退化红壤的恢复治理模式和措施体系

退化红壤的恢复治理模式和措施体系（一）侵蚀红壤的肥力功能恢复及治理模式恢复与治理侵蚀退化红壤的关键，应从水土流失区整个生态系统着眼，统一规划，寓水 土保持于水土资源治理保护与开发利用之中，把各种有效措施进行合理组合和配套组装，特 别要强调把养殖种植业配套作为恢复重建的措施，强调生产和经济可持续发展，采用强化综 合措施，方可收到明显效果。1、对侵蚀退化地的保护治理一方面，对侵蚀坡面采取7 项治理工程技术措施，包括在山丘坡面开挖水平台地；在薄 土层坡面开挖鱼鳞坑；在切沟床内建谷坊；崩岗壁削坡筑阶；建环山竹节沟、撩壕和建沉砂 池等。另一方面，结合工程措施在坡面上应实施生物措施，栽植乔、灌、草植物。此外，工 程措施和生物措施的合理匹配，植物种类的选择都很重要。只有工程措施和生物措施相结合， 才能为水土资源恢复发挥最佳效益。（1）第四纪红粘土区的侵蚀劣地治理模式（江西余江）。该区为浅丘的边坡地形，由于人们铲草皮等不合理活动，植被严重破坏，并形成严重的 切沟侵蚀。年土壤流失量达每平方公里7000 吨以上。植被快速恢复重建的程序是：在陡坡 面挖营养穴栽植胡枝子和刺梨；在沟床内用红石层层建谷坊或栽植紫穗槐作生物谷坊，谷坊 内栽胡枝子和象草等；在陡坡面开挖水平台地，其内栽植刺槐和草类等；对于一般较平缓的 坡面栽植胡枝子和多花木兰；与此同时，组合成如下的植物群落结构：马尾松-木荷-胡枝子 -马鞭草群落；刺槐-胡枝子-垂叶画眉草群落；刺槐-多花木兰-百喜草群落；樟树-胡枝子- 百喜草群落；桉树-胡枝子-象草群落；柏木-多花木兰-垂叶画眉草群落；百木-胡枝子-香根 草群落等。在条件较好的地方，用以栽植板栗，油桐等经济作物，日前均长势良好。通常在 栽植35年以后，可形成乔、灌、草多层植被结构，水土流失得到根治、退化土壤的肥力 也得到恢复重建。（2）花岗岩区侵蚀退化土壤肥力的恢复模式（广东博罗）。在严重侵蚀退化的白沙土上，采用强化恢复措施，亦可在短期内使土壤形成生产力，以 栽果树为例，其措施是：搞好坡面的水土保持和水平台地的修建；按栽植规格挖大穴（长、 宽、深为50X50X6080cm）,并在秋冬季，每穴放稻草10kg或垃圾肥30kg,钙镁磷肥0.5 1kg与土拌均、春季将果树栽植到安全深度；地表栽植豆科绿肥或豆科作物并必须施用磷肥 （每亩2550kg）和少量氮肥；每棵果树每年需施用腐熟农家肥1020kg,磷肥0.51.0kg, 随果树的长大而用量增加；在果树产果期，每棵树每年应施高质农家肥4050kg,磷肥10 15kg，尿素1020kg和适当补充钾肥；并随产果量的增加，肥料施用量也需相应增加。2、红壤低丘岗地退化红壤治理的立体种养模式 退化红壤治理的“立体”种养模式，是整个红壤区的治理方向。80 年代中科院在江西建立的“红壤生态试验站”即开始进行了红壤退化恢复重建研究，近 14 年来着重探讨了“红壤立体种养模式”项目，取得了较好的农业生态效果。中科院红壤站的“顶林、腰果、谷农、塘渔”即为典型的立体种养模式：即丘顶以林为 主，种植马尾松、湿地松等用材林、水保林；丘岗中部种植经果作物，如板粟、甜柿、柑桔、 花生、油菜等；坡麓种水稻、玉米等粮作与饲料等；池塘则以养鱼为主。在每一部位则实行 间、套混作的地块立体布局，如农林、果农、农（果）肥间作混作等。在养殖方面实施猪一 沼一鱼（珠）和牛、禽（食草）一沼（气）一鱼等食物链养殖配置。这种“种养循环”布局, 所涉及的立体农业模式约有60 种，通过对各亚系统中各模式的结构、功能和效益进行比较 和论述，初步筛选出一些较好的模式组分；林草亚系统以阔叶林和混交林较好；果作亚系统 以柑桔（奈李）+花生-绿肥、早稻-小麦和玉米-大麦较好；农田亚系统以稻-稻-肥和稻-稻- 油（麦）较好；养殖亚系统以猪-草-鱼食物链模式较好。