摘 要：研究2018年降雨量和饲料苎麻种植对坡耕地水流失及生物量的影响，结果表明，4—10月是苎麻的生长季，梅雨季节水流失量多，秋季干旱水流失量少；苎麻减少水流失效果优于玉米；40.0mm降雨量是水流失的起点，62.mm降雨量是水流失的失控点；覆盖度达到90%减少水流失量，覆盖度60%以下时，水流失量随降雨量增加而增长；苎麻的生长速度、日增重与日平均降雨量趋势一致；苎麻的鲜草重高于玉米。
关键词：降雨量；水流失量；饲料苎麻；生物产量；坡耕地
苎麻根系发达，固土能力强，保水效果佳，能缓解与粮油作物争地的矛盾，适合南方坡耕地种植。发展苎麻上山，具有良好的生态、经济、社会效益[1]。苎麻可作为南方地区优质的牧草资源被开发利用，其嫩茎叶作为高品质的牧草被建议用于家畜饲料[2]。2016年农业部印发《全国种植业结构调整规划》将饲用苎麻列为南方地区饲草作物[2]。苎麻纤维价格低廉，在平原地区少有农户选择在自留地里种植苎麻，这促进了苎麻在山坡地的种植发展[3]。苎麻具有水土保持作用，种植2年后，种植地水土流失轻微，保持水土效果相当于种植5～6年的疏林、幼林[4]。苎麻茎叶具有降水截留、削弱溅蚀、抑制地表径流等作用[5]，其枝繁叶茂、根系发达，可有效降低土壤侵蚀量和地表径流量[5]。
在全球气候逐渐变暖的背景下，极端天气事件频繁，短时期内高强度降雨增长[6]。水土流失是红壤丘陵区土地退化的原因，而坡地水土流失占该区水土流失总量的50%以上[7]。中国丘陵山区面积大，红壤是长江流域以南各种红色或黄色酸性土壤的总称，面积2.18亿hm2，占全国土地面积22.7%，水土流失比较严重[8]。苎麻作为优质牧草开发的潜力主要体现在3方面，苎麻粗蛋白含量高，营养成分与苜蓿相近[2]，在南方地区种植再生性强，生物产量大。水分是影响植物生存和生长的重要因子，植物生长季降雨量的变化是影响植被覆盖度和高度的主要驱动力[9,10,11,12,13,14,15]。
1材料和方法
1.1试验区概况
试验在湖北省咸宁市崇阳县白霓镇石山村进行，该地四面环山，峰峦叠嶂，地处大幕山、大湖山、大药姑山之间，属低山丘陵区，土壤以山地丘陵红壤为主，含沙量大，极易产生表土流失。属亚热带季风气候，日照充足，温和多雨，无霜期长，四季分明。多年平均气温17.0℃，多年平均降水量1693.2 mm，多年平均日照时数1350h，多年平均蒸发量1 584.5mm。
1.2种植材料
苎麻品种选用中国农业科学院麻类研究所提供的中饲苎1号、华中农业大学提供的TG6，咸宁市农业科学院提供的“0904”；玉米为春玉米。
1.3试验设计
2012年6月选红壤山坡地建设了15个投影面积为85m2(17m×5m）的小区，小区坡度为26°～27°，小区之间间隔0.5m，每个小区四周用水泥板分隔，下部连接1m×1m×1 m的集流池，用于收集小区内的径流和泥沙。在每个集流池安装了水位计，在试验小区周围布设雨量计监测降雨量。设置了两个排水口，一个为清空排水口，一个为超位排水口，安装水表和排水开关，超位排水口在水位超出70cm时自动排水，通过水表读数了解超位水量。在每次读到数据后，打开清空排水口开关，清空池中水，测量池中淤沙，然后清空。2017年7—8月栽植苎麻，TG6、“0904”、中饲苎1号栽植株行距为60cm×40cm，在四周栽植中苎2号、川苎12号和华苎4号3333 m2作比较试验区和保护区。
试验共设5个处理：处理1，种植TG6；处理2，种植“0904”；处理3，种植中饲苎1号；处理4，种植农作物春玉米，于2018年3月底点播；处理5，种植杂草（CK），于种植苎麻时播撒含杂草种子土层1cm左右。
水流失量的观测时间是2018年1—12月。
1.4植物观测
产草量测定：试验材料生长至高70～140cm时测定鲜草产量，3次重复。每小区内刈割30m2，测定鲜草产量，刈割5次，分别在5、7、8、9、11月。
植株生长高度测定：在植株50～100cm时期，每小区随机取10株，刈割，分别测量地面至叶心的伸展高度。
1.5降雨量测定
采用上海气象仪器厂SM1型雨（雪）量器记录降雨量，每次典型降雨后人工测量降雨量，并进行记录。
