岳自慧，眭克仁，刘 平，刘学军，张煜明，翟汝伟，王 文

(1.宁夏回族自治区水利科学研究院，宁夏 银川 750021；2.宁夏回族自治区农业综合开发办公室，宁夏 银川 750001)

宁南山区坡改梯作物产量变化规律研究

岳自慧1，眭克仁2，刘 平1，刘学军1，张煜明1，翟汝伟1，王 文1

(1.宁夏回族自治区水利科学研究院，宁夏 银川 750021；2.宁夏回族自治区农业综合开发办公室，宁夏 银川 750001)

梯田；建设年限；作物产量；宁南山区

对国家农业综合开发水土保持项目宁夏项目区6个重点小流域实施坡改梯工程后不同年限的作物产量进行了为期4年的跟踪监测研究，结果表明：不同年限梯田小麦产量、玉米产量和马铃薯产量均以5年以上梯田最高，其次为3～5年梯田，与坡耕地相比，水平梯田修建3年后能够达到增产效果，5年以上的梯田增产效果更为明显；梯田修建初期，种植小麦和玉米均会出现减产现象，但种植马铃薯不会减产，在配套相应的培肥措施的条件下，修建当年种植马铃薯就能达到增产效果，因此马铃薯可作为宁南山区水平梯田修建初期种植的先锋作物。

1 项目及项目区概况

1.1 项目概况

国家农业综合开发水土保持项目是宁夏重要的水土保持工程之一，为了研究坡改梯后不同年限、不同作物产量的变化规律，分析坡改梯后的经济效益，为政府决策提供科学依据，受宁夏回族自治区农业综合开发办公室和宁夏水利厅水保局委托，宁夏水利科学研究院开展了国家农发项目宁夏项目区的监测与研究工作，选择隆德县打食沟项目区的红崖小流域、彭阳县李台项目区的炭洼小流域、固原市原州区上滩项目区的上滩小流域、西吉县腰巴庄项目区的上腰巴庄小流域、同心县下马关项目区的罗家滩小流域和海原县脱烈项目区的曹洼小流域等6个典型小流域作为重点监测流域，重点开展各流域特色作物产量、土壤水分、土壤养分、梯田保水保土效益、项目区牧草产量等方面的监测及研究工作。监测与研究工作自2013年开始，至2016年结束，连续追踪监测4年。

1.2 项目区概况

宁夏南部山区(简称“宁南山区”)位于我国黄土高原西部，属黄河中上游黄土丘陵沟壑区，包括固原市的原州区、西吉县、彭阳县、隆德县、泾源县和中卫市的海原县等5县1区，土地面积为16 783 km2，总人口189.98万人，其中回族人口占48.8%。该区海拔1 246～2 594 m，属温凉干旱的中温带气候类型区，年平均气温5～7 ℃，年平均降水量280～650 mm，降水量少且季节分布极不均匀，无霜期97～158 d，土壤水分蒸发强烈，作物生长极易受干旱威胁[1-3]。宁南山区山大坡陡，水土流失严重，致使生态环境恶化，土壤耕层变薄，耕地肥力下降，作物产量不稳定，成为宁南山区农业发展的主要制约因素。水平梯田既是宁南山区一项有效保持水土的措施，又是当地稳定并提高作物产量的基本农田形式[4]。近年来，为了减少水土流失，宁南山区大力实施坡地改梯田和配套设施的建设，截至2015年底，宁南山区建设水平梯田26.51万hm2，已发展成为宁夏粮食主产区。

2 作物产量监测方法

在重点监测小流域选择修建时间为1～2、3～5年和5年以上的梯田为监测地类，同时以相同区域种植同类作物的坡耕地作为对照。监测作物种类为小麦、玉米和马铃薯。通过对不同建设年限的水平梯田和坡耕地作物产量的连续监测对比，分析坡改梯后作物产量的变化情况及变化规律。在同一流域连续追踪监测4年。

(1)小麦测产方法。在同类型区成片梯田中选3个小麦种植区域作为调查单元，每个单元3个重复(每个重复种植面积不得小于0.2 hm2，品种相同)，每个重复按照对角线取样法取5个1 m×1 m的样方，将各样点取回的样品分组进行考种，然后计算小麦产量。

(2)玉米测产方法。根据各项目区玉米种植分布情况，选3个玉米种植区域，每个区域设3个重复，每个重复在考虑单侧边际效益的前提下随机量取3个3 m×3 m的样方，收获每个样方的所有果穗，称取果穗鲜质量X0，然后每个样方随机抽取果穗数目的20%称取果穗鲜质量X1，待自然风干后脱籽，称取籽粒质量Y1，依据籽粒质量Y1推算每个样方对应的籽粒质量Y0(Y0=X0Y1/X1)，求其平均值进而计算玉米产量。

(3)马铃薯测产方法。根据各项目区马铃薯种植的分布情况分别选取3个区域，每个区域设3个重复，每个重复随机量取3个3 m×3 m的样方。将样方内植株的块茎全部收获，分商品薯和非商品薯(非商品薯指质量小于50 g的小薯，以及病薯、烂薯和绿皮薯等)分别称量，求其平均值，去除杂质后(收获时薯块带土较多，每个样方抽取5 kg薯块，分别称量冲洗前后的质量，计算其杂质率)计算马铃薯产量。

(4)数据处理与分析。试验数据用Excel软件和SPSS数据统计分析软件处理。

3 不同建设年限梯田小麦产量综合分析

2013—2016年共监测到坡耕地和不同建设年限梯田小麦样方3 209个，见表1。由表1可知：小麦产量1～2年新修梯田为2 234.70 kg/hm2，3～5年梯田为2 840.70 kg/hm2，5年以上梯田为2 943.15 kg/hm2，坡耕地为2 736.00 kg/hm2。

