紫色土山地丘陵凸、凹型坡竖向并立坡地分层利用的方法

摘要

紫色土山地丘陵凸、凹型坡竖向并立坡地分层利用的方法，包括以下步骤：（1）在紫色土山地丘陵选凸、凹型坡竖向并立东南向坡地作为实施对象；（2）划定坡段，相邻2个凸、凹型坡，以脊线为界就可分为凸型坡上段、凸型坡中段、凸型坡下段、凹型坡上段、凹型坡中段、凹型坡下段；（3）全坡面建禾本科矮草草带；（4）凹型坡划定地窖点，开挖防蚀储水地窖，先完成土方，然后衬砌四周，筑导流埂；（5）凸

说明书

技术领域

本发明涉及一种山地丘陵凸、凹型坡竖向并立坡地分层利用的方法，尤其是涉及一种紫色土山地丘陵凸、凹型坡竖向并立坡地分层利用的方法。

背景技术

紫色土山地丘陵，是我国南方和西南方主要土地类型之一，其中有面积较大的凸、凹型坡竖向并立坡地，其坡长800m-1500m，坡宽40m（山顶）-80m（山脚），由于紫色岩性的差异，凸型坡面以紫色砂岩为主，难风化，成土过程慢，因而，经多年水蚀后土层浅，且土壤颗粒偏粗，作物难以生长；而凹型坡面以紫色页岩为主，易风化，成土过程快（中国科学院成都分院土壤研究室曾作过紫色岩露天风化速度试验，结果紫色岩中风化最快的岩石一年可风化成土），因而，经多年水蚀后土层依然厚，且土壤颗粒细，含磷、钾丰富，利于作物生长。

然而，长期以来，这种凸、凹型坡竖向并立坡地只在地势低、坡度缓的凹坡面有少量农耕地（各地分布在洼地的“牛皮癣”），绝大多数未被利用，造成土地资源的浪费。因此，对于这种凸、凹型坡竖向并立坡地的合理利用应开展研究。

有关凸、凹型坡竖向并立坡地的研究，2004年，顾永平在如何规划丘陵沟壑区坡改梯一文中曾有报道：机修梯田生产实践表明，在缓坡塬、阶地区，以道路、渠道为骨架，将耕作区划分为矩形或梯形(凸、凹型坡面)，使耕作区每块梯田都可沿等高线宽布设，既可保证耕作区内梯田的地块规整，又有道路可通。另外，利用灰色系统理论对凸一凹型西向坡建立了土壤储水量的拓扑预测模型。经检验．模型可靠性良好[畅彩娥等，降雨在凸-凹形坡上再分配规律探讨，水土保持学报，1989，3(2)：36-43]。

但是，有关凸、凹型坡竖向并立坡地适地适垦适种，分层利用方法的研究尚未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种紫色土山地丘陵凸、凹型坡竖向并立坡地分层利用的方法，使其资源化并高效利用。利用本发明，能充分利用紫色土山丘区大量荒芜的难利用土地，发展特色农业，缓解紫色土区的人地矛盾，振兴当地经济。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：紫色土山地丘陵凸、凹型坡竖向并立坡地分层利用的方法，包括以下步骤：

（1）在紫色土山地丘陵凸、凹型坡竖向并坡地，选凸、凹型坡竖向并立东南向坡地作为实施对象；

（2）将选定的坡面，沿等高线划定上坡段、中坡段、下坡段三层，相邻2个凸、凹型坡，以脊线（分水线）为界就可分为凸型坡上段（代号凸_上）、凸型坡中段（代号凸_中）、凸型坡下段（代号凸_下）、凹型坡上段（代号凹_上）、凹型坡中段（代号凹_中）、凹型坡下段（代号凹_下）；

