[发明专利]一种紫色土坡耕地横沟顺垄熟土防蚀耕作方法

说明书

技术领域

本发明属于紫色土坡耕地水土流失治理技术领域，具体涉及一种分割坡耕地坡长、分散地表径流、减少水土和养分流失的横沟顺垄、熟土防蚀型水土保持耕作方法。

背景技术

紫色土是我国特有的土壤资源，分布面积达到2198.8万hm²，其中旱地1889.1万hm²，水田309.7万hm²，主要分布在我国西南地区，华南地区也有部分分布。紫色土质地松软，结构稳定性差，有机质含量低，抗蚀能力较差，是一种侵蚀型的高生产力岩性土。我国紫色土区水土流失强烈、土地退化严重，是我国水力侵蚀的主要区域之一。紫色土坡耕地已成为长江上游及其主要支流泥沙的主要来源，剧烈的土壤侵蚀严重影响三峡库区的生态环境安全和水库的可持续利用。此外，紫色土区土层薄，土壤结构发育差，蓄水量少，渗透性差，径流系数较高，容易发生季节性干旱和洪涝。坡耕地改造一直是紫色土区主要的水土保持措施之一，其中又以水平梯田实施最广。但梯田修建和维护费用较高，推广适用性较差，亟需研发低成本、高效益的坡面水土流失防治替代方法。

本发明针对我国紫色土坡地土层薄、抗旱性能差、土壤和养分流失严重的特点，设计一种沿坡地等高线横坡建沟、顺坡起垄的坡耕地水土保持耕作技术，改变坡面微地形，增加地表粗糙度，拦蓄和排导径流，增大降水入渗，减少径流侵蚀，同时加速土壤熟化，最终达到维持坡耕地农业产量、实现水土资源可持续利用的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种紫色土坡耕地以横沟、顺垄方式为主的坡面微地形改造方法，旨在减少坡耕地的土壤和养分的流失，增加紫色土抗旱能力，加速紫色土坡地土壤熟化，增加坡耕地农业生产量，实现坡耕地水土资源的可持续利用。

本发明的目的是这样实现的：一种紫色土坡耕地横沟顺垄熟土防蚀耕作方法，在紫色土坡地上间隔一定距离沿等高线开挖横沟，横沟两端与坡耕地块排水沟相连接，在被横沟隔开的坡面横向耕作小单元中采用顺坡建垄的耕作方式。即在紫色土坡耕地上沿等高线以小于被改造坡面的细沟侵蚀发生临界长度的坡长间距开挖横沟1，横沟1断面为弧形, 形成的横沟1将整个坡耕地地块分隔成若干横坡方向耕作小单元,横沟1的两端连接坡耕地地块两端的已有的排水沟4，通过在耕作小单元内采取轮流顺坡向和逆坡向耕作建垄，形成沟垄相间的整体耕作条件。

所述采取轮流顺坡向和逆坡向耕作建垄是指横沟1修建后，地块被横沟1分割成若干耕作小单元，每条耕作小单元内轮流采用顺坡和逆坡耕种，即反复沿下坡和上坡方向耕作；下坡耕作时，地块上部的土壤逐渐往下移动，上部土层变薄，土壤母质出露地表，逆坡即向上坡方向耕作时，下坡的土壤又逐渐被返回上坡，形成顺坡地垄2和顺坡地沟3，沟垄相间的坡面微地形条件增加微地形的粗糙度，增加降雨径流的下渗量。

根据顺坡沟垄的特点分别选择不同的作物搭配；沟间距较宽，沟内适宜种植植株较高，且根系赖冲的农作物；垄因地势较高，且土层较厚，适宜种植根系发达，收获根或茎的农作物。

横沟顺垄是本方法涉及的改变坡地微地形的主要手段。研究表明，细沟侵蚀是坡面土壤侵蚀的主要形式，细沟一旦形成，坡面薄层水流转变为股流，侵蚀动力增强，侵蚀量剧增。而侵蚀细沟的发育是建立在一定坡度和坡长条件上。当坡耕地坡度一定时，坡面侵蚀细沟只有在坡面长度达到一定时才能发育生成。根据上述坡面细沟侵蚀发生机理，以理论计算和野外试验获取当地细沟侵蚀发生临界坡长值作为构建横沟的坡长间距，即在紫色土坡耕地上沿等高线以小于被改造坡面的细沟侵蚀发生临界长度的坡长间距开挖横沟，形成的横沟将整个坡耕地地块分隔成若干横坡方向耕作小单元。

传统水土保持耕作方法认为顺坡耕作不利于保水保土，而本方法涉及的顺坡耕作与横沟的结合能起到防涝保土，抗旱增收的目的。坡地农业生产活动在经过横沟改造后形成的每个耕作小单元内进行，耕作方式采取轮流顺坡向和逆坡向耕作建垄，形成顺坡地垄和顺坡地沟，沟垄相间的坡面微地形条件加大了地形的粗糙度，增加降雨径流的下渗量，当降雨超过了坡地下渗量时，地表积聚的径流又能有效排除系统外。

本发明的有益效果是：

1、本发明提出的按照紫色土坡耕地坡面侵蚀细沟发生临界坡长理论设计修建的横沟分割地块形成了若干耕作小单元，其效益是减少坡耕地水土流失：截短坡长，缩短坡面汇水路径，防治坡面侵蚀细沟的发生；减少坡面径流累积量，避免了长路径叠加形成大股径流对地表的强烈冲刷；横沟改变有限汇集径流的方向，降低径流流速，对水流消能，降低径流冲刷强度。