这些模式可以组成 4 种优化的立体农业生态模式：阔叶林-柑桔、奈李（+花生（旱稻）- 绿肥）-玉米-大麦-稻-稻-肥-鱼-猪-草；混交林-柑桔、奈李（+花生（旱稻）-绿肥）-玉米-大麦 -稻-稻-油（麦）-鱼-猪-草；阔叶林-奈梨、柑桔（+花生（旱稻）-绿肥）-旱稻-小麦-稻-稻-肥- 鱼-猪-草；混交林-奈梨、柑桔（+花生（旱稻）-绿肥）-旱稻-小麦-稻-稻-油（麦）-鱼-猪-草。 实行立体种植模式总体经济效益比传统模式增加0.530.84倍，劳动生产力高5.38. 0 元/天，成本与传统模式大体相当，其中以2、 4模式最优，说明只有高投入才有高效益。在对各亚系统进行优化的同时，建立了综合配套技术，如果园改造、低产田改造、低产 塘库渔业增产等技术，促进红壤农村经济发展。（ 1）果园综合改造技术余江县洪湖园艺场31.3hm2柑桔产量长期徘徊在2025万kg,产量低于7500kg/ hm2, 且病虫害多质量差，甜度不够。为此，制定综合技术方案：首先，每年夏旱期间灌水二次， 为秋梢萌发提供充足的水分；其次，改单一施肥为N、P、K的合理配比施肥，特别是增施钾 肥后，提高了柑桔的甜度，而根外喷施硼、锌肥，能防治柑桔落花与花而不实；第三，改变 传统的施肥方法，不施或少施花芽肥，重施稳果壮果肥；第四，防治病虫害，及时治理“吸 壁虫”，从而提高了柑桔产量，以1995年为例，柑桔总产达80万kg,比上年翻了两番多， 达历史最高水平，产投比为1.8 ：1。（ 2）低产田改造技术首先引种良种，水稻选用推广杂交稻与赣选19等优质稻，红薯选用苏薯一号，南薯一 号与红心脆，配之以尼龙薄膜覆盖育苗，比对照增产1015%；其此，推广水稻、花生、油 菜专用肥，多点示范；第三，改革耕作制，实行多种种植模式与免耕保墒、覆盖等耕作技术， 提高复种指数3050%；调节土壤水分与温度，使土壤含水量15%和地表极端高温三40C 的频次仅为其对照的50%，成本效率提高48%，同时提高了土壤肥力的利用率。（ 3）低产塘库渔业增产技术根据红壤生态站低改水塘的实践，1990年选择洪桥水库（33.4hm2）进行低改模式的推广 与开发，向专业户贷款3.5万元，立体放养草鱼、鲤鱼、鲢鱼8 万尾，塘边建猪场养猪1000 头，并开荒种黑麦草，形成以草喂猪，部分猪粪尿养鱼，鱼泥以及部分猪粪尿还田种草，草 喂鱼的食物链，当年产鱼22.5万kg,约为1989年产量的45倍，产投比2 : 1, 1995 年产鱼4.6万kg,约为1989年产量的10倍，产投比为3 : 1,收到了多层利用多次增殖的 效果。综上所述，这种立体种养模式为红壤区退化生态系统的恢复重建提供了示范与科学依 据，对整个红壤区的综合利用具有重要意义。3、红壤丘陵立体农业模式中牧草对土壤重建的作用 为适应牧草的发展，通过引种观察试验，共筛选出六种适宜栽培的牧草品种：园叶决明(Chamaecrisl tarotu ndifolia、罗顿豆(Loton onisbainesii)、马唐(Dig it ariasm ut sci)、 宽 叶雀稗(Paspahum wettsteini)、画眉草(Eragrostis curvula)、象草(Pennisetum purpureun)。试验研究表明种植牧草可减少水土流失防止土壤退化、提高土壤质量、调节土 壤水热状况。