龍脊梯田蓄水保土灌溉技術與應用

劉圣鋒 馬建初 果俊宇 范星羽 李荊瑜 吳天楠 唐思毅 方榮杰

摘要：為了解決好龍脊梯田蓄水保土問題，通過采用水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉技術、水稻“間歇灌溉”技術和常規(guī)灌溉在龍脊梯田中進行了對比試驗，分析了試驗中的水土流失情況。結果表明：在3種不同的灌溉方式下水稻土的平均厚度為“薄、淺、濕、曬”灌溉>“間歇灌溉”>常規(guī)灌溉，在各出水口處位置最易造成水土流失。此試驗研究結果可為龍脊梯田蓄水保土、維護梯田生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供參考。

關鍵詞：龍脊梯田;蓄水保土;灌溉技術

中圖分類號：$511 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）14-0005-03

1引言

水土流失一直是我國甚至是世界重點防治的問題。梯田作為山區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的生態(tài)工程措施，能夠有效的改良由于坡耕地耕作所帶來的水土流失和土壤退化，有利于山區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展和為當?shù)剞r(nóng)民帶來收益，但梯田的水土流失問題也應引起人們的重視，它是由多方面的因素造成的，包括梯田的坡度、土壤性質、農(nóng)業(yè)耕作方式和灌溉方式等因素。研究表明適宜的土壤耕作方式可以改善土壤特性和提高田間水資源利用效率，還可以達到保水增產(chǎn)的目的。邵輝等人研究了中國南方紅壤區(qū)梯田的水沙和養(yǎng)分流失狀況。余雙等人運用水稻間歇灌溉的方法，研究土壤肥力的變化情況，表明間歇灌溉比起傳統(tǒng)淹灌方式更有益于稻田土壤肥力的可持續(xù)發(fā)展，因此，有做好梯田的蓄水保土研究具有一定的意義。

本文針對龍脊梯田水土流失現(xiàn)狀，運用水稻“薄、淺、濕、曬”、“間歇灌溉”技術措施來研究龍脊梯田的水土流失現(xiàn)狀，為龍脊梯田的旅游、生態(tài)等可持續(xù)發(fā)展提供參考。

2試驗內容及方法

2.1試驗區(qū)域概況

龍脊梯田位于廣西壯族自治區(qū)桂林市龍勝各族自治縣龍脊鎮(zhèn)平安村龍脊山，距龍勝縣城22km，距桂林市區(qū)80km。處在東經(jīng)109°32～100°14，北緯25°35～26°17之間，梯田零散分布在海拔300～1100m之間，梯田占地70.1km2（圖1）。

龍脊梯田屬于亞熱帶氣候，夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，有著明顯的雨旱分期，年平均降雨量一般超過1000mm，給龍脊梯田的蓄水保土造成了一定的影響。在夏季的暴雨天氣比較容易造成梯田的水土流失;而冬季的時候，降雨量比較少，水量補給來源少，大部分地表水由于蒸發(fā)作用已經(jīng)消失，只能依靠自流灌溉的方式來解決作物的生長用水問題。

龍脊梯田的坡度范同為25～36°之間，坡度最大處到達50°。坡度越大，土壤的蓄水能力越差，因此龍脊梯田相對其它地區(qū)更容易出現(xiàn)水土流失、滑坡甚至崩塌等現(xiàn)象，如圖2所示。當坡度過大時也會致使土壤中的養(yǎng)分流失，造成土壤中的肥力降低。

此外，隨著旅游經(jīng)濟的發(fā)展，旅游產(chǎn)業(yè)的興起也會給水資源帶來一定的壓力。

2.2試驗方法

運用水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉技術和“間歇灌溉”技術進行試驗對比分析。

2.2.1 水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉技術

水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉技術是按照水稻不同生育階段對水分的需求，把握田間水分，保持對禾苗最佳供水狀態(tài)的一種技術。準確把握灌溉時間和標準是水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉技術的關鍵。除插秧至返青期需保持一定的水層，分蘗后期曬田5～10d外，之后的各生育期的灌水只需濕潤田塊，適當保持薄水層即可。水稻的“薄、淺、濕、曬”灌溉技術分以下6個階段實行（表1）。

2.2.2水稻“間歇灌溉”技術

水稻“間歇灌溉”技術是一種不僅降低了水的使用量，也降低了水的排放量的技術，其生態(tài)效果十分顯著?！伴g歇灌溉”技術可以明顯減少水稻病蟲害，同時提高水稻的產(chǎn)量。因此，該技術得到了廣泛的認可?！伴g歇灌溉”技術的灌溉周期為7d，4d為有水期，3d為無水期。具體技術措施，見表2。

