一种伊犁河谷新垦坡耕地防止土壤侵蚀的耕作模式

摘要

本发明涉及一种伊犁河谷新垦坡耕地防止土壤侵蚀的耕作模式，该模式是由每一个区域内垂直于等高线方向分为粮食作物区、苜蓿牧草区和林果区三个子区，苜蓿牧草区和粮食作物区生长两年后进行轮作，即在苜蓿区种植粮食作物，粮食作物区种植苜蓿，林果区栽种黑核桃与榛子树并林下套种大豆，通过分带、轮作进行种植，优化种植格局，提高土地覆盖度，减少耕作空白期，以达到保水保土、增产稳产、节本增效，从而减小作物重茬的影响，达到养护地力，提升新垦坡地土地生产力，防止新垦坡地因地表裸露造成的土壤侵蚀，并提高土地利用效率，从而实现伊犁河谷新垦坡耕地的水土保持与农业高效生产和土地资源的可持续利用。

说明书

技术领域

本发明涉及干旱区河谷坡耕地的耕作模式，具体涉及伊犁河谷新垦坡耕地防止土壤侵蚀的耕作模式。

背景技术

伊犁河流域水土资源丰富，且组合良好。伊犁河流域水土资源可持续开发利用对新疆农业经济发展和粮食安全具有重要意义。但是，流域水土资源的相对丰富与国际河流的敏感性彼此交织，水土资源开发优势显著和水土流失问题日益严重并存。随着伊犁河谷新增耕地面积约500万亩的同时，水土流失及生态环境压力也将进一步加大。

伊犁河谷目前新垦土地多为山前洪积扇和丘陵地带，属于坡耕地。这些区域海拔600-1000m，相对高差500m，地形坡降较大，一般都在1.5％-3.0％，甚至更大，高于土壤侵蚀易发生的1％坡降阈值。同时，伊犁河谷山前坡地的有效土壤层较薄，土层厚度在20-100cm之间，以下为砂砾石层。在这种地质地貌和土壤条件下的坡耕地，如果缺乏科学合理的水土保持技术作为支撑，可能出现土壤侵蚀加剧，并因此造成水土流失与土地生产力下降。传统耕翻长期而频繁地犁翻土壤会导致表层结构稳定性下降，从而加剧坡耕地表层土壤的流失和风蚀，使水分和有机质大量流失，加剧了土壤贫瘠和生态环境的恶化。

保护性耕作技术，即少耕、免耕和秸秆覆盖技术，秋冬季将农作物留高茬覆盖地表，秋冬季(春季)保护性耕作播种，苗期化学或人工、机械灭草，视土壤板结情况进行机械深松、耕松耙相结合。这种模式的保护性耕作措施，对于我国东部的新垦坡耕地而言，效果非常明显，由于对土壤的作业次数明显减少，土壤受风蚀、水蚀程度减轻，对于防治坡耕地水土流失、保水保肥，保护生态环境起到至关重要的作用。

实践证明，针对伊犁河谷坡地春季风大、积雪消融和夏季降雨侵蚀严重以及研究区土壤盐分含量高、淋溶作用下易引起河谷熟土盐渍化等特点，结合农作物秸秆用于养畜的农业生产需求，在伊犁河谷新开垦的贫瘠坡耕地上，这一系列的保护性耕作措施，尽管有效，但是在不同的坡度、地质条件以及不同的作物耕作需求下，效果是不尽相同的。根据坡耕地的实际情况，结合保护性耕作模式，把合理的耕作模式、适宜的种植模式、人类生产生活需求和有效的防护体系有机地结合起来，辅之以因地制宜的农业技术措施，才能建立高产高效的坡耕地生态农业模式。本项技术措施以此为背景，选取伊犁河谷新垦坡地典型区域—察布查尔县新垦区作为研究试点，对伊犁河谷新垦坡耕地防治土壤侵蚀的综合防护技术进行了研究与试验示范，研发提出干旱区河谷新垦坡耕地防止土壤侵蚀的耕作技术模式。该技术对减少新垦坡耕地土壤侵蚀与水土流失，确保伊犁河谷农业经济可持续发展与资源可持续利用具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于，是针对伊犁河谷坡地春季风大、积雪消融和降雨侵蚀严重的问题，提供一种伊犁河谷新垦坡耕地防止土壤侵蚀的耕作模式，该模式是由每一个区域内垂直于等高线方向分为粮食作物区、苜蓿牧草区和林果区三个子区，苜蓿牧草区和粮食作物区生长两年后进行轮作，即在苜蓿区种植粮食作物，粮食作物区种植苜蓿，林果区栽种核桃树并林下套种大豆，通过分带、轮作进行种植，优化种植格局，提高土地覆盖度，减少耕作空白期，以达到保水保土、增产稳产、节本增效，从而减小作物重茬的影响，达到养护地力，提升新垦坡地土地生产力，防止新垦坡地因地表裸露造成的土壤侵蚀，并提高土地利用效率，从而实现伊犁河谷新垦坡耕地的水土保持与农业高效生产和土地资源的可持续利用。

