全 文 ：第 17 卷第 2 期
2010年 4月 水土保持研究Resear ch of So il and Water Conser vation Vo l.17 , No.2Arp., 2010
　
豆科牧草和灌木在元谋干热河谷小流域
综合治理的应用研究＊
龙会英1 ,金 杰1 ,张 德1 ,史亮涛1 ,张明忠1 ,朱红业2
(1.云南省农业科学院 热区生态农业研究所 , 云南 元谋 651300;2.云南省农业科学院 科研管理处 , 昆明 650231)
摘　要:根据干热河谷金雷小流域水土流失严重 ,土壤退化 , 肥力低等现状 ,利用热带牧草具有饲养牲畜 、改良土壤
及保持水土功能 ,开展热带牧草在金雷小流域综合治理的应用研究。结果表明:①果草复合高效栽培模式中 , 龙眼
园行间种植柱花草 ,其培肥改土效果是显著的 , 随着种植年限增加 , 土壤中有机质 、速效磷 、速效钾 、碱解氮值含量
逐年增加;②植物篱埂应用模式中 , 在农用旱地地埂种植灌木南洋樱为生物篱埂 ,具有一定保水培肥效果 , 农作物
横坡种植 ,水土流失得到有效控制 , 侵蚀模数减少了 12 986.8(t/ km2 · a), 水土流失减少率 76.02%,鲜叶作为绿肥
其培肥改土效果是显著的;③庭院经济种草养兔模式中 , 开展几种鲜草混合饲喂肉兔效果及经济效益研究 ,饲喂新
西兰肉兔 ,菊苣的适口性最好 , 饲喂效果较好 ,适宜在干热区扩大种植 ,发展肉兔养殖。
关键词:豆科牧草和灌木;干热河谷;小流域;综合治理
中图分类号:S157;X171.4　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1005-3409(2010)02-0254-05
The Application Research of Leguminous Forage and Shrub Used in the
Comprehensive Control of Small Watershed in the Arid-hot
Valleys of Yuanmou , Yunnan Province
LONG Hui-ying1 , JIN Jie1 , ZHANG De1 , SHI Liang-tao1 ZHANG Ming-zhong1 , ZH U Hong-ye2
(1.Institute o f T ropical Eco-agricultural Sciences , Y unnan Academy o f Agriculture Sciences , Yuanmou , Y unnan 651300 ,
China;2.Science and Technological Division , Y unnan Academy o f A gricultural Sciences , Kunming 650231 , China)
Abstract:According to the present situations of severe soil and w ater loss , heavy soil deg radation and low soil fertil-
ity in Jinlei small watershed of arid-hot valleys , we developed an application research on the comprehensive control
of the Jinlei small watershed by the use of the t ropical forage and shrub s functions in livestock to feed , soil im-
provement and soil and w ater conservation.And the research results show ed as follows:①Intercropping of Dimo-
carpus longgana Lour.and Sty losanthes guianensis improved soil quality significantly.With plant aged , soil or-
ganic mat ter and available N , P and K increased accordingly year by year.②To plant Gliricidia sepium (Jacq.)
Steud.as hedgerow s on arable land could prevent soil erosion to some extent and increase soil quality.The cross
slope planting could decrease 76.02%of soil and w ater loss and the erosion modulus decreased 12 986.8 t/(km2 ·
a), It w as good fo r improve soil quali ty to plough into f resh leaf of Gliricid ia sepium (Jacq.);③To feed
rabbit w ith several mixed fresh fo rag e made economic benefit s in courty ard economy .Study on the ef fects
and economic benefi ts of feeding New Zealand meat rabbits wi th the Cichorium Inlybus show ed that i ts
dainty characterist ic w as the best choice and Cichorium I nlybus also had good feeding effect , all of w hich
meant that Cichorium Inlybus was sui table to expand i ts plant ing area to develop meat rabbit feeding.
