金万辉

(天祝藏族自治县水土保持工作站，甘肃 天祝 733299)

坡耕地是我国耕地资源的重要组成部分，也是水土流失的主要源地。坡耕地面积仅占全国水土流失面积的6.7%，但土壤侵蚀量却占全国土壤侵蚀总量的28.3%，个别坡耕地集中分布地区土壤侵蚀量占当地土壤侵蚀总量的70%以上[1-2]。在我国西部山区，坡耕地是群众赖以生存和发展的基础，但受气候和地形地貌的影响，坡耕地耕作困难，基本依靠人力和畜力耕作，费时费力，遇干旱年份作物出苗困难，遇强降雨易形成山洪。为了治理水土流失、改善生态环境、提高群众生产生活条件，国家发展改革委、水利部从2010年开始实施坡耕地水土流失综合治理试点工程，在试点的基础上2013年启动实施了坡耕地水土流失综合治理专项工程，将陡坡耕地改造成梯田，增加了土壤的蓄水保墒能力，方便了机械化耕作，大大提高了粮食产量。但在坡耕地改造为梯田过程中，多采用推土机等重型机械作业，原有的坡耕地耕作层熟化土壤被剥离或掩埋，梯田整修好后，地表裸露的是僵硬的深层生土，土壤肥力较低，作物产量难以提高。因此，刚整修好的梯田群众不愿耕作，大多成为弃耕地，与项目的实施初衷背道而驰。为了提高坡耕地改造成梯田后的土壤肥力，尽快恢复土壤生产能力和实现早日复耕高产，本试验在坡耕地改造成的梯田上实施不同措施提升土壤肥力并对其成效进行对比分析，以期为坡耕地改造梯田项目的顺利实施和后期土壤改良提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区甘肃省天祝藏族自治县位于祁连山北麓浅山区，总面积7 149 km2，总人口23万人，现有耕地2.12万hm2，除金强河两岸0.5万hm2为灌溉地外，其余均为坡耕地，坡度20°～45°。天祝县海拔2 086～2 652 m，土壤为山地栗钙土，属大陆性高原季风气候区，年平均气温1.8 ℃，≥10 ℃年积温2 400 ℃，年日照2 500 h，早霜9月下旬，晚霜4月下旬，无霜期155 d，年平均降水量465 mm，主要集中在7—9月。县境内沟壑纵横，坡面支离破碎，道路崎岖不平，运输和耕作条件差，水土流失严重。“十二五”期间2011年和2012年，天祝县被列入国家坡耕地水土流失综合治理试点工程县，2015年被列入坡耕地水土流失综合治理专项工程县，现已在全县11个乡镇43个村组平整坡耕地4 500 hm2。坡耕地改造成梯田后不但改善了农业生产条件，为农业多元化和规模化种植奠定了基础，增加了农民收入，而且防治了水土流失，改善了生态环境。

1.2 试验方法

试验共设4个不同坡改梯土壤肥力提升措施处理：①处理1，种植作物马铃薯(Solanumtuberosum)改良，播种前深翻土壤，施基肥，起高25 cm、宽60 cm垄，覆宽80 cm白色地膜，膜顶点播薯块(播种前将马铃薯切成40 g左右薯块，每个切块带有1～2个芽眼)，播种量为6 000个薯块/hm2；②处理2，种植牧草紫花苜蓿(MedicagosativaL.)改良，播种前深翻土壤，施基肥，平整地面，撒播紫花苜蓿种子，耙平地表，播种量为30 kg/hm2；③处理3，种植中药材当归(Angelicasinensis)改良，种植前深翻土壤，施基肥，平整地面，开深20 cm栽植沟，沿沟摆放1年生当归种苗，然后掩埋栽植沟，栽植量为6 750个种苗/hm2；④处理4，自然改良，不种植任何作物，弃耕后生长杂草自然改良，作为对照1(CK1)。不同处理均始于坡耕地改造成梯田后第一年春季(2015年3月)，处理1、2和3播种前施尿素(N含量≥46%)300 kg/hm2、过磷酸钙(P2O5含量≥16%)225 kg/hm2和硫酸钾(K2O含量≥50%)75 kg/hm2作为基肥。处理1马铃薯和处理3当归当年种植当年收获，处理2紫花苜蓿种植后可多年收获。

选取具有典型代表性的坡改梯集中连片实施乡镇设立试验点，试验点概况见表1。每个试验点均按4个处理的要求随机布设试验小区，小区面积667 m2，重复3次。

表1 不同试验点概况

坡耕地改造成梯田前(坡耕地终期)和改造成梯田后(梯田始期)分别对坡耕地和梯田的土壤基础理化特性(相对含水量、容重、有机质含量和pH值)、土壤肥力(速效氮、速效磷和速效钾含量)进行测定，作为对照2(CK2)和对照3(CK3)。不同土壤肥力提升措施实施3年后(2017年底)再次测定不同处理的土壤理化特性和土壤肥力指标，同时统计不同作物种植小区的产量并核算效益(效益=收入-成本)。土壤理化特性和肥力指标测定时取各小区地表以下20 cm处土样，相对含水量采用称重法测定[3]，容重采用环刀法测定[4]，有机质含量采用油浴加热重铬酸钾容量法测定，pH值采用电位法测定，速效氮采用碱解扩散法测定，速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定，速效钾采用乙酸铵提取-火焰光度法测定[5-7]。

