山地黄壤区旱地改水田方法与流程

本发明涉及水田开垦技术，具体涉及山地黄壤区旱地改水田方法。

背景技术：

随着经济社会的不断发展和城市规模逐渐扩张，好田好土被大量征收到城市建设用地中，为严格落实“占优补优、占水田补水田”耕地占补政策，并基于国土部门的政策要求，确保十八亿亩耕地红线和国家粮食安全，部分地区正在推行旱地改水田的相关政策。山地黄壤区主要是分布于中亚热带湿润地区，其土壤呈黄色，富含水合氧化铁，所处台面坡度较小(坡度低于15°)的山地黄壤区宜进行以山、水、田综合治理为中心的农田基本建设。本发明主要针对当地居民种植水稻意愿强烈等有条件改为水田的山地黄壤区旱梯地，提供一种将旱地改为水田的方法。

目前，旱地改为水田的方法主要包括耕作层土壤剥离、田块整形、田坎修筑、田间防渗、耕作层土壤回覆、平整和蓄水养护步骤。虽然有文献公开了重庆丘陵山区旱地改为水田工程关键技术，其关键点在于耕作层土壤剥离厚度控制和防渗技术控制(参见重庆丘陵山区旱地改为水田工程关键技术探讨，孙静，资源.环境，重庆地质矿产研究院等)。然而，常规旱地改为水田的方法和其关键技术点并不适用于山地黄壤区旱地改水田。另外，就旱地改为水田而言，新改水田首年的保水率一直很低(通常仅为35-50％)。

技术实现要素：

针对背景技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种新改水田保水率高的山地黄壤区旱地改水田方法。

为了实现所述目的，本发明采用如下技术方案。

山地黄壤区旱地改水田方法，步骤包括：

步骤1：确定拟改造田块范围；作为优选，具体可根据1:500地形图确定拟改造田块范围，平面高差小于50cm的台面可归并为一个田块；

步骤2：表土剥离及基底平整，对挖填高差大于20cm的田块进行表土剥离，对田块底面进行平整；作为优选，表土剥离厚度为20cm，平整后的田面(田块底面平面)高差控制在±3cm内；

步骤3：田坎修筑；

步骤4：表土回填及田面平整，将剥离的表土回填至基底经平整后的田块；作为优选，平整田面使其平整度达到±3cm；

步骤5：泡田打浆，

泡田打浆步骤包括：在平整后的田块沿田边开挖厢沟，水至厢沟对田块进行浸润处理，待土壤充分浸润后，按从下到上的次序对田坎进行第1次糊泥，形成田坎雏形；待田块浸润后对田块进行翻耕处理，翻耕完成后，对翻耕后的田块进行耙田处理，并对田坎从下到上进行第2次糊泥；对犁耙后的田块进行蓄水泡田处理；对经泡田后的田块进行二次翻耕，二次翻耕完成后对田块进行耙田处理，并对田坎从下到上进行第3次糊泥；对犁耙后的田块进行泡田静置处理；

步骤6：插秧耕作，按传统方式对田块进行插秧、日常管护处理。

步骤7：第2、3年播种时节，重复上述步骤5，第4年及以后，上述步骤5按农民耕作习惯自行安排。

作为优选，所述步骤2中，表土剥离按照坡底至坡顶的顺序依次剥离。

作为优选，所述步骤3中，当所修筑的田坎为石坎时，土坎顶宽0.5m、高0.5m、外坡比1:0.5、内坡比1:0.3。

作为优选，所述步骤3中，当所修筑的田坎为石坎时，墙身采用干砌块石砌筑，基槽采用浆砌块石，石坎顶宽0.3m、外坡比1:0.2、内坡比1:0.1、基槽埋深0.25m，石坎上部修筑土坎，石坎上部的土坎外坡比1:0.5、内坡比1:0.3。

为保证新造田坎的保水效果、预防水田在灌水条件下的垮坎风险，第1年土坎顶宽应根据挖填方量进行内移，内移长度d需满足d≥3htanθ，式中，d为内移长度，山地黄壤区取dmax＝0.8m，若d＞0.8米，不建议改为水田，θ为挖填角，h为填方最大高度。