Key words:Leguminous fo rage and shrub;Arid-ho t valleys;smail w atershed;integ rated contro l
＊ 收稿日期:2009-11-03
　基金项目:国家科技支撑计划(2008BADB3B08);云南省自然科学基金(2008CD182)国家 “十一五” 科技支撑计划项目
“ 2006BAC01A11” 。
　作者简介:龙会英(1965-),女 ,云南蒙自人 ,副研究员, 主要从事热区农业资源利用研究及干热河谷生态恢复技术示范。 E-mail:yn-
huiyingl2003@sina.com
　通信作者:朱红业(1966—),男 ,副研究员 ,主要从事农业生态与环境方面的研究。 E-mai l:hongyezhu@msn.com
　　元谋干热河谷高温干旱 ,水土流失严重 ,生态环
境退化 ,生态环境的退化造成大量的表土被冲蚀 ,土
层变薄 ,土地生产力降低 ,土壤肥力低[ 1-2] ,生态环境
脆弱 ,不合理的开发利用使本区成为土壤退化严重
的地区之一[ 3] 。元谋金雷小流域水土流失严重 ,水
土流失加剧了水土资源的匮乏 ,旱坡地多 ,优质地
少 ,水土资源成为制约本区发展的瓶颈。研究结果表
明 ,该流域治理前部分研究区年径流模数高达 37.88
万m3/(km2 · a),土壤侵蚀模数高达17 082.1 t/
(km2 · a),为剧烈侵蚀[ 4] 。小流域综合治理己成为
我国水土保持生态建设的一条重要技术路线 ,为改
善我国水土流失地区生态环境 、发展农村经济 、促进
经济社会可持续发展做出了显著的贡献[ 5] ,其目标
建设生态良好 、生产发展 、生活富裕的和谐小流域上
来[ 6] 。我国对小流域综合治理的水土保持效果作过
较多的研究 ,利用综合治理措施进行植被恢复 ,能显
著地减少严重侵蚀地的水土流失。因此 ,开展小流
域综合治理 ,实现小流域的可持续发展 ,是本区可持
续发展的选择。为此 ,云南省农业科学院热区生态
农业研究所在长期的生态治理研究中 ,通过国家“八
五” 、“九五” 、“十五”及“十一五”生态恢复与治理项
目的实施 ,总结了一些适应本区的生态综合治理技
术和模式 。草灌植物是元谋干热河谷的主要自然覆
盖植被[ 7-8] ,在本区乃至整个长江流域的生态环境治
理与恢复及庭院经济(畜牧业)发展中占据一定的地
位。利用草被具有饲喂牲畜 ,保持水土 ,改善土壤结
构 ,增进土壤肥力等作用[ 9] ,开展热带牧草在元谋干
热河谷小流域综合治理的应用研究 ,为干旱及半干
旱地区的小流域综合治理提供理论依据和实践
指导 。
1　试验对象与方法
1.1　试验区概况
金雷小流域位于元谋县黄瓜园镇 ,属典型金沙
江干热河谷气候 ,海拔 1 060 m ,年平均气温 22℃,
年日照时间为 2 670.4 h ,最热月(6 月)28.5℃,最
冷月(12月)15.9℃, ≥10℃年均积温为 8 552.7℃;
年均降雨量为 645 mm ,年降雨量低 ,但雨季较为集
中 ,5-10月降雨量占全年 94.6%,年蒸发量为降雨
量的 4倍 。流域共有土地面积 1 934.67 hm2 ,其中
耕地总面积 246.84 hm 2 ,林地 1 332.6 hm2 ,退化荒
山荒地 170.5 hm2 ,其他面积 184.7 hm2 。荒山荒坡
主要植被类型以野生草本植被为主 , 包括扭黄茅
(Heteropogon contortus)、三芒草(Aristida adscen-
sionis)、叶下珠(Phy l lanthus urinaria)等[ 10] ,流域
内 作物种植种类主要是水稻 、蔬菜 、西瓜 、甘薯 、花
生 、玉米和部分果树。土壤沙性 ,大多为燥红土 。部
分样地 0-20 cm 土层有机质质量分数 0.838%,全
氮质量分数 0.072%,速效磷 35.9 mg/kg ,速效钾
103.0 mg/kg ,pH 值 7.11。20-40 cm 土层有机质
质量分数 0.508%,全氮质量分数 0.086%,速效磷
40.9 mg/kg ,速效钾 132.00 mg/kg , pH 值 7.24。
干旱缺水 ,降雨分配不均 ,水资源总量严重不足 。据
初步测算 ,近似“土林“的严重水土流失区面积占全
流域近 60%,生态环境退化日趋恶化 ,土壤退化是
小流域目前存在的最大生态问题 。
1.2　试验设计
1.2.1　果草复合高效栽培试验区建植　试验点选
在流域内羊开窝基地人工生态恢复乔草复合模式示
范区。选用优良豆科牧草柱花草(S ty losanthes
guianensis),在龙眼(Dimocarpus longgana Lour.)