（3）全坡面建禾本科矮草草带；

（4）凹型坡划定地窖点，开挖防蚀储水地窖，先完成土方，然后衬砌四周，筑导流埂；

（5）凸_上坡面，耐干旱又喜钙和磷钾的（紫色土含钙、磷、钾多）硕包蔷薇（Rose>

（6）凸_中、凹_上栽核桃，核桃又名胡桃（Juglans>

（7）凸_下、凹_中栽桃树(peach，peach>

（8）凹_下栽柑橘（orange，citrus，tamgerine），林间间种紫花苜蓿（Medico>

步骤（1）中，所述的凸、凹型坡竖向并立坡地是指一个山体而言，因为每一个山体虽依山脊线可延绵数十公里，但总有东、南、西、北坡之分，竖向并立坡地就是指山体某一坡向从山顶到山脚凸、凹型坡相间排列的坡面，凸、凹型坡长可达800-1500m，其坡宽可达40（上部）-80m（下部）；在岗丘区也有凸、凹型坡竖向并立坡地，只是因相对高程小些，而坡长短些罢了；本发明是选的山地丘陵凸、凹型坡竖向并立东南向坡地为实施对象。

步骤（2）中，所述的划定坡段，是指以坡位为准，从山顶到山脚按坡面所处的位置，可分为上、中、下三个坡位或坡段，上坡土层薄，中坡土层稍厚，下坡土层厚，而土层厚薄与坡度有关，上坡坡度最大，中坡坡度较大，下坡坡度小，因此，坡段划分，又可以坡度为准，兼顾工程实施，即坡度小（＜8°），土层厚的划为下坡段，坡度中（8°-25°），土层较厚的划为中坡段，坡度陡（＞25°），土层薄的划为上坡段，并实地划线界定，一个坡面共2条等高线，一般讲，上坡段、中坡段、下坡段各占坡面长的1/3。

步骤（3）中，所述的全坡面建禾本科矮草草带：坡度大的上坡段草带带距1.8-2.2m（优选2m），带宽28-32cm（优选30cm），禾本科矮草为耐旱性极强的狗尾草；坡度小的中、下坡段草带带距2.8-3.2m（优选3m），带宽28-32cm（优选30cm），禾本科矮草为百喜草。播前狗尾草子用15-20℃的冷水浸1.8-2.2小时（优选2小时），而百喜草播种前先用15-20℃的冷水浸种，边浸边搓，使其吸水，然后用38-42℃（优选40℃）温水浸11.5-12.5小时（优选12小时），沥干后拌钛肥液（1ml兑水19-21kg（优选20kg））和溶磷真菌液（1g加水180-220g（优选200g））。

步骤（4）中，所述的凹型坡划定地窖点，地窖密度：上坡段顺坡每10梯（20m）1个窑，集雨面积800m²；中、下坡段每10梯（30m）1个窑，集雨面积1200m²。地窖的规格（横坡长5m，顺坡宽2m，深1.0m，容积约10m³，按湘西多年次降雨径流量均值10m³/1000m²设计）。按界定的地窖位置先完成土方任务，然后衬砌四周（地窖底部不衬砌，以利雨水下渗），修筑导水埂，埂高28-32cm（优选30cm），与地窖相连。

步骤（5）中，所述的凸_上坡面，硕包蔷薇、小冠花带状间种，带宽0.8-1.2m（优选1.0m）；硕包蔷薇的株行距12×20cm，播种每667m²用种7.0-8.0kg（优选7.5kg）；小冠花带安排在带内侧，3月上旬，全带撒播小冠花，每667m²播种0.8-1.0kg，播种前用当地凸凹型坡泥土与人粪沤制的风干淤泥调水果型钛肥液（1ml兑水19-21kg（优选20kg））和溶磷真菌液（1g加水180-220g（优选200g））拌种。

步骤（6）中，所述的凸_中、凹_上坡段栽核桃，核桃为胡桃科胡桃属植物，是重要的木本油料树种。栽植时间：晚秋苗木进入休眠后或冬末春初苗木尚未萌动以前；栽植密度：均一草带栽一行，株距2-3m，每667m²栽105-115株（优选110株）；栽植方法：苗木种植前先剪除伤根，解去包扎嫁接口的薄膜；按照“七个一”创新技术标准进行，即一块好地，一个标准栽植穴（长、宽、深各1米），一株合格苗，苗根部用钛肥水（兑水1000倍）浸润，一担农家肥（每穴5O公斤腐熟农家肥，并掺入1g溶磷真菌），一挑定根水，一块1米见方覆盖膜，一个保护笼（三棵以上保护桩）。核桃林间3月上旬，全园撒播小冠花，每667m²播种0.8-1.0kg，播种前用当地凸凹型坡泥土与人粪沤制的风干淤泥调钛肥液（1ml兑水19-21kg（优选20kg））和溶磷真菌液（1g加水180-220g（优选200g））拌种。