表1 2013—2016年不同类型耕地小麦产量综合分析结果

分析结果(图1)表明，不同耕地类型中5年以上梯田的小麦产量最高，其余依次为3～5年梯田、坡耕地、1～2年新修梯田。3～5年梯田和5年以上梯田小麦产量与1～2年新修梯田小麦产量差异均达显著水平(P<0.05)，坡耕地与1～2年新修梯田之间小麦产量差异不显著。与坡耕地相比，1～2年新修梯田小麦减产18.32%，3～5年梯田增产3.83%，5年以上梯田增产7.57%。与1～2年新修梯田相比较，3～5年梯田小麦增产27.12%，5年以上梯田增产31.70%。

图1 不同建设年限梯田小麦产量分析结果

对4年监测结果进行分析后得出初步结论：坡耕地改梯田后种植小麦，1～2年内会出现减产现象，3～5年内产量可恢复到修建前水平并略有增产，5年以上可达到增产效果。

4 不同建设年限梯田玉米产量综合分析

2013—2016年监测到坡耕地和不同建设年限梯田玉米样方1 539个，见表2。由表2可知，1～2年新修梯田玉米平均产量为7 473.60 kg/hm2，3～5年梯田为8 423.10 kg/hm2，5年以上梯田为9 027.00 kg/hm2，坡耕地为7 551.90 kg/hm2。

表2 2013—2016年不同类型耕地玉米产量综合分析结果

由图2可知，5年以上梯田玉米产量最高，其余依次为3～5年梯田、坡耕地、1～2年新修梯田。5年以上梯田玉米产量与坡耕地和1～2年新修梯田差异均达显著水平(P<0.05)，坡耕地、1～2年新修梯田和3～5年梯田之间玉米产量差异不显著。与坡耕地相比较，1～2年新修梯田玉米减产1.04%，3～5年梯田和5年以上梯田玉米分别增产11.54%、19.53%；与1～2年新修梯田相比较，3～5年梯田玉米产量增加了949.50 kg/hm2，增产12.70%，5年以上梯田玉米产量增加了1 553.40 kg/hm2，增产20.79%。

对4年监测结果进行分析后得出初步结论：坡耕地改梯田后种植玉米，1～2年内会出现减产现象，但减产幅度不大；改造种植3年后，可达到增产效果。

图2 不同建设年限梯田玉米产量分析结果

5 不同建设年限梯田马铃薯产量综合分析

2013—2016年监测到坡耕地和不同建设年限梯田马铃薯测产样方2 652个，见表3。1～2年新修梯田马铃薯产量为19 041.15 kg/hm2，3～5年梯田为20 228.55 kg/hm2，5年以上梯田为21 596.85 kg/hm2，坡耕地为17 139.00 kg/hm2。

马铃薯产量综合分析结果(图3)表明，5年以上梯田马铃薯产量最高，其余依次为3～5年梯田、1～2年新修梯田、坡耕地。与坡耕地相比较，1～2年新修梯田、3～5年梯田和5年以上梯田马铃薯产量分别增加了1 902.15、3 089.55、4 457.85 kg/hm2,分别增产11.10%、18.03%、26.01%。与新修梯田相比较，3～5年梯田的产量增加了1 187.40 kg/hm2，增产6.24%，5年以上梯田产量增加了2 555.70 kg/hm2，增产13.42%。5年以上梯田马铃薯产量与坡耕地和1～2年新修梯田相比差异均达显著水平(P<0.05)，坡耕地与1～2年新修梯田之间、1～2年新修梯田与3～5年梯田之间马铃薯产量差异不显著。

对4年监测结果进行分析后得出初步结论： 坡耕地改梯田后种植马铃薯，修建初期即可达到增产效果，年限越长增产效果越明显。因此，马铃薯可以作为宁南山区水平梯田修建初期种植的先锋作物。

表3 2013—2016年不同类型耕地马铃薯产量监测结果

图3 不同建设年限梯田马铃薯产量分析结果

6 结 论

不同建设年限梯田小麦产量、玉米产量和马铃薯产量均以5年以上梯田为最高，其次为3～5年梯田。水平梯田与坡耕地相比较，修建3年后基本能够达到增产效果，5年以上梯田的增产效果更为明显，修建后种植5年以上的梯田与坡耕地相比，小麦增产7.57%、玉米增产19.53%、马铃薯增产26.01%，产量明显高于坡耕地和修建初期的梯田。

梯田修建初期，种植小麦和玉米均会出现减产现象，但种植马铃薯不会减产，在配套相应的培肥措施的条件下，当年就能达到增产效果，种植3年以上增产效果明显。因此，马铃薯可以作为宁南山区水平梯田修建初期种植的先锋作物。

[1] 岳自慧,刘平,刘学军,等.宁南山区新修水平梯田土壤快速培肥技术调查研究[J].中国水土保持,2015(2):25-27.

[2] 岳自慧,刘永军,刘平，等.宁夏南部山区新修水平梯田耕地质量提升技术研究[J].环境与可持续发展,2014,39(3):156-157.

[3] 苏秦.有机培肥对宁南旱作农田土壤理化性状及作物生长的影响[D].杨凌：西北农林科技大学,2009:5.

[4] 蔡进军,张源润,火勇,等.宁南山区梯田土壤水分及养分特征时空变异性研究[J].干旱地区农业研究,2005,23(5):83-87.

(责任编辑 徐素霞)

S157.31

A

1000-0941(2017)09-0056-03

岳自慧(1984—)，女，宁夏中卫市人，工程师，硕士，主要从事水土保持和新修梯田土壤培肥研究。

2017-04-15