幼果园行间种植柱花草 3 行 , 1 行未种植。柱花草
距龙眼树150 cm ,株行距 50 cm ×50 cm 。柱花草生
长季节刈割饲喂山羊。
1.2.2　植物篱埂与旱地水土保持试验区建植　试
验点选择在流域内的小新村旱坡地生物篱埂与旱地
水土保持种植示范区 。2004-2007 年在旱坡地地
埂品字型种植速生的豆科灌木南洋樱[ Gliricidia
sepium (Jacq.)S teud .] 2 000余株作为植物篱 ,株
距 40 ～ 50 cm 。农作物(甘薯 、花生和玉米等)横坡
种植。
1.2.3　庭院经济种草养兔试验区几种鲜草混合饲
喂肉兔效果及经济效益研究　试验点选择在流域内
的小新村村民家 。用新罗顿豆(Neonotonia wight-
i i)、热研 2号柱花草(Sty losanthes guianensis CV.
Reyan No.2)、菊苣(Cichorium intybus)、甘薯藤
(I pomoea batatas)鲜草分别与坚尼草(Panicum
ma xiumum)鲜草混合饲喂肉兔效果研究。选择大
小相近 、健康的新西兰肉兔 24只 ,平均体重为3.037
kg 。A:坚尼草+新罗顿豆;B:坚尼草+柱花草;C:
坚尼草+菊苣;CK:坚尼草+甘薯藤 4个处理组。
每天分 6:30-7:00 、12:30-1:00 、18:30-19:00三
个时间段饲喂肉兔 。试验分预备试验期和正式试验
期 ,预试期为 10 d ,正试期为 30 d。
1.3　观测指标与测试方法
1.3.1　果草复合高效栽培试验区
(1)间作柱花草改良土壤效应。试验地在种植
柱花草前和种植 2 a后 S 型采集土壤样品 ,土壤养
分测定数据由农业部农产品质量监督检验测试中心
提供。
·255·第 2 期 　　　　　　龙会英等:豆科牧草和灌木在元谋干热河谷小流域综合治理的应用研究
(2)单作与间作经济效益分析 。重量法测定龙
眼和柱花草产量 。每公顷单作样地经济效益=龙眼
产量(kg)×8.00元/kg ,每 1 hm2 间作样地经济效
益=龙眼产量(kg)×8.00元/kg+柱花草产量(kg)
×0.340 3元/kg 。
1.3.2　植物篱埂与旱地水土保持试验区
(1)植物篱埂保持坡地水土效应。在旱坡地地
埂种植南洋樱 ,形成植物篱南洋樱—农作系统和侵
蚀沟沟边模式 ,农作物(甘薯 、花生和玉米等)横坡种
植。建立水土流失自动监测站 ,采用数字式浮子水
位增量编码器 ,全自动径流泥沙水样取样器 ,观测控
制面积为 6 hm2 。
径流模数通过水位仪测出整个治理区总径流
量 ,再根据汇水面积计算径流模数 。
侵蚀模数通过取样器 ,定量收集每次径流混合
泥沙样 ,用烘干法测泥沙含量 ,计算总泥沙流失量 ,
再根据水土流失面积折算土壤侵蚀模数。1年的土
壤侵蚀模数为单次土壤侵蚀模数之总和 。
(2)植物篱埂南洋樱改良坡地土壤效应 。在南
洋樱生长超过1.5 m 时 ,离地 50 cm 刈割 ,将其叶片
从茎上分离 ,然后将带叶柄的叶均匀的施在沟里 ,随
后翻耕入土壤中 ,入土深 10-20 cm ,压青 2 a 后 S
型采集土壤样品 ,土壤养分测定数据由农业部农产
品质量监督检验测试中心提供。
1.3.3　庭院经济种草养兔试验区几种鲜草混合饲
喂肉兔效果及经济效益　肉兔对各种鲜草的采食
