风蚀的防治技术

防治风蚀的耕作措施~

一、标准条款
1深松改垄
改平作为垄作，垄向应与主风方向垂直，或不小于60°夹角。每隔3～5年应进行一次深松耕，松耕的深度以划破犁底层为准。
2作物间混套种
可采用粮豆间作或混套种，粮薯间作或混套种，草田轮作等。间作混套形式及比例、轮作年限，应根据各地情况确定。风多风大季节，地面应有作物覆盖。
3 地面覆盖措施
在沙地上种植高产粮食作物和经济作物，可采用地膜覆盖。一般农田，在秋冬用秸秆覆盖或留茬覆盖。严禁风暴季节全垦全翻。
4 农林间作
4.1 以农为主的农林间作，适宜土壤肥沃、地下水位2～3m、风沙危害较轻的农耕地。具体有以下几种情况:
4.1.1 农桐间作:泡桐行距为50～60m，株距5～6m，砍伐前三年应在行间营造接替林带。
4.1.2 农枣间作:枣树单行大株距栽植，行距8～10m，株距4～6m，或带状栽植，每带3～5行。
4.1.3 农柿间作:行距20～25m，株距15～20m。
4.1.4 农桑间作:株距1.0～1.5m，带状密植，带宽10～15m，带距20～30m。
4.1.5 农条间作:主要树种为白蜡、紫穗槐、簸箕柳等。株距1.5～2.0m，带状密植。带宽10～20m，带距15～30m。
4.2 农林并重的农林间作:适宜于风沙危害较重的平沙地。
株、行距:泡桐行距20m，株距5m;枣每公顷保持180～360株。
4.3 以林为主的农林间作:适宜在人少地多的沿河高地或丘陵风沙地。
林的初植密度:泡桐每公顷210～600株，枣每公顷360株以上，桑行距10～15m，株距0.5～1.0m，带状密植。
二、理解与实施
本部分主要说明了防治风蚀的耕作措施，包括深松改垄、作物间混套种、地面覆盖措施、农林间作等四项。与原标准相比，这部分基本未作修改。只是删除了几个赘述的文字，如删除原标准8.2中“不作统一规定”一词。
三、示例
农田实行保护性耕作是农业可持续发展的重要环节。风沙地区生态环境脆弱，生产水平较低，改变人们传统的粗放耕作观念，提高保护生态环境的意识，自觉地进行保护性的耕作十分重要。风沙地区通过退耕还草、还林，禁牧等综合治理措施，最终达到遏制土地沙化，改善生态环境，农业增效，农民增收。
示例:风沙土农田防风蚀保护性耕作几点措施
近年来，科尔沁沙地由于过度的放牧、过度的耕作、过度的采伐树木等人类的农事活动，使脆弱的生态环境更加脆弱。农田沙化面积在逐年扩大，植被在不断减少，已固定的沙丘再度移动，加上十年九旱的气候条件，致使农业生产效益不高，农民收入较低。针对风沙地区土地沙化日趋严重，采取了一些农田防风蚀保护性耕作方面的措施。
1.深松改垄
耕作垄向对土壤风蚀有很大的影响，一般而言，风顺着垄沟刮因无障碍而风速快，刮走的土壤也多，风蚀危害严重;风与垄横向刮因垄台的障碍削弱风速，被吹起的土壤又落在垄沟里，风蚀危害轻。因此，在风沙土上种植作物的垄向与风向垂直为好。生产实践证明，在相同条件下，以南北垄向发生风蚀较重，以东西垄向发生风蚀较轻。
2.作物的间混套种
粮草轮作也是风沙土重要的防风蚀措施，种植多年生牧草(苜蓿)2～3年后翻压，再种植玉米等粮食作物，由于种植多年生牧草地表长年有覆盖物，起到了防风蚀作用。另外，豆科牧草的根瘤能固氮肥田，牧草根系腐烂后能提高土壤有机质含量，改善土壤结构。可以说粮草轮作是风沙土用养结合防风蚀保护性耕作的最佳措施。
3.地面覆盖措施
收获后的作物残体保留在地表有防风挂沙的作用。试验结果表明，秋收后玉米秸秆地表覆盖到翌年播种前2～3d运出地外，然后灭茬整地防风蚀效果最佳，其次是留玉米茬到播种前2～3d整地。地表覆盖玉米秆防风挂沙1.0cm，留茬风蚀－1.8cm，无茬裸地(花生茬)风蚀－2.1cm。花生因收获后地表平整无挡风物而风蚀危害严重。玉米秸秆在春整地前运出地外粉碎仍可作饲料用，也可直接耙碎还田，改良土壤，增加土壤有机质含量。
4.农林间作
地块面积越大、空旷，无挡风物，地表风蚀越是严重。采用果粮间作的栽培形式可有效地降低风速，达到防风蚀的效果。在200m×200m面积的试验地上栽植株行距2m×12m的大扁杏，果树带10m宽的中间种植作物，为使果树与作物间生长互不影响，在果树带中间种植花生、大豆等矮棵作物。结果表明，果粮间作栽培方式与200m×200m大地块清种玉米比较，防风蚀效果明显。据测定果粮间作树带中间地表风蚀－1.0cm，大地块清种风蚀－1.6cm。表明2m×12m带宽的果树(4年生)起到了削弱风速、减轻土壤风蚀的作用。

