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沙地水利改良与利用思考范文

时间:2022-02-07 09:49:13

沙地水利改良与利用思考

《防护林科技杂志》2015年第一期

1立地等级划分与土地开发利用

根据立地条件划分标准,进行立地等级划分和经济利用。在292hm2试验区中,共选出立地条件比较好的土地41块,面积合计为73hm2,占总土地面积的25%。这类土地具有比较高的生产力,是沙丘开发利用,取得经济效益的主要资源。在这些土地中,1类土地为23块,面积43.4hm2,占优质土地的59.5%,2类土地为13块,面积21.5hm2,占29.5%,3类土地5块,面积8.1hm2,占11.0%。其中1类地,栽培农作物,开垦苗圃地,栽培中草药作物;2类土地,经过土壤改良,播种经济作物或营造杨树速生林和经济林,3类土地也需经过土壤改良,营造杨树和其他树种防护林。沙丘的中上部为流动、半流动沙丘,营造针阔叶树和灌木固沙林,或开垦灌木草场。沙丘的顶部,自然恢复,形成灌草群落。

2推平沙丘,改善沙地水分状况

2.1推平沙丘的方法与效果为了扩大开发利用沙地土地面积,对1、2类沙丘进行平整,不仅增加土地利用面积,同时还可以改善沙地水分分配条件。沙地径流虽然比较弱,但是,由于沙丘起伏不平,仍然存在着降水再分配的过程。沙丘的中上部对降水吸收较少,而下部分布比较多。选择起伏比较小的沙地,使用带推土铲的链轨拖拉机推平沙面。在治理之前1—2年对周围的沙丘进行固沙造林。另外,作业时间不要在4—5月春风期间进行。从2003年至2006年先后推平沙丘5块,造田8hm2。其中,2004年推平治理的两块沙地,治理区1,土地利用面积1.9hm2,利用面积增加了30%,土地产出效率提高了1.2倍。治理区2,治理面积2.5hm2,土地利用面积增加了25%,土地产出效率提高了0.8倍。沙地推平以后,土壤含水率提高0.9%~1.3%,有利于植物的生长(见表3)。调查时间:2009年5—9月。

2.2沙丘推平以后的治理措施沙丘推平以后,有的地段露出心土,为了防止土壤发生风蚀,除了在平整土地的周边营造固沙林外,在被推平土地内还需要营造防护林带,同时采取播种绿肥牧草,施放草炭、黑土等改良土壤措施。

2.2.1播种绿肥牧草改良沙土播种沙打旺和草木樨等,不仅改良沙地土壤,同时还可以为发展养殖业,收获牧草。牧草虽然适应性强,生长旺盛,但是由于出苗、保苗比较困难。因此,必须做到细致整地,播种以后保持土壤湿润,如果在雨季播种,也要在雨前或雨后进行。幼苗阶段植株比较弱,及时防除杂草。绿肥牧草改土效果显著,4年生的沙打旺地比附近没有种植的土地有机质含量提高了2.7倍,N、K也明显提高,而全P变化不明显(见表4)。

2.2.2施放草炭和黑土由于草炭质地细,有机质含量高,施放到流动或半流动风沙土,对提高土壤肥力、改良土壤物理性质效果显著。利用草炭改良土壤面积为5.0hm2,每0.1hm2施放2000kg草炭,不仅提高了有机质含量,而且改善土壤水分状况,含水率提高0.5%。造林成活率与生长量提高20%和25%。

2.3推平土地的开发利用沙丘推平以后,由于部分地面露出底土,容易产生风蚀,土地立地质量属于2、3类。开发利用方式,采取网格状混林农业或混农林业经营为主。混林农业为,每隔30~50m营造单行或双行乔木或灌木林带,在林带中间播种农作物。混农林业是营造速生林,行距8~10m,在行间,播种农作物。

3开发地下水与建设灌溉网络

3.1地下水资源的分布阿尔乡地区,平均降水量为450~470mm,地下水资源丰富,埋藏浅,便于开发。丘间低地地下水位距地面的距离,变动幅度为2.71~4.30m,平均3.50m。水质为重碳酸盐—钙镁钠型,适宜农业利用。