率:不同鲜草采食率=(饲喂量-剩余量)/饲喂量×
100%、肉兔日饲喂量和实际采食量 、肉兔对各混合
饲草的消化率:消化率=(日采食饲草量 -日排粪
量)/日采食饲草量×100%、肉兔饲料报酬 。
1.3.4　数据来源和处理
试验数据统计用 M icrosof t Excel 软件处理。
用手持 GPS 测定仪测定试验区海拔 、北纬和东径。
试验地种植前的土壤养分测定数据由农业部农产品
质量监督检验测试中心(昆明)提供。气象要素由元
谋县气象局提供。
表 1　龙眼园间作柱花草样地与未间作样地 2 年后土壤养分比较
土层/ cm 处理 有机质/ % 碱解氮/(mg· kg-1)
速效磷/
(mg · kg-1)
速效钾/
(mg · kg -1)
0-20
间作样地 0.836 61.2 12.10 74.20
单作样地 0.409 38.4 7.55 62.50
两者之差 0.427 22.8 4.55 11.70
20-40
间作样地 0.565 60.5 14.40 43.90
单作样地 0.280 36.9 11.40 35.70
两者之差 0.285 23.6 3.00 8.20
表 2　龙眼单作与龙眼-柱花草间作经济效益比较
项目 柱花草鲜产量/(kg· hm -2)
龙眼产量/
(kg · hm -2)
经济效益/
(元· hm -2)
间作与单作比较/
(元· hm -2)
间作样地 32001.0 1311.0 21378.0 10062.0
单作样地 0 1414.5 11316.0
2　结果与分析
2.1　果草复合高效栽培试验区
2.1.1　种植柱花草改良土壤效应　间套作能较好
地利用作物的高低 、生长期差异 ,使光 、热 、水 、土资
源得到充分利用 ,提高复种指数和农产品的产出率 ,
使种植业向集约经营 、高效产出方向发展[ 12] 。龙眼
园行间种植柱花草 ,充分利用了土地 ,达到以园养
园 、减少单作风险的目的 。由表 1可看出 ,在龙眼行
间种植柱花草 2 a后 ,龙眼园的土壤养分得到提高 ,
种植柱花草样地 0-20 cm 土层土壤养分高于未种
植样地分别为:有机质 0.427%、碱解氮 22.8 mg/
kg 、速效磷 4.55 mg/kg 、速效钾 11.70 mg/kg 。种
植柱花草样地 20-40 cm 土层土壤养分高于未种植
样地分别是:有机质 0.285%、碱解氮 23.6 mg/kg 、
速效磷 3.00 mg/kg 、速效钾 8.20 mg/kg 。说明柱
花草其根瘤可以固氮 ,改良土壤 ,提高土壤肥力 ,见
表 1。
2.1.2　单作样地与间作样地经济效益比较　从表
2可看出 , 作物种植 2 年 , 龙眼单作公顷产值为
11 316.0元 ,龙眼+柱花草复合模式可实现公顷产
值 21 378.0 ,比龙眼单作提高 47.1%。进一步说明
间作体系一方面有效利用果园光 、能及空地 ,提高了
土地单位面积的生产力;另一方面减少作物单作风
险 ,达到土地持续利用与发展 。
2.2　植物篱埂与旱地水土保持试验区
2.2.1　种植植物篱埂对旱地保水效应　从表 3可
以看出 ,监测区建立地埂植物篱-农作系统和侵蚀
·256· 水 土 保 持 研 究 　　　　　 第 17 卷
沟边种植 ,农作物(甘薯 、花生和玉米等)横坡种植 ,