本发明所述的一种伊犁河谷新垦坡耕地防止土壤侵蚀的耕作模式，按下列步骤进行：

在河谷新垦5-8°坡地实施分带、轮作的耕作生产模式：

a、将垂直于等高线方向划分多个150m宽的带状区域，每一个区域内垂直于等高线方向分为粮食作物区50m、苜蓿牧草区50m、林果区50m三个子区，苜蓿牧草区和粮食作物区生长两年后进行轮作，即在苜蓿区种植粮食作物，粮食作物区种植苜蓿，林果区栽种黑核桃与榛子树，林下套种大豆，粮食作物区的地表作业与留茬、免耕、深松等保护性耕作相结合；

依据伊犁河谷的光热条件，粮食作物区采用夏玉米、冬小麦和青贮玉米的两年三季耕作模式进行耕种：

b、第一年播种夏玉米，4月下旬至5月上旬，播种前施基肥尿素10kg/亩和磷酸二铵12kg/亩，施肥深度8cm，采用行、株距50cm×25cm进行玉米播种，播种深度5cm；

c、5月下旬，灌出苗水，灌溉量为20m³/亩，除草时采用除草剂或割草或拔草，其余的田间管理按常规方法；

d、9月中旬作物收获，收获前6天进行浇水处理，收获时留高茬20cm；10月中旬，进行深松30cm，流茬秸秆全部粉碎还田，用施肥播种机一次性完成免耕播种冬小麦，并施基肥尿素12kg/亩和磷酸二铵18kg/亩，播种深度5cm，施肥深度8cm；

e、次年4月中旬灌返青水10m³/亩并追肥，除草时采用除草剂或割草或拔草，其余的田间管理按常规方法；

f、6月中下旬作物收获前6天进行浇水处理，抢时收获，小麦留高茬20cm，秸秆粉碎还田；7月上旬，使用圆盘耙进行地表作业，使用免耕施肥播种机施肥，按行、株距50cm×25cm播种青贮玉米，播种深度5cm，同步施基肥尿素10kg/亩和磷酸二铵12kg/亩，施肥深度8cm，除草时采用除草剂或割草或拔草，其余的田间管理按常规方法；

g、9月下旬，青贮玉米收获留高茬20cm，秸秆用于牲畜饲料，完成两年耕种，轮作苜蓿，次年苜蓿种植前流茬秸秆粉碎还田；

苜蓿牧草区：

h、4月下旬至5月上旬，采用30cm等行距开沟施肥播种苜蓿，施基肥尿素3kg/亩和磷酸二铵5kg/亩；大田生产一年刈割收获3茬，每一茬刈割后及时进行灌溉施肥，灌溉定额15-20m³/亩，每茬随水喷施3kg/亩的尿素；在10月底刈割苜蓿留茬高度为7-10cm，并灌越冬水10m³/亩；次年4月初及时灌返青水15-20m³/亩，并随水喷施尿素3kg/亩，生长两 年后轮作粮食作物，第二年秋季苜蓿刈割后流茬至次年春季粮食作物播种前还田；