20世纪40年代初，以Chepil为代表的美国农业部科学家对土壤风蚀防治进行了一系列的研究工作。经过60多年的时间，许多学者通过田间和室内便携式风洞试验对农田风蚀和沙尘扬起进行了一系列的调查研究，结果表明采取特殊的保护措施，如作物残茬覆盖，增加地表粗糙度以及改变土壤特性，有效地减少了农田风蚀土壤的损失。土壤风蚀的严重性是由1） 风速；2） 地表土壤物理特性；3） 地表覆盖及粗糙度状况决定的。风速 风速是风蚀的启动力，风速增加时，风向上抬起土壤的力和拖曳力也相应增加，引起大颗粒侵蚀，同时搬运能力也相应增加。如果在农田地表没有或很少保护的情况下，大风可以在短时间内搬运走大量的土壤。引起土壤颗粒在风流中开始移动的风速值叫临界风速值。临界风速值取决于土壤覆盖物和土壤的可侵蚀性。板结的或有不易侵蚀物质（如植物、残茬或石头等）覆盖的地表，临界风速将比光秃的、疏松表面土壤的临界风速高。风蚀强度取决于风的侵蚀力，土壤或岩石的抗蚀性以及地表的粗糙度。风的土壤搬运量大约与风速的平方成正比。一般情况下，表面越粗糙风蚀越轻，但极细微颗粒的光滑表面能够经受相当高的风速而不被侵蚀。测量局部地块风蚀量E的方程可表示为：E=f（I，e，k，L，N，）式中I为土壤抗蚀性，e为局部性风的条件因子，k为地表糙率，L为与一定风向相对的地面宽度，N为植物覆盖度。研究表明，在距地表30厘米以上，风速急骤减小，风所挟带的沙粒90%以上在地表30厘米的高度以内，故近地表范围内的磨蚀与擦蚀作用最强烈。风蚀使土壤颗粒在空间上重新分布和分选，深刻地影响人类的生产和生活环境。 地表土壤物理特性包括土壤颗粒大小的分布和土块及结皮层的动态稳定性。Chepil（1941年）在土壤特性方面做了大量的工作，研究水稳性团聚体和干土块与风蚀度之间的关系，Chepil和Woodruff指出直径小于0.84mm的颗粒最易于风蚀。因此，小于0.84mm的土壤颗粒增加时,易于被侵蚀的土壤粒子也相应增加。由于土壤风蚀是先发生分离，土块和结皮层的动态稳定性就显得尤其重要。土块、结皮层以及水分增加了土壤的凝聚力，从而减少了土壤分离和产生疏松粒子的数量。Chepil对含有不同比例侵蚀成分的土样进行了测试，通过测试运移的土壤量，计算出不同团聚体大小对地表的保护程度。结果表明，大得不能被风搬运的团聚体，才能提供最大程度的保护。 Fryrear应用便携式风洞估计了平坦地表、已耕地表和含有非侵蚀性土块的已耕地表的土壤损失。结果得出，20%非侵蚀性土块覆盖的地表与无土块覆盖的地表相比，土壤损失减少56%；40%和60%.土块覆盖的地表分别减少82%和89%，地表粗糙度在控制风蚀方面是很有效的，并建立了土壤粗糙度系数与地表粗糙度之间的关系，定量方程为：k=e-0.48SR.Hagen研究了作物残茬对风蚀的影响原因，结果表明：倒伏残茬抑制了地表土壤的扬起，增加了临界风速；直立残茬减小了土壤表面的摩阻速度并拦截了跃移的土壤；试验证明直立残茬比倒伏残茬对风蚀的控制更有效。Fryrear通过室内和田间风洞试验研究了倒伏残茬覆盖百分率与土壤损失的关系，当20%覆盖时，减少土壤损失[57%,50%覆盖时，减少土壤损失95%.其土壤损失比表达式为：SLRc=1.81e-0.072SC（R2=-0.94），但仅在8%～80%覆盖下验证了此方程。Bilbro和Fryrear[利用Fryrear（1985）的试验数为：SLRc=e-0.0438SC（R2=0.94）。SLR是指已知处理条件下被侵蚀土壤与平坦、裸露地表最大土壤损失之比。Horning（1998）等通过风洞模拟试验研究土壤损失比与地表粗糙度及地表覆盖率之间的关系，从图中可以看出他们均服从指数关系，把倒伏残茬覆盖和地表粗糙度分别作为独立变量，得出定量方程为[13]SLR=e-0.5SC×e-0.52SR式中　SLR——土壤损失比； SC——倒伏残茬覆盖率，%； SR——地表粗糙度，cm.此式说明作物残茬保护地表是有效且可行的控制风蚀的方法，而地表粗糙度的增加，也可以明显地降低风蚀。对残茬覆盖和地表粗糙度能有效的减小风蚀的理解，可更好地开发和应用保护性耕作来减少农田风蚀、土壤源的损失以及沙尘暴的发生。