能有效减少监测区土壤水土流失 ,生态得到有效恢
复 ,3年能使地表径流减少了 167 470.87 m3 ,径流
模数减少了 29.13 万 m3/(km2 · a), 减少率
76.90%。减少土壤流失 12 986.8 t/(km2 · a),减
少率 76.02%。
表 3　水土流失治理效益
年 份 径流模数/(m3 · km -2· a-1)
减少率/
%
侵蚀模数/
(t· km-2 · a-1)
减少率/
%
侵蚀
强度
2004 37.88 万 - 17082.1 - 剧烈
2006 8.75 万 76.90 4095.3 76.02 中度
2.2.2　种植植物篱埂对旱坡地改良土壤效应　从
表 4可以看出 ,在南洋樱植物地埂围篱的地块施入
南洋樱鲜叶 1 000 kg/hm2 ,通过亚青处理 2 a后 ,与
未施入地块的对此 , 0-15 cm 土层土壤有机质增加
0.22%、水解氮增加 1.8 mg/kg 、有效磷增加 0.12
mg/kg 、有效钾增加 7.9 mg/kg;15-20 cm 土层土
壤有机质增加 0.15%、水解氮增加 2.2 mg/kg 、有效
磷增加 0.23 mg/kg 、有效钾增加 17.3 mg/kg 。表
明压青后的枝叶还田及腐根枯落物能改善土壤结
构 ,土壤的有机质 、有效磷和有效钾均有所增加 ,有
效提高了土壤肥力。
表 4　施入南洋樱鲜叶 1000 kg/ hm2 的土壤养分增加量
土层/
cm
有机质/
%
碱解氮/
(mg· kg -1)
有效磷/
(mg · kg-1)
有效钾/
(mg · kg -1)
0-15 0.22 1.8 0.12 7.9
15-30 0.15 2.2 0.23 17.3
2.3　庭院经济种草养兔试验区几种鲜草混合饲喂
肉兔效果及经济效益
在庭院经济种草养兔试验区开展几种鲜草混合
饲喂肉兔效果及经济效益研究表明:肉兔对不同混合
的各饲草的采食率从低到高顺序为坚尼草(55.3%)
<柱花草(68.6%)<新罗顿豆(76.2%)<甘薯藤(83.
0%)<菊苣(91.5%);肉兔对新罗顿豆+坚尼草 、菊
苣+坚尼草 、甘薯藤+坚尼草混合饲草的消化率间差
异不显著 ,均与柱花草+坚尼草混合饲草消化率差异
显著;菊苣+坚尼草混合饲喂肉兔平均日增重及利用
率较高 ,分别与新罗顿豆+坚尼草 、柱花草+坚尼草
混合差异显著 ,与甘薯藤+坚尼草混合差异不显著 ,
新罗顿豆+坚尼草 、柱花草+坚尼草混合饲喂肉免
平均日增重及利用率均与甘薯藤+坚尼草混合差异
显著;菊苣+坚尼草混合饲喂肉兔在经济效益方面
最佳 ,比甘薯藤+坚尼草高 40.68元。饲喂新西兰
肉兔 ,菊苣的适口性最好 ,饲喂效果较好 ,适宜在干
热区扩大种植 ,发展肉兔养殖 ,见表 5 。
表 5　几种鲜草混合饲喂肉兔效果及经济效益
处理
牧草混合方式
A B C CK
新罗顿豆+
坚尼草
柱花草+
坚尼草
菊苣+坚
尼草
甘薯+坚
尼草
备注
干草采食量[ g/(只· d)]
产生兔粪量[ g/(只· d)]
饲草消化率/ %
205.2
94.6a
53.89a
195.9
112.2a
42.74b
184.3
61.9b
66.41a
197.3
79.6a
59.65a
注:兔粪产量比较标准误为 S E =
10.6;消化率比较标准误为 S E =