(1) 减少水土流失防止土壤退化 牧草能截留降雨，防止雨滴直接击溅地面而引起溅蚀；草本植物分孽多，丛状生长，能有效地延缓减弱径流，并截留泥沙；牧草根系构成密集根网，能机械地固持土壤，提高土壤 抗冲性能，减少侵蚀量；植物枯枝落叶所形成的土壤腐殖质与土壤结合，可形成良好的水稳 性团粒结构，土壤容重变小，增加了土壤的透水性，因而减少径流和侵蚀。(2) 提高土壤质量 对同一丘陵部位的荒地对照区、豆科牧草区和禾本科牧草区进行了土壤肥力定位观测。6年的测定结果表明，不同利用方式下土壤腐殖质的含量顺序是：豆科牧草区(5.5 g/kg) 禾本科牧草区(8.1 g/kg)对照区(9.3 g/kg)。在三种利用方式中，土壤pH值差异极小，但豆科牧草区的交换性Ca2+和Mg2+的含量明 显高于其他利用方式区，而交换性A13+的含量刚好相反)。禾本科牧草区的交换性Ca2+、Mg2+ 含量也比对照区高。豆科牧草区积累了较高的腐殖质，特别是合成了较高的高分子胡敏酸， 其与铝络合成的盐类溶解度低，从而使铝活性降低(表841)。表 8 41 不同利用方式土壤 pH 值和交换性离子的含量处理pH交换性 Ca(cmol/kg)交换性 Mg(cmol/kg)交换性 Al(cmol/kg)水浸(H O)盐浸(KC1)荒地对照区25.14.20.530.144.11豆科牧草区5.24.22.300.233.48禾本科牧草区5.14.21.820.174.13豆科牧草与根瘤菌的共生固氮作用可改良土壤，培肥地力(表842)，改善生态环境，具有极大的经济效益。人工草地通常采用禾本科和豆科牧草混播，通过禾本科利用豆科牧草 的所固定的氮，提高草地生产力，改善牧草品质。圆叶决明和罗顿豆是高产豆科牧草品种 它们的固氮效果非常明显，实验结果表明，种圆叶决明和罗顿豆每年能增加氮 200 kg/hm2 左右。表 8 42 不同利用方式下土壤养分状况处理有机质（g/kg）全 N(g/kg)速效磷（mg/kg）速效钾（mg/kg）荒地对照区14.20.792.449.3豆科牧草区16.90.914.776.8禾本科牧草区15.60.684.455.5（3）调节土壤水热状况牧草作物果树系统水土保持试验结果表明：由于坡地牧草能截留雨水，减少径流， 同时牧草的覆盖作用降底地表温度，减少了表层土壤水分的蒸发，因而牧草区土壤水分含量 高于裸地区，特别是表层土壤。总之，发展牧草，种草改土，种草养畜，是治理我国红壤退化的重要方向，应加以重视。4、红壤低丘岗地退化红壤的耕作施肥措施 根据中国农科院近4年内对3 种不同土壤在化肥、有机肥及秸杆还田3 种施肥措施的长 期试验研究，从耕作施肥措施对治理红壤退化角度，提出以下3 点建议。（1）化肥与有机肥的配合施用，是重建红壤肥力的重要措施 研究发现，在施用有机肥（稻草及稻草+秸杆还田）的条件下，土壤 pH 值的下降幅度较施 用化肥小，土壤交换性酸含量的增加亦较小，有机质和钾素的含量亦有较大幅度的提高，土 壤速效钾的含量也较化肥组处理高，且土壤中交换性阳离子的含量亦较化肥组处理高等，说 明有机肥对改善土壤肥力（或促进土壤进化）确实具有较大的作用。但另一方面，由于本试验 中所使用的有机肥为单纯的稻草等作物秸杆，其养分特别是氮、磷等养分的含量低、C/N比 大，因此，土壤中氮、磷等养分含量的增加反而较单施化肥少，对HPO-的吸附量及同等吸24 附量下的解吸量等亦少于单施化肥，即土壤对磷的保持和供应能力可能比化肥处理要差，这 种结果也从另一角度说明了有机肥、特别是单纯的有机物料在改善或提高土壤肥力方面的局 限性。