林果区：

i、选择1-2年生健壮的黑核桃与榛子幼苗，按照株、行距2×3m带状混交种植，在树龄达到3年以后依据情况进行间疏；在林下、林间套种大豆，5月上旬，在行株距的空间内，距离黑核桃与榛子树苗50cm处，按照株行距35cm×10cm，点播大豆，播前施基肥尿素3kg/亩和磷酸二铵5kg/亩，播种深度5cm，施肥深度8cm；除草时采用除草剂或割草或拔草，其余的田间管理按常规方法，9月中旬收获大豆，并进行秸秆粉碎还田处理。

本发明所述的一种伊犁河谷新垦坡耕地防止土壤侵蚀的耕作模式，具有以下优点和显著效果：

1)本发明针对干旱区河谷新垦坡耕地易发水土流失的问题，采用分带、轮作种植农作物、牧草与林果，结合高留茬、免耕、深松的保护性耕作方法，充分提高了新垦土地的利用效率，因地制宜地在粮食作物区采用两年三熟的耕作机制、及两年轮作的耕种模式，减少耕作空白期，有效防治了新垦坡地土壤侵蚀、土地利用过度和重茬等问题带来的负面效应；

2)针对伊犁河谷新垦坡地土层薄、贫瘠、含盐量大的特点，本模式相比较同区域单一种植格局与模式，可以在防治河谷坡耕地土壤侵蚀的同时，加速新垦坡耕地的土壤熟化；

3)相比较同区域单一种植模式，本模式在预防病虫害、提升新垦土坡耕地农业持续发展能力和综合生产能力，有效地促进农业增产和农民的增收，满足农牧业不同需求等方面也具有良好效果。

具体实施方式

实施例1(对照，一年两季耕种)

在河谷5°-8°新垦坡耕地上，将垂直于等高线方向划分多个150m宽的带状区域，每一个区域内垂直于等高线方向分为粮食作物区50m、苜蓿牧草区50m、林果区50m三个子区；

粮食作物区采用一年两季进行耕种：10月中旬播种冬小麦，次年六月下旬，冬小麦抢时收获，收获前6天进行浇水处理，并且进行高茬收获，留茬20cm以上，对秸秆进行粉碎还田处理；7月上旬，免耕施肥同步复播青贮玉米，青贮玉米播种行、株距50cm×25cm，播种深度5cm，同步施基肥尿素10kg/亩和磷酸二铵12kg/亩，施肥深度8cm，田间管理按常规方法防治病虫草害、追肥、灌溉等；10月上旬，复播作物收获，收获前6天进行浇水处理，收获时留低茬10cm，秸秆移出耕作区，用于牲畜饲料；10月中旬，及时进行深松20cm和流茬秸秆粉碎还田、用施肥播种机一次性完成冬小麦播种，同步施基肥尿素12kg/亩和磷酸二铵18kg/亩，播种深度5cm，施肥深度8cm；第二年重复第一年操作；

苜蓿牧草区，4月下旬至5月上旬，采用30cm等行距开沟施肥播种苜蓿，施基肥尿素3kg/亩和磷酸二铵5kg/亩；大田生产计划一年刈割收获3茬，每一茬刈割后及时进行灌溉施肥，灌溉定额15-20m³/亩，每茬随水喷施尿素3kg/亩；10月中下旬，刈割苜蓿，留茬高度为7-10cm，并灌越冬水10m³/亩；次年4月初及时灌返青水15-20m³/亩，并随水喷施尿素3kg/亩，具体步骤与第一年相同；

林果区：选择2年生健壮的银白杨幼苗，按照株、行距2×3m定植，在树龄达到3年以 后进行间伐；林下套种大豆，5月上旬，在林木银白杨行株距的空间内，距离银白杨幼苗60cm处，按照株行距35cm×10cm，施肥点播播种大豆，播前施基肥尿素3kg/亩和磷酸二铵5kg/亩，播种深度5cm，施肥深度8cm；除草时采用除草剂除草或割草或拔草，其余的田间管理按常规方法进行；9月中旬收获大豆，并进行秸秆粉碎还田处理。

实施例2(本发明两年三季耕种)