1.6水流失量测定
每次降雨后对径流池进行测量，读取水位计，对水流失量进行记录，并清空积水。
1.7数据分析
采用Excel2003进行数据分析，并绘制图表。
2结果与分析
2.1 2018年降雨特征
2018年，试验区的实验期间观测总降水量为1085mm，主要降水日见表1。4、5、6、7、8、9、10月是当地植物的生长季，观测降水量分别是246.7、175.6、71.9、199.1、138.2、12.8、148.8 mm，占年降水总量的91.94%（图1）。其中9月降雨最少，4月降雨最多。
表1 全年观测降雨量
图1 全年每月降雨量
2.2 全年不同处理水流失量特征
不同处理水流失量分析见图2。由图2可知，水流失量跟季节有关。5月水流失量最多，4月次之，7月水流失量排第三，梅雨季节水流失量较大。3月水流失量最少，初春雨多降雨量低；9月次之，7月水流失量第三，秋季干旱对水流失量较小。从不同处理看，玉米水流失量最多，“0904”水流失量最少，苎麻减少水流失效果优于玉米。
图2 不同处理的水流失量
2.3降雨量对水流失量的影响
降雨量与水流失量情况见图3。由图3可见，随降雨量增加，水流失增加。降雨量42.0mm时水流失量为3.8cm,40.0mm降雨量为水流失的起点。降雨量58.7～62.3mm开始出现水流失量猛增，62.3mm降雨量为水流失的失控点。24小时降雨量在0.1～9.9mm为小雨，10.0～24.9mm为中雨，25.0～49.9mm为大雨，50.0～99.9mm为暴雨，100.0～249.9mm为大暴雨，≥250.0mm为特大暴雨。可见，水流失起点40.0mm为大雨程度。水流失的失控点62.3mm为暴雨程度。
图3 不同降雨量的水流失量
2.4覆盖程度对流失量的影响
覆盖度对水流失量影响很大（图4），但水流失量主要还是受降雨量影响。8月20日，覆盖度达到90%，降雨量为138.2mm，水流失量为14.8cm，覆盖度增加减少了水流失量。4月23日覆盖度为60%，水流失量大。覆盖度在60%以下时，水流失量随降雨量增加而增长。
图4 覆盖度、降雨量和水流失量的关系
2.5降雨量与苎麻生长速度的关系
春季雨水充足，气温低，苎麻生长速度比较慢。5—6月生长速度快，此时日平均降雨量为4.7mm,6—8月生长速度适度，9—11月生长速度慢。从图5可见，3个品种的生长速度与日平均降雨量趋势一致，可见降雨量对苎麻生长速度影响显著。3个品种生长速度为中饲苎1号>“0904”>TG5。
图6 日增重与平均降雨量之间的关系
3结论
2018年观测总降水量为1 085 mm,4—10月是苎麻的生长季。
水流失量跟季节有关，5月水流失量最多，4月次之，7月水流失量排第三，梅雨季节水流失较多。3月水流失量最少，初春雨多，降雨量小，9月次之，7月水流失量第三，可以看出秋季干旱对水流失量的影响。从不同处理看，玉米水流失量最多，“0904”水流失量最少，苎麻的减少水流失效果优于玉米。
降雨量42 mm水流失量为3.8cm,40mm降雨量为水流失的起点，62.3mm降雨量为水流失的失控点。水流失的起点在大雨程度。水流失的失控点在暴雨程度。
覆盖度对水流失量影响很大，但还是受降雨量影响。覆盖度达到90%减少了水流失量，覆盖度在60%以下时，水流量随降雨量增加而增加。
3个苎麻品种的生长速度与日平均降雨量趋势一致，降雨量对苎麻生长速度影响明显，从生长速度看，中饲苎1号>“0904”>TG5。
3个苎麻品种的日增重与日平均降雨量趋势一致，降雨量对苎麻日增重影响明显。从日增重看，中饲苎1号>“0904”>TG5。
“0904”生物产量最高，其次是中饲苎1号，然后是TG5,3个苎麻品种的生物产量均高于玉米。
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文章摘自：熊伟,徐敏,王维,汤涤洛,汪红武.降雨量和饲料苎麻对坡地水流失和生物量的影响[J].湖北农业科学,2021,60(19):39-42.DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2021.19.009.