步骤（7）中，所述的凸_下、凹_中坡段栽桃树，栽植时间：晚秋苗木进入休眠后或冬末春初苗木尚未萌动以前；栽植密度：均一梯栽一行，株距2.8-3.2m（优选3m）；栽植方法：苗木种植前先剪除伤根，解去包扎嫁接口的薄膜；按照“七个一”创新技术标准进行，即一块好地，一个标准栽植穴（长、宽、深各1米），一株合格苗，一担农家肥（每穴5O公斤腐熟农家肥，并掺入1g溶磷真菌），一挑定根水，一块1米见方覆盖膜，一个保护笼（三棵以上保护桩）。桃林下，4月上旬，全园撒播白三叶草，每667m²播种1.0-1.5kg，播种前用当地凸凹型坡泥土与人粪沤制的风干淤泥调水果型钛肥液（1ml兑水19-21kg（优选20kg））和溶磷真菌液（1g加水180-220g（优选200g））拌种。

步骤（8）中，所述凹_下坡段栽柑橘，栽植密度2m×3m，即一梯栽一行，株距1.8-2.2m（优选2m），每667m²栽105-115株（优选110株）；橘树下，1月上旬，全园撒播紫花苜蓿，每667m²播种6-8kg，播种前用当地凹型坡泥土与人粪沤制的风干淤泥调水果型钛肥液（1ml兑水19-21kg（优选20kg））和溶磷真菌液（1g加水180-220g（优选200g））拌种。

本发明由于将凸、凹型坡竖向并立坡地依据坡度、侵蚀、土层等因素合理界定为凸型坡、凹型坡的上坡、中坡、下坡；并对不同坡段采取不同垦殖方法（植百喜草带，不同坡段带距有别；挖地窖，不同坡段地窖密度有别）。实行对口种植（凸型坡上段硕包蔷薇、小冠花带状间种；凸型坡中段、凹型坡上段栽核桃，间种小冠花；凸型坡下段、凹型坡中段栽桃树，间种白三叶草；凹型坡下段栽柑橘，间种紫花苜蓿）。做到地尽其力，实现紫色土山地丘陵凸、凹型坡竖向并立坡地资源化并高效利用（每公顷年产水果2-6万公斤，增加产值3-5万元），有利于改变当地土地大量荒芜、经济落后，农民收入低，农村贫困的局面。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

1.适地（选地）。

（1）坡向的选择。李式镜研究结果（2014）：锥栗在不同坡向、海拔之间的地径、单位面积的栗苞数和栗果质量均存在极显著差异，其排序均为阳坡＞半阳坡＞阴坡。2012年4月中旬至10月初（建狗尾草、百喜草带第3年），在湖南省凤凰县官庄乡山区选凸、凹型坡竖向并立坡地不同的坡向设置观测样地定点测定土壤温度、空气温湿度和土壤含水量。分析结果表明：不同坡向土壤温度由大到小为南坡＞西南坡＞东南坡＞西坡＞西北坡＞北坡；气温由大到小为西南坡＞南坡＞东南坡＞西北坡＞西坡＞北坡；空气湿度和土壤含水量由大到小均为东南坡＞西南坡＞南坡＞西北坡＞西坡＞北坡；空气和土壤温湿度受坡向影响差异较大，不同坡向土壤温湿度差异明显。故选择东南坡向凸、凹型坡竖向并立坡地作为实施本发明的对象。

（2）坡位的选择。2012年4月中旬至10月初（建带第3年），在湖南省凤凰县官庄乡山区选凸、凹型坡竖向并立坡地不同的坡位设置观测样地定点测定土壤温度、空气温湿度和土壤含水量。分析结果表明：不同坡位土壤温度、土壤含水量下坡＞上坡，凹坡＞凸坡；空气湿度上坡＞下坡，凸坡＞凹坡；另外，据观察，柑桔溃疡病流行期间，受风愈大的植株感病愈重，反之则轻，也就是说该病害的发生蔓延与风速成正比，即山脊的风最大，其单株的感病率高达100%，而洼地的微风处则仅10%，两者相距仅五十多米，株发病率竟高出90%；山脊的单株叶感病高达71.8%，比洼地高70.6%；比山坡也高出46.9%；因此，有必要将凸、凹型坡竖向并立坡地按其不同立地条件划分为凸坡上、中、下，凹坡上、中、下等各3个坡段，根据各自的特点进行开垦、种植（如桔橘就安排在避风的凹型坡下段）。