19世纪初美国大量采用铧式犁开荒，将数千万公顷干旱、半干旱草原开垦成农田，耕翻后多次耙压碎土、裸露休闲，几十年获得了好收成，粮食大量出口，为美国带来了丰厚的经济利益。至20世纪30年代，连续数年在美国西部刮起的举世震惊的“黑风暴”，大风在没有遮拦的农田裸地上横扫，成千上万吨表土被风刮走。1934年5月一场典型的沙尘暴从美国西部刮起，连续三天，横扫2/3国土，把3亿多吨土壤卷进大西洋。仅这一年美国毁坏300多万公顷耕地，冬小麦减产510万吨，导致16万农民倾家荡产逃离西部，留下的人生活极其困难，还有不少人死于沙尘暴引起的肺炎。
“黑风暴”惊醒了人们，推动了各种保水保土耕种方法的研究。经过半个世纪研究，开发出免耕法，并与退耕种草、植树造林建立防风屏障等措施相结合，有效地扼制住沙尘暴的再度猖獗。美国60%耕地实行免耕 法种植。免耕法核心技术：一是残茬覆盖。淘汰铧式犁，土壤不翻耕，秸秆覆盖田面；二是使用茬地播种机“铁茬”播种，随播种深施化肥；三是采用除草剂与浅锄相结合清除杂草。美国农业部农业研究中心（USDA——ARS）1979年报告，与传统耕作法对比，免耕、秸秆覆盖处理，土壤贮水量增加，径流量和蒸发量减少，增强土壤抗风蚀能力，从而提高了作物产量。 免耕法是最大限度地减少土壤耕作和将作物残茬留于地表的一种耕作体系，是一种改良的、集约的、防治水蚀和风蚀的作物生产方法。免耕法耕作体系取消了耕翻、耙耱、平地等传统作业。只有条播作为主要作业保留下来，但比传统条播难度更大。相对坚硬的土壤和地表残留物增加了条播的难度。因此，免耕播种机要求切割土壤能力更强，同时能清理开沟器附近的残茬，不致造成种子堵塞。施肥通常和播种同时进行，肥料施在种子近旁。除草以化学除草为主，辅助以机械浅锄除草。
作物残留物覆盖能有效的减少大风引起的沙尘颗粒运动。一方面它可以吸收一部分风力，减少风对土壤的作用力；另一方面，由于把作物的残茬留在土壤表面，把根茬留在土壤里，它们都能保护土壤颗粒不被风力移动。

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