在河谷5°-8°新垦坡耕地上，将垂直于等高线方向划分多个150m宽的带状区域，每一个区域内垂直于等高线方向分为粮食作物区50m、苜蓿牧草区50m、林果区50m三个子区，苜蓿牧草区和粮食作物区生长两年后进行轮作，即在苜蓿区种植粮食作物，粮食作物区种植苜蓿，林果区栽种黑核桃与榛子树，林下套种大豆，粮食作物区的地表作业与留茬、免耕、深松等保护性耕作相结合；

根据研究区土壤及水热条件特征，在粮食作物区采用两年三季进行耕种：

在粮食作物区，第一年播种夏玉米，4月下旬至5月上旬，播种前根据地表情况选择地表作业(浅旋耕平整土地)；施基肥尿素10kg/亩和磷酸二铵12kg/亩，施肥深度8cm，玉米采用50cm×25cm行、株距进行播种，播种深度5cm；

5月下旬，灌出苗水，灌溉量为20m³/亩，除草时采用除草剂除草或割草或拔草，其余的田间管理按常规方法进行；

9月中旬作物收获，收获前6天进行浇水处理，收获时留高茬20cm；10月中旬，进行深松30cm，流茬秸秆全部粉碎还田，用施肥播种机一次性完成免耕播种冬小麦并施基肥尿素12kg/亩和磷酸二铵18kg/亩，播种深度5cm，施肥深度8cm；

次年4月中旬灌返青水10m³/亩并追肥，除草时采用除草剂除草或割草或拔草，其余的田间管理按常规方法进行；

6月中下旬作物收获前6天进行浇水处理，抢时收获，小麦留高茬20cm，秸秆粉碎还田；7月上旬，使用圆盘耙进行地表作业，使用免耕施肥播种机施肥，按行、株距50cm×25cm播种青贮玉米，播种深度5cm，同步施基肥尿素10kg/亩和磷酸二铵12kg/亩，施肥深度8cm，除草时采用除草剂除草或割草或拔草，其余的田间管理按常规方法进行；

9月下旬，青贮玉米收获留高茬20cm，秸秆用于牲畜饲料，流茬秸秆至次年耕种前粉碎还田。

苜蓿牧草区：

4月下旬至5月上旬，采用30cm等行距开沟施肥播种苜蓿，施基肥尿素3kg/亩和磷酸二铵5kg/亩；大田生产一年刈割收获3茬，每一茬刈割后及时进行灌溉施肥，灌溉定额15-20m³/亩，每茬随水喷施3kg/亩的尿素；在10月底刈割苜蓿留茬高度为7-10cm，并灌越冬水10m³/亩；次年4月初及时灌返青水15-20m³/亩，并随水喷施尿素3kg/亩，生长两年后轮作粮食作物，第二年秋季苜蓿刈割后流茬至次年春季粮食作物播种前还田；

林果区：

选择1-2年生健壮的黑核桃与榛子幼苗，按照株、行距2×3m带状混交种植于林果区，在树龄达到3年以后依据实际情况进行间疏；在林下、林间套种大豆，5月上旬，在行株距 的空间内，距离黑核桃与榛子树苗50cm处，按照株行距35cm×10cm，点播大豆，播前施基肥尿素3kg/亩和磷酸二铵5kg/亩，播种深度5cm，施肥深度8cm；除草时采用除草剂或割草或拔草，其余的田间管理按常规方法，9月中旬收获大豆，并进行秸秆粉碎还田处理。

实施例2与实施例1(对照)相比，实施例2提高了新垦土地的利用效率，因地制宜地

在粮食作物区采用两年三熟的耕作机制、及两年轮作的耕种模式，减少耕作空白期，有

效防治了新垦坡地土壤侵蚀、土地利用过度和重茬等问题带来的负面效应。

本发明所述的一种伊犁河谷新垦坡耕地防止土壤侵蚀的耕作模式，根据研究区坡耕地土壤贫瘠、养分易流失的特点，粮食作物区与苜蓿作物区采取每两年轮作(即粮食作物区耕作两年后种植苜蓿，苜蓿牧草区耕作两年后种植粮食作物)，从而减小作物重茬的影响，达到养护地力，提升新垦坡地的土地生产力的目的。