2.适垦。

（1）草带间距有异。2010年10月，在湖南省凤凰县官庄乡山区选凸、凹型坡竖向并立坡地不同的坡位设置了小区试验，设凸_上、凸_中、凸_下、凹_上、凹_中、凹_下等6个处理及各自的对照(Ck1、Ck2、Ck3、Ck4、Ck5、Ck6)，共12个小区；小区面积10x10m=100m²，不设重复；在每个小区中建立4m×2m的简易移动式水土流失径流场，径流场采用PVC塑料板制成，下边由集流槽与集流桶相接，其余3边为厚4mm，高200mm的塑料板，试验时将其插入地中，以阻挡区内外径流的交换。由于坡度大小不一样，上坡段坡度大，草带间距小（2m），中、下坡段坡度小，草带间距大（3m）。测定建狗尾草、百喜草带后第1年、第2年、第3年（2011-2013年）的径流量、泥沙侵蚀量。结果表明，处理凹_下径流模数最小，泥沙侵蚀量最少，从大到小依次为凸_上＞凸_中＞凸_下＞凹_上＞凹_中＞凹_下；3年各小区径流模数均值分别为47.17m3、42.64m3、38m3、37.62m3、31.94m3、20.92m3，较各自的Ck处理减流率分别为56.1%、60.9%、63.1%，61.1%、53.6%、65.3%；3年各小区泥沙侵蚀量均值分别为36.86kg、28.37kg、22.25kg、23.99kg、18.25kg、11.11kg，较各自的Ck处理减沙率分别为82.9%、85.2%、88.9%，88.2%、89.4%、89.7%（表1）。

（2）地窖控制区有别。2010年10月，在湖南省凤凰县官庄乡山区选凸、凹型坡竖向并立坡地凹型坡不同的坡位设置了小区试验，设凹_上、凹_中、凹_下等3个处理及各自的对照，共6个小区；由于上坡段坡度大，每个地窖控制区小，小区面积约800m²，而中、下坡段坡度较缓，每个地窖控制区大，小区面积约1200m²；用南京产的土壤水分速测仪定期（7-10d）测定距地窖5m、10m、15m处，20cm土层土壤含水率。结果表明，无论是每个地窖控制区小的上坡段，还是控制区大的中、下坡段，地窖提高土壤含水率效果均明显，凹_上、凹_中、凹_下，多次测定的20cm处土壤含水率均值分别为10.51%、11.62%、12.03%，较各自对照提高2.04%、2.66%、3.3%，提高24.1、29.7、34.8个百分奌（表2）。

3.适种。

（1）硕包蔷薇和小冠花带状间种。凸型坡上段(凸_上)硕包蔷薇和小冠花带状间种。硕包蔷薇属蔷薇科蔷薇属，常绿果类灌木、野生，根系发达，极耐干旱瘠薄，固土力强，是改造紫色土山丘的优良树种；小冠花是葡蔔型豆科牧草，根瘤固氮培肥土壤。2009年10月-2012年10月，在湖南省凤凰县官庄乡山区进行了凸_上带状间作小区试验，以原状坡面为对照，小区面积10x10m=100m²，不设重复；在每个小区中建立4m×2m的简易移动式水土流失径流场，径流场采用PVC塑料板制成，下边由集流槽与集流桶相接，其余3边为厚4mm，高200mm的塑料板，试验时将其插入地中，以阻挡区内外径流的交换。2010年、2011年、2012年测水土流失量；每年10月取耕层（0-20cm）土样测有机质含量。结果表明，硕包蔷薇与小冠花带状间种减少水土流失、培肥地力效果明显，3年平均减流率达46.4%；减沙率达50.8%；0-20cm土层土壤有机质含量提高5.47g/kg，提高46.1%（表3）。