在本试验中，虽然单纯施用化肥对提高土壤养分及有机质等的含量、改善土壤的吸附 解吸特性等许多理化性质方面的作用甚至超过了有机肥，但研究表明，单施化肥将导致土壤 酸化，引起有机质含量下降，并使土壤物理性质变劣等，这种结果不利于土壤的恢复重建。 此外，从本项研究的化肥+秸杆还田处理看，土壤的pH值、土壤养分、有机质及交换性盐基 离子组成、对HPO-的吸附解吸及对K+缓冲的Q/I曲线情况，可以发现，在施用化肥的条件24 下实行秸杆还田处理者，显然有利于土壤肥力的恢复和提高，该处理下的上述指标均明显要 优于其他处理。这种结果说明，在施用化肥的基础上结合秸杆还田，由于一方面较好协调了 土壤肥力进化和发展对有机物质及养分的需要，另一方面又满足了作物生长对养分的要求 等，因而土壤肥力得以提高。这就是说，合理的施肥方式是可以促进土壤肥力的进化和发展 的。当然，对有机肥和化肥二者的最佳施用量比例问题，则还有待于通过其他研究来探讨。（2）针对土壤类型，因土施肥是退化红壤恢复重建的重要方向 对自然土壤而言，母质无疑是影响土壤肥力状况的十分重要的因素，即使是在人为影响 下，土壤肥力的变化和发展亦在很大程度上保持着母质所固有的一些特性。在 3 种土壤（第四纪红壤、花岗岩红壤和紫色土）上的16 年定位试验研究结果表明， 不同处理方式下土壤的pH值均表现出一定程度的下降趋势，其中花岗岩红壤的下降幅度最 大，达到2个pH单位以上，而以紫色土的下降幅度则最小，仅0.1左右。秸杆还田者，土 壤有机质的上升幅度最大。其中花岗岩红壤较原始土壤增加了2.5倍；而第四纪红壤中仅增 52%；土壤有机无机复合状况中复合量的增加幅度亦以秸杆还田者最大，但3种土壤比较， 紫色土中增加量达到4.08g/kg,花岗岩红壤中为2.91g/kg,而第四纪红壤中则仅1.26g/kg。 土壤氮素中，均以化肥组处理下增加量最大，土壤中的磷含量3种土壤中亦均以化肥组处理 下增加最多，但全磷含量在紫色土和花岗岩红壤中是纯化肥处理增加幅度较大，第四纪红壤 中则为化肥+秸杆还田；速效磷的增加量以花岗岩红壤中较高，而紫色土中较少。土壤钾素 中， 3 种土壤在不同处理影响下的变化较为复杂。在施肥条件下，紫色土中大致是持平或略 有上升，第四纪红壤中是基本持平或略有下降，花岗岩红壤中则均表现为下降。上述情况说明，不同性质的土壤，在施肥影响下土壤化学性质的变化有很大的不同。因 此，在土壤退化或对退化土壤的恢复重建中，对不同性质的土壤，应相应采取不同的措施。（3）重视不断培肥与提高肥力是防治红壤退化的基本保证 耕作土壤，在耕作与施肥的影响下，一般土壤的有机质含量比自然土壤要低，甚至土壤 结构也可能会较差，但是，耕作土壤的生产力较高，并且土壤中氮、磷、钾等养分的含量显 著提高，养分的供应能力增强，土壤中的C/N比也一般要较自然土壤低，从而更有利于土壤 中微生物的活动，因此，如果能合理补充土壤中因作物吸收等而消耗的养分和有机物质，土 壤肥力一般是可以得以维持甚至有所提高的。但是，在不施肥的条件下，由于土壤中被作物 吸收及被微生物分解和利用的养分得不到相应的补充，所以，最终将导致土壤养分含量下降、 土壤有机质减少及许多理化性质变劣，即导致土壤的退化，土壤的生产力下降。长期定位研究中所用的三种红壤均为生土，其肥力较低，作物无法正常生长，但从试验 结果看，在CK组处理下（包括CK和CK+秸杆还田）虽然土壤中没有投入任何养分（当然不排 除随灌水及降雨等带入的微量养分），但到试验的第16年（1997年），有机质和全氮的含量 上升了，土壤中复合体的含量也增加了，在秸杆还田处理下，其上升的幅度明显较CK大。 这说明在不施肥条件下，并非土壤中所有的理化性质都是退化的，至少有部分指标是在上升 的。这种情况值得引起注意。