5.31;同列不同字母表示差异显著。
平均日增量(g/只)
料∶肉比
6.7b
30.6∶1a
6.2b
32.0∶1a
16.2a
11.6∶1b
12.9ab
16.0∶1b
注 5:平均日增重比较标准误为 SE =
1.8;料肉比比较标准误为 S E =
3.373;同列不同字母表示差异显著。
经济
效益
毛利/元 0.77 0.67 2.09 1.48
增收与对照相比/ % 51.86 45.51 140.68 100.00
3　小　结
试验表明:在小流域综合治理中 ,种植热带牧草
具有保持水土 、改良土壤 、增加农村经济效应 。
(1)在幼龄龙眼行间种植优良豆科牧草柱花草
2 a ,间种样地土壤的有机质 、速效磷 、速效钾及碱解
氮的含量均比单作样地高 ,有效的改良了土壤 ,提高
了土壤肥力 ,同时也提高了单位面积产量。进一步
说明在干热河谷特殊区域中 ,进行果-草复合高效
栽培是该区发展果园经济的新理念 ,也是干热河谷
植被恢复水土保持的重要模式 。通过果园果草复合
种植 ,既提高果园的总经济产出 ,又能保持水土 ,增
加土壤有机质而改良土壤 ,起到免耕保育土壤的作
用。但对于成龄果园内热带牧草的选择及果草模式
的配置还需要做进一步的研究 。
(2)地埂是宝贵的土地资源 , 合理开发利用地
埂 ,在地埂上因地制宜地种植耐旱 、适应性强 、生长
迅速 、保持水土的果 、饲草等 ,可以巩固地埂 ,减轻侵
蚀 ,提高土地的利用率[ 13] 。有研究表明 ,营造等高
固氮植物篱 3 a后 ,地表径流 、土壤侵蚀得到极大改
·257·第 2 期 　　　　　　龙会英等:豆科牧草和灌木在元谋干热河谷小流域综合治理的应用研究
善[ 14] 。同时大量的枝叶还田及腐根枯落物有效改
善土壤结构 , 提高土壤肥力 ,能有效提高土壤有机
质 、全氮含量 、作物普遍增产[ 15] 。在干热河谷旱地
地埂种植南洋樱为植物篱 ,农作物(甘薯 、花生和玉
米等)实行横坡种植 ,可有效减少和控制监测区水土
流失 ,保持了水土 ,监测区地表径流和径流模数减
少 ,与他人的研究相符合 。利用新鲜叶片作为绿肥 ,
通过压青处理 ,可有效提高土壤肥力。
(3)农民利用房前屋后的空闲地从事庭院开发 ,
可以使闲散的劳动力和有限的土地资源得到有效利
用 ,做到人尽其才 、地尽其力 、物尽其用[ 16] 。在区域
庭院间开展种草养兔 ,可有效利用庭院空间 ,采取多
层笼养饲养 ,饲草科学配比饲喂 ,有利提高村民的经
济收入 ,增加区域农业农村经济。但是 ,庭院经济要
实行集约经营 ,在庭院范围内密集劳力 、资金和技
术 ,尤其增加科技含量 ,提高单位面积产出。在养殖
业 ,宜采取多层笼养等密集饲养 ,科学配料 ,精心饲
养管理等 ,提高成活率和出栏率 ,增加农民收入。
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菜类硝酸盐含量高出茄果类蔬菜上百倍 。
(3)因此 ,针对不同种类蔬菜 ,研究确定合理的
氮与其他营养元素用量及配比 ,利用遗传育种 、配方
施肥 、水分管理 、采收时期控制等技术 ,对降低蔬菜
硝酸盐含量 ,提高蔬菜品质具有重要的意义。
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