（2）核桃林下间种小冠花。凸型坡中段（凸_中）和凹型坡上段（凹_上）栽核桃，林下间种小冠花。核桃具有极高的营养品质，同时也应用于多种药材中，对于人们的身体有着极大的好处；核桃是一种根系发达的树种，抗逆性强，适合生长在湿润且排水较好的壤土或沙壤土上；小冠花是葡蔔豆科牧草，根瘤固氮培肥土壤。2009年10月-2012年10月，在湖南省凤凰县官庄乡山区进行了核桃林下间种小冠花小区试验，以不间种小冠花为对照，小区面积10x10m=100m²，不设重复；在每个小区中建立4m×2m的简易移动式水土流失径流场，径流场采用PVC塑料板制成，下边由集流槽与集流桶相接，其余3边为厚4mm，高200mm的塑料板，试验时将其插入地中，以阻挡区内外径流的交换。2010年、2011年、2012年测水土流失量；每年10月取耕层土样测有机质含量。结果表明，核桃林下间种小冠花减少水土流失、培肥地力效果明显，3年平均减流率达33.6%（凸_中）、32.8%（凹_上）；减沙率达40.2%（凸_中）、41.7%（凹_上）；0-20cm土层土壤有机质含量提高提高27.4%（凸_中）、20.7%（凹_上）（表4）。

（3）桃树林下间种白三叶草。凸型坡下段（凸_下）和凹型坡中段（凹_中）栽桃树，林下间种白三叶草。桃是南方常见的水果，具有极高的营养品质，湖南麻阳县的“国庆桃”驰名中外；桃是一种根系发达的树种，抗逆性强，适合生长在湿润且排水较好的壤土或沙壤土上；白三叶草是豆科牧草，春、秋季生长良好，夏天枯叶能覆盖表土，减少土壤水分蒸发和水土流失，根瘤固氮培肥土壤。2009年10月-2012年10月，在湖南省凤凰县官庄乡山区进行了桃树林下间种白三叶草小区试验，以不间种白三叶草为对照，小区面积10x10m=100m²，不设重复；在每个小区中建立4m×2m的简易移动式水土流失径流场，径流场采用PVC塑料板制成，下边由集流槽与集流桶相接，其余3边为厚4mm，高200mm的塑料板，试验时将其插入地中，以阻挡区内外径流的交换。2010年、2011年、2012年测水土流失量；每年10月取耕层土样测有机质含量。结果表明，桃树林下间种白三叶草减少水土流失、培肥地力效果明显，凸_下、凹_中小区，3年平均径流量分别为286.86m³、209.42m³，较各自对照的减流率为38.4%、42.1%；3年平均泥沙侵蚀量分别为264.59kg、210.88kg，较各自对照的减沙率为42.5%、49.3%；0-20cm土层土壤有机质含量分别提高4.8g/kg、5.31g/kg，提高27.5%、30%（表5）。

（4）柑橘树下间种紫花苜蓿。凹型坡下段(凹_下)栽柑橘，林下间种紫花苜蓿。柑橘是亚热带地区最具代表性的水果，其分布之广，面积之大在亚热带均居首位；柑橘是一种根系发达的树种，抗逆性较强，适合生长在湿润且排水较好的壤土或沙壤土上；紫花苜蓿是豆科牧草，素有“牧草之王”的美誉，无论是产草量还是草的营养成分均良好，根系能入土2m以上，且根瘤固氮培肥土壤。2009年10月-2012年10月，在湖南省凤凰县官庄乡山区进行了柑橘林下间种紫花苜蓿小区试验，以不间种紫花苜蓿为对照，小区面积10x10m=100m²，不设重复；在每个小区中建立4m×2m的简易移动式水土流失径流场，径流场采用PVC塑料板制成，下边由集流槽与集流桶相接，其余3边为厚4mm，高200mm的塑料板，试验时将其插入地中，以阻挡区内外径流的交换。2010年、2011年、2012年测水土流失量；每年10月取耕层土样测有机质含量。结果表明，柑橘林下间种紫花苜蓿减少水土流失、培肥地力效果明显，小区径流量，3年平均为226.18m³，减流率为36.2%；3年平均泥沙侵蚀量为252.21kg、减沙率为39.9%；0-20cm土层土壤有机质含量提高4.4g/kg，提高23.3%（表6）。