测定数据求其平均值，利用Excel 2007和DPS 9.05软件对试验数据进行Duncan多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤理化特性的影响

不同处理的土壤理化特性见表2。由表2可知，坡耕地改造成梯田后种植不同作物均提高了土壤的蓄水保墒能力，土壤相对含水量均高于坡耕地终期(CK2)和梯田始期(CK3)，种植马铃薯后土壤相对含水量最高，为28.12%，较CK1、CK2和CK3分别提高了15.44%、54.86%和38.32%，不同处理土壤相对含水量排序为种植马铃薯>种植紫花苜蓿>CK1>种植当归>CK3>CK2。不同处理间土壤相对含水量的差异除受坡度影响外还可能受地表覆盖物影响，种植马铃薯后地表覆盖地膜，还有一定的植被盖度，减少了地表水分蒸腾，所以其土壤相对含水量最高。

坡耕地改造成梯田种植不同作物后，土壤容重和pH值均较自然改良(CK1)和梯田始期(CK3)降低了，但仍高于坡耕地终期(CK2)；土壤有机质含量较自然改良(CK1)和梯田始期(CK3)均提高了，但仍低于坡耕地终期(CK2)。种植马铃薯后土壤容重和pH值相对最低，分别为1.70 g/cm3和7.20，较CK1分别降低了15.84%和2.17%，较CK3分别降低了27.97%和3.36%；有机质含量相对最高，为18.17 g/kg，较CK1提高了18.60%，较CK3提高了33.41%。不同处理土壤容重和pH值的排序均为CK3>CK1>种植当归>种植紫花苜蓿>种植马铃薯>CK2；土壤有机质含量的排序为CK2>种植马铃薯>种植紫花苜蓿>种植当归>CK1>CK3。不同处理对土壤理化特性的影响说明坡耕地改造成梯田后改变了原有的理化特性，其恢复需要一定时间，但农事耕作可有效促进其恢复。

表2 不同处理的土壤理化特性

2.2 不同处理对土壤肥力的影响

不同处理的土壤肥力见表3。由表3可知，坡耕地改造成梯田种植不同作物后土壤速效氮、速效磷和速效钾含量较自然改良(CK1)和梯田始期(CK3)均提高了，但仍低于坡耕地终期(CK2)。种植马铃薯后土壤速效氮、速效磷和速效钾含量相对最高，分别为92.41、45.07和80.28 mg/kg，较CK1分别提高了58.45%、124.45%和28.30%，较CK3分别提高了70.37%、179.59%和77.85%。不同处理土壤速效氮、速效磷和速效钾含量的排序均为CK2>种植马铃薯>种植紫花苜蓿>种植当归>CK1>CK3。不同处理对土壤肥力的影响说明坡耕地改造成梯田后土壤肥力下降，通过及时复耕和增施化学肥料可提高土壤肥力，马铃薯等农作物收获后秸秆还田可辅助改良土壤。

表3 不同处理的土壤肥力

2.3 不同处理对种植效益的影响

不同处理的种植效益见表4。由表4可知，坡耕地改造成梯田后种植不同作物效益差异较大，种植马铃薯的效益最高，为14 667.00元/hm2，较种植紫花苜蓿提高了52.75%，较种植当归提高了49.75%；不同种植作物的效益排序为种植马铃薯>种植当归>种植紫花苜蓿。坡耕地改造成梯田后除具有水土保持等生态

表4 不同处理的种植效益

功能外，其生产作用也值得考虑，良好的生产效益可达到生态效益和经济效益双赢，在效益的激励下人们会积极维护梯田的生态功能，达到梯田建设的目的。

3 结论与建议

(1)坡耕地改造成梯田后，提高了雨水拦截能力和蓄水保墒能力，但原有熟土层被剥离掉，露出生土层，土壤疏松度降低，透气性变差，酸碱度提高，肥力降低。

(2)坡耕地改造成梯田后，应及时复耕，不应撂荒，通过深耕细作、增施化学肥料和秸秆还田等措施可逐步改善土壤理化特性，提高土壤肥力。不同肥力提升措施中种植马铃薯对土壤的改良效果最好、效益最高，建议示范推广。

(3)在坡耕地改造成梯田的过程中可先将熟土层推到一边，待地整平后，再将熟土回填到地表，这样可有效提高土壤肥力，防止熟土层被深埋而浪费资源。