配合斟 Green
per day Compound kS／头
ks／头 ks／头
饲料 增重成本
系数 元／ks
Fo4tder Cost of
coefti． inc yua~／kg
试验组
Ex~rimenta]
对照组
~ontrD1
7 2．1 5
2．88
I)单位,ks／头；the unit：kg／pig-
3’2 粪尿投放
由圉2可见·试区塘库投放粪尿后，在鱼单产<650kg／hm 的1989年以前．产量与粪尿投放量呈正相关
这是随着粪尿投放量增多．水体透明度降低 ，浮游植物增加，初级生物量也逐年递增(图3)，促进以浮游植
物为生的肥水鱼(鲢、鳙鱼)生长加快。但1990年粪尿投放量高达499．5kg／hm ．d以后．产量并没有相应递
增。相反，投放束发酵的粪尿过多 ．水中氯淮度高达l6．58mg／I，非离子氯含量达o．14mg／I．分别超过规定
安全浓度的25 和1．8倍，导致肥水鱼盛夏烂鳃、肠炎、窒息，死亡率达12 。1991～1993年通过水质动态和
鱼产量相关分析．确定该区塘库的畜禽粪便负荷临界值为320kg／hm ．d，即每公顷水面(平均水体 1．2～
1-5m深)不得超过存栏肉猪65头的粪尿投放量，多余粪尿则应分流^园八田。1994年改粪尿周年投放为鱼
的生长期间(4～11月)投放}尽管粪尿投放量减少1／3，鱼产量仅减少10．6 ，产投比从2．5提高至3．o。1995
年干塘时改蝎泽而渔为捕大放小(<0．5kg鲢、鳙鱼禁捕)，加麓以磷酸钠钙盐为主要成分的鱼特灵(800kg／
hm )以补磷增钙 ．使水体初级生产力增至7～9go2／m ．d，1996年鱼单产创历史最高水平，比高产的1 992年
增加47．3 。
3．3 制沼育菇
怊气生物能转化受物料组成、配比、温度等多因素影响。粪尿与草不同配比的5次产气试验表明：粪、草
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王明珠等 ：红壤丘陵区生态农业模式研究
3tl产气率最佳f平均3kg猪粪与1kg草料产气0．257m 。其沼气热值以2299kJ／m 计，热系数0．6，实际热效
益为1380kJ／m 。大致相当于直接燃烧的草料、猪粪。只是沼肥保存了草、粪的大部分养分元素，若以粪屎和
招渣液 比同样计，沼液 中有机碳、氯、磷 、钾的含量分别相当于藉粪尿的45蹦；48 ；20％；77％(表5)。可见
沼气利用了有机物能量，降低了草料C／N比，促进养分无机化
誊
_E里
娶
羹
圉3 19874 1996年间7月的3因素变化
Fig．3 3~actots change July 1987~ 1996
表5 诂粪、沼肥养分含量
TDble 5 Nutrient content of duⅡg＆bJogas]|quid and residu~
灌、草、秸藤秆栽菇试验表明；生料栽培高于熟料栽培。就不同料产出率而言 ：生料以豆科花生藤最高，
达93．6 ～97．6％}禾本科青草最低，仅76．0 ～78．4 。熟料 豆科植物高于禾本科植物}平菇以低温型
的“西德33号”高于中温型的“亚光1号 (表6) 可见?丑液添加物料栽菇以生料豆科最佳
3．4 塘淤返田
粪尿入塘的养分，除部分挥发和渗漏损失外，主要分布在鱼、水体和淤积物中 从表7可以看出，淤积物
聚积了粪尿中的13．8 氮}2o．6 磷；72．34钾．说明塘库底部已成了能量和营养物质的“陷阱”。这不仅阻
碍养分转化利用，而且极易引起鱼病和泛塘 。淤积物包括集水基面流失物，粪肥和流水带入的悬浮物等。试
区塘库1958年修建以来，底面 已淤积155cm厚，平均3．97cm／a 由表8可见：塘库上游至下游，年淤积量 由
53．7kg／m。减至37．6kg／m ；但淤泥养分含量却逐渐递增 ．尤以钾更明显 所 ，淤泥返田，从养分而言，应先
清下游；从清淤而言．上中游清淤量比下游增加1／3 清淤后，既可增加水体空间、改善窖氧条件，又能增进
基面肥力、提高果、粮、饲草生物量 试验表明：冬季亩施百担塘淤，翌年黑麦草增产52．2 }白三叶增产
3O．8 。
据水质变化定位监测，水体营养状态变化甚速 在投粪接近负荷临界值条件下，贫养状态当年即起转
化}第2年建立稳定的生物物质循环}第3年进入富营养状态；第4～5年则应清淤返 田，降低养分水平，使鱼
塘养分变化模型呈马鞍形。这里关键是计算塘库养分的输入与输出，以确定投粪与取淤时间的最佳平衡
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生 态 学 报 l8卷
衰6 各种生熟料对平菇产量的影响(kg／100kg)
Table 6 Yield of p_anttⅡg mushroom by several substances
衰7 粪尿养分在各部分中的分布(以投放量320kg，lm ．d，1994·4～11)
Table 7 N~trient distribution after puttlng dunginto pored(count by 320 kg／hm ．d，1994．4～11)
衰8 塘泥淤积量趸其莽分含量(1994年12月采样，供干重)
Table 8 Deposition quantity of silt and Its nutrient c0 DI搠1t(samp1i g 1994．12)
参 考 文 献
1 红黄壤利用改良区划协作组．中国红黄壤地区土壤利用改良区划．北京 农业出版杜．1985
8 王明珠等·江西低丘红壤开发模式的优化和应用．中国红黄壤地区农业综合发展与对策．北京：中国农业科学出版社．
1995．512～ 5ig
8 RodM acRBe．Biological agrlcuhure and hottlcultuze．1992，6(1)f8～10
4 Wu Sl~nnmelt Ecological agricuhu~e wic~n a densely populated am In China
． Agrlc~2mre．Ecosys~n d 西 “m
枷 f．1989．27f597～ 507
5 丁介一等．新鲜猪粪与厌氧发酵猪粪养鱼效果的对比试验．水产养殖．1988．1：6～9
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