3.2地下水的开发与利用

3.2.1建设灌溉网络为了改善沙地干燥不良特性,保障栽培作物的成活生长,在试验区的平缓沙地,建设灌溉网络。利用2寸钢管,打深度为30~40m机井,共计布置22眼,平均每3.3hm2分布一眼井,出水量7t•h-1。

3.2.2利用风力提水开发风力资源,变害为利,也是沙地改良利用的重要途径。为此,选择高沙丘安装风力提水机。风力提水机的工作原理是,利用风能使风叶旋转,带动风力机空气压缩泵,产生压缩气体。用导管传输动力,将压缩气体输送到水源(深井)中的气压自控扬水机中,进行扬水作业。风力提水机的出水量,由串联风力机的多少来控制,串联多,提水也多。出水量还受风速大小影响(见表5),而受风向的影响比较小。出水量随着风速增加而显著提高,风速为2.8m•s-1时,出水量为0.0095m3•min-1,而风速为6.7m•s-1时,出水量达0.029m3•min-1(引自辽宁省水科院观测材料)。

4实施微润灌溉与节水栽培技术

4.1微润灌溉设施吸力式微润灌水器既节约用水,又长期稳定供水。灌水器由供水管道,支管道和微管道组成。埋入地下30~40cm土层中,微管道的末端出水口处插入丝绒绳(导水芯),管道中的水缓慢渗出,滋润附近土壤,使作物根栖层土壤保持湿润。在药材圃实验田中,应用地下灌溉系统2.7hm2,通过10m3的蓄水池作为控制灌溉水源,平均造价在3000~4500元•hm-2。与无灌溉设施的药材比较,有灌溉设施的药材出苗率和生长量比较高、无旱死现象发生。地下灌溉系统经2年运行正常,比管灌节水2~3倍。保障栽培作物正常生长(引自辽宁水科院资料)。

4.2节水造林技术气候干旱与沙地水分亏缺,一直是影响沙地造林成活率,遏制林分生长的主导性因子。因此,研究节水造林技术,成为固沙造林的关键措施。在节水造林中使用膜袋植树法与覆膜植树法,每株树节约灌水一倍左右。选择塑料膜袋,袋长30cm,宽25cm,装入2kg草炭,然后注入2kg水,再将苗木放入袋内,结合深栽技术进行造林(引自水科院资料)。覆膜方法,是在膜袋法植树或一般植树法造林以后,在树干基部周边土壤上覆上塑料薄膜,半径为0.5m,外高内低,便于雨水渗入。再在上面压上一层沙土,防止被风吹走。膜袋植树法,在膜袋内保持较高含水率,达40~50d,与一般方法造林比较造林成活率提高38%,覆膜植树法造林成活率提高22%。

5引种栽培中草药

5.1引种中草药植物为了提高沙地开发利用的经济效益,引种栽培中草药作物,甘草、黄芪、牛蒡、黄芩、知母、防风、柴胡和苦参等。试验的结果,甘草、黄芪、牛蒡、黄芩和苦参等生长均比较正常。知母遭受鼠害,防风、柴胡的保苗率比较低。从试验栽培的品种中,选择甘草进行扩大栽培。选择3种土地类型。试验地1,人工推平的沙地,立地质量为3类,面积2.0hm2;试验地2,为平缓固定沙地,立地质量为2类,面积2.0hm2;试验地3,为丘间低地,立地质量为1类,面积0.5hm2,于2005年5月播种。三种土地条件,以推平的沙地(立地质量3类)条件较差,部分露出底土,为了防止土地发生风蚀,在甘草播种带间播种了沙打旺,按照2行甘草与2行沙打旺配植,行距0.6m。甘草当年出苗比较整齐,出苗率为80%~90%,第1年生长正常。从第2年夏季开始出现生长衰弱,第3年进一步衰弱。而第2、第1类土地条件,出苗与生长都比较正常。

5.2不同土壤条件试验地甘草生长的比较甘草在水肥条件不同的土壤,生长差异明显,平缓沙地和丘间低地(立地质量1、2类),土壤有机质和水分含量比较高,植株健壮,生长正常(见表6)。