作为优选，所述步骤5中，蓄水泡田时间为5-7天，蓄水深度为2-3cm。

作为优选，所述步骤5中，第1次糊泥、第2次糊泥和第3次糊泥厚度均为5cm，第3次糊泥前先铲除第1次和第2次糊泥。

作为优选，所述步骤5中，耙田处理采用传统畜力，顺向田块“z”字形方式来回2操作两次，耙田的同时对田块内部的根系、杂草进行处理。

作为优选，所述步骤5中，翻耕处理采用旋耕机由内向外的螺旋式来回操作两次。

有益效果：

采用本发明方法可在山地黄壤区快速实现旱地改水田并达到蓄水保肥的目的，所改水田第1年(第1季)保水率可达老水田保水率的80％以上，第2年田块保水率可达约86％(第3年保水率一般可提高到90％)，并随着水作过程中水土的逐渐熟化，快速达到老水田的保水效果；

本发明将现代耕作与传统耕作技术相结合，既可快速堵漏裂隙，促进新建水田蓄水，解决了传统旱改水方法存在的蓄水慢的问题，又可促进新建水田形成优质犁底层，有利于新建水田正向演替，还能够去除田间杂草根系，使田面变得非常平整，方便水稻种植后期管理；更为重要的是，本发明方法可克服新建水田土壤粘闭，有效预防水稻僵苗发生；

本发明从水田具备保水保土的功能出发，以服务农民为基础，提高耕地质量为核心，以保护周边生态景观为原则，遵照传统耕作与机械耕作相结合的方式，从山地黄壤区特殊地形地貌出发，形成旱改水选址、田坎修筑、田面平整、泡田打浆最佳工艺组合，达到良好的保水效果；本发明方法简单、实施成本低廉、符合传统耕作习惯，对山地黄壤区快速实现旱改水具有直接的指导和应用意义。

附图说明

图1是实施例中土坎断面示意图；

图2是实施例中石坎断面示意图；图中，1-土埂部、2-泥覆层、3-石坎层、4-原生土层、5-隔水层、6-耕作层、7-基槽；

图3是实施例中石降坡平整示意图；

图4是实施例中田块翻耕示意图；

图5是实施例中耙田示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，在此指出以下实施例不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域普通技术人员根据本发明的内容作出一些简单的替换或调整，均在本发明的保护范围之内。

实施例

山地黄壤区旱地改水田方法，步骤包括：

步骤1：确定拟改造田块范围，具体可根据1:500地形图确定拟改造田块范围，平面高差小于50cm的台面可归并为一个田块；

步骤2：表土剥离及基底平整，按照坡底至坡顶的顺序依次对挖填高差大于20cm的田块进行表土剥离，剥离厚度为20cm，剥离的表土堆放于指定区域，堆放形状示堆放区面积及地形条件而定，防范崩塌及水土流失，要求堆放高度不超过1.5米；同时，对田块底面进行平整(对田块底面进行挖高填低)，田面高差控制在±3cm内；剥离的表土堆放于指定区域，堆放形状示堆放区面积及地形条件而定，防范崩塌及水土流失，要求堆放高度不超过1.5米；

步骤3：田坎修筑；对于地形坡度低于15°的山地黄壤区，在新造水田过程中，高度在0.5m以内的修筑为土坎，高度在0.5-1.2m的修筑为石坎，高度大于1.2m的田块原则上保留原地类不变，不宜改成水田；如图1所示，当所修筑的田坎为土坎时，土坎顶宽0.5m、高0.5m、外坡比1:0.5、内坡比1:0.3；如图2所示，当所修筑的田坎为石坎时，土坎顶宽0.5m、高0.5m、外坡比1:0.5、内坡比1:0.3，为保证新造田坎的保水效果、预防水田在灌水条件下的垮坎风险，第1年土坎顶宽应根据挖填方量进行内移，内移长度d需满足d≥3htanθ，式中，d为内移长度，山地黄壤区取dmax＝0.8m，若d＞0.8米，不建议改为水田，θ为挖填角，h为填方最大高度，如图3所示，随着田坎在耕作过程中的逐渐熟化，逐年调整田坎宽度，直至适宜为止；

步骤4：表土回填及田面平整，将剥离的表土回填至基底经平整后的田块，平整田面(可以通过人工进行细部平整，均匀摊铺)使其平整度达到±3cm；

步骤5：泡田打浆，在平整后的田块沿田边开挖厢沟，厢沟离田坎或边缘20cm，厢沟大小以满足饮水需求为主，水至厢沟对田块进行浸润处理，水逐渐淹没土层2-3cm，待土壤充分浸润后，通过人工使用耙锄将泥土捣糯，按从下到上的次序对田坎进行第1次糊泥(糊泥厚度5mm为佳)，所糊泥在新坎上夯实并梳理整齐，形成田坎雏形；待田块浸润后对田块进行翻耕处理，如图4所示，翻耕处理采用旋耕机由