3結果與分析

3.1灌溉技術對比分析

“薄、淺、濕、曬”灌溉技術在水稻各個生長期的灌溉量是不同的，其中插秧至返青期水稻灌溉量最大，早稻需保持在10～20mm之間，晚稻則是在20～30mm之間。分蘗前期至黃熟期灌溉量較少，分蘗前期、拔節(jié)孕穗至抽穗揚花期和乳熟期這3個生長階段只需要對田間進行濕潤管理。分蘗后期和黃熟期，稻田則不需要保持水量，屬于自然曬干階段。利用水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉技術既可控制稻田水分，保持對禾苗的最佳供水狀態(tài)，還可以節(jié)約水量，避免盲目灌溉造成水土流失問題。

“間歇灌溉”技術分為5個階段，除了黃熟期和分蘗末期沒有灌溉外，其它階段中，早稻和晚稻的灌溉周期相同，只是灌溉水量不同，其中晚稻所需的水量更多;分蘗末期早稻和晚稻的曬田周期也有所差異;在插秧至返青期，禾苗矮小且根系還沒有生長穩(wěn)定，為防止水稻被淹沒以及造成“漂稻”，因此這個階段的灌溉量相對較少;到了分蘗前期禾苗根系生長穩(wěn)定后灌溉量也相應提高，為水稻生長提供了充足的水分;分蘗末期進行曬田措施，提高田問溫度，促進了水稻分蘗芽的生長;拔節(jié)孕穗至乳熟期，正是水稻急需營養(yǎng)和水分的時候，這時候灌溉不僅能夠促進幼穗的形成和分化，同時也能夠促進水稻的受精作用，提高水稻的產(chǎn)量;黃熟期進行自然落干。通過“間歇灌溉”技術既可以節(jié)約水量，還可以控制水量過多造成對土壤的沖蝕，進而防止水土流失的情況。

3.2現(xiàn)場觀測結果對比分析

通過現(xiàn)場觀測分別對梯田的3個試驗點進行了水稻土流失情況的調查，并分別運用常規(guī)灌溉技術、“薄、淺、濕、曬”灌溉技術和“間歇灌溉”技術。其觀測結果如表3和表4所示。

由表3可知，梯田中部水稻土的厚度普遍比出水口位置和田邊（外緣）位置的水稻土厚度要大，田中部平均土厚>出水口平均土厚>田邊（外緣）平均土厚。在梯田3個位置土厚的比較中，出水口平均土厚的離勢系數(shù)最大，達到2.22%。由此可知在出水口處土厚受灌溉方法影響較大。

由表4可知，在3種不同的灌溉方式下，常規(guī)灌溉中水稻土平均厚度最小，其次到“間歇灌溉”下的梯田，說明了不同的灌溉技術對梯田中水稻土的流失情況有一定影響。常規(guī)灌溉的離勢系數(shù)最大為6.11%，常規(guī)灌溉>“薄、淺、濕、曬”灌溉>“間歇灌溉”，這說明了在常規(guī)灌溉下，水稻土平均厚度穩(wěn)定性相對較差。在3種灌溉方式中，常規(guī)灌溉下的出水口平均土厚與均值土厚差值最大，由此得出在常規(guī)灌溉下出水口處易造成水土流失。

3.3生態(tài)環(huán)境效益

（1）稻田的滲漏水量損失有所減少，從而很大程度上減少渠道用水量，相應地，隨滲漏水滲入地下水及流走的化肥損失量亦有所減少，從而能夠有效地減輕化肥對水土環(huán)境的污染，有效地改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。利用這兩項目技術，水稻的抗病、抗倒伏能力增強，從而減少農(nóng)藥的用量，達到減輕環(huán)境污染的目的，有效地保證了土壤的水環(huán)境平衡。

（2）灌溉用水減少，使稻田土壤能透性增加，滲漏水量減少，地下水位下降，土壤溫度提高和晝夜溫差加大，從而有利于土壤肥力的提高與冷浸田、低濕田的改良。

3.4社會效益

可以有效地解決當?shù)厝罕?、牲畜的飲水問題，進一步達到安全飲水標準，使農(nóng)民生活條件有所改善，生活質量有所提高，同時也可以提高當?shù)剞r(nóng)作物的產(chǎn)量，增加農(nóng)民的收入，促進農(nóng)村生活和經(jīng)濟穩(wěn)步發(fā)展。

4結語

（1）龍脊梯田受氣候影響導致其降水量季節(jié)分配不均、梯田坡面和梗中的植被少，梯田土壤類型多為滲水性較差的紅土壤和黃紅土壤，都對其水土保持有很大影響。此外，梯田的坡度大也導致其蓄水能力差、水土流失嚴重和土壤肥力有所下降。

（2）運用水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉技術灌溉水稻，既能在一定程度上減少水資源浪費，也能保證水稻各生長階段所需水量和正常生長，同時也達到了蓄水保土的目的。

（3）水稻“間歇灌溉”技術通過調節(jié)用水量和排水量改善了龍脊梯田的水土流失問題。