6营造灌木草场发展畜牧业

6.1科学养殖彰武地区草原面积比较大,有利于发展畜牧业。科学养畜就要不断选育良种,合理放牧,保护与改良草场。结合人工种草,实行轮牧,将草原的恢复与利用结合起来。科学养畜就是根据生草产量和饲料作物的生产量,计算牲畜的发展数量。辽宁省固沙造林研究所的专家曾经在1980年赴澳大利亚考察。在参观造纸厂时,只看到一些造林地,当要求参观厂房时,厂方解释说,造纸原料林才十几年生,还不忙建厂房。由此可知,国外对发展原料生产是非常重视的。因此,牲畜增长与饲草饲料生产必须同步发展。试验区在恢复灌草植被以后,开展养鸡200多只,养羊300多只,开展沙地综合利用,补充了水利治理的投入。在沙区发展畜牧业,养殖肉牛,养殖细毛羊,引进奶牛等,是适于沙区资源分布特点的。沙区发展养殖业,具备一定的条件。

6.2主要牧草与饲料灌木选择适应性强,适口性比较好的饲料灌木和牧草,营造灌木草场,既适应沙地生态条件,又符合沙地利用方向。因此,在平缓沙地,播种沙打旺,苜蓿草,草木樨等优良牧草,在起伏沙丘栽培饲料灌木。几种饲料植物的生物学特性如下。沙打旺(Astragalusadsurgens),是豆科黄芪属多年生牧草,从乡土植物斜基黄芪选育。适应性强,抗干旱瘠薄,根系发达,呈丛状生长,在沙丘中下部和丘间低地栽培。4月或6月播种,当年幼苗生长比较弱小,第2年以后,植株迅速生长,年高生长达1.0m左右,生长旺盛,1年内,可以割草2~3次。草木樨(Melilotusalbus),是豆科优良牧草。2年生牧草,产草量与适口性均较强,播种方法与沙打旺相似。苜蓿(Medicagosativa),也是豆科多年生牧草,适口性强,营养价值高,是最优良牧草。但是,水肥条件要求比较高,不适应在沙丘中上部栽培,适宜水肥条件较好的1、2类平缓沙地播种。锦鸡儿和胡枝子,是豆科植物,既可固沙,又可作饲料。单株生物量比较大,但是,茎与枝所占比例较高。综合比较,沙打旺的单株生物量虽然比较小,但叶与枝的比值较大,单位面积的株数也比较多,可食部分多。灌、草植物群落是沙地植被演替过程的重要阶段。为此,进行人工栽培灌木,播种豆科牧草,提高植物覆盖度,改善植物群落的组成,加速形成稳定的沙地灌草生态系统。

6.3人工草场与自然草场产量的比较人工种植的牧草质量好,产量也高。人工种植的牧草产量为自然恢复草场产量的2.3~3.0倍。

7结论与讨论

7.1阿尔乡沙丘中上部面积占75%,进行固沙造林,沙丘下部25%土地进行水利改良与利用,发挥较大经济效益。

7.2章古台治沙造林,是在建国初期,针对流动和半流动沙丘面积比较大,流动性比较强的特点,着重流沙的治理,侧重发挥生态效益。而阿尔乡沙地开发治理,是在连年出现干旱,沙地出现严重水分亏缺的背景下开展的,因此,着重地下水开发利用与节水技术研究。

7.3实施沙地水利改良与利用,改善沙地水分平衡。推平沙丘,沙地利用面积扩大25%~30%,提高土壤含水率0.9%~1.3%。

7.4开发地下水资源是沙地改良利用的关键技术,经过连年干旱以后,沙地土壤含水率显著降低,在生长季节0~150cm土层仅为2.0%~3.0%,林木或农作物常常发生自然萎蔫。因此,进行补水是保障栽培作物成活与生长的关键。打机井,平均每3.3hm2分布一眼井,出水量7t•h-1,发展灌溉农业。

7.5由于沙地发生水分亏缺,节水灌溉与抗旱栽培技术具有重要意义。实施微润灌溉,铺设地下管网,比管道灌水,节水2~3倍。实行膜袋植树与覆膜植树法,节水1倍左右。

作者:焦树仁李春龙王宝泽佟威单位:辽宁省固沙造林研究所辽宁省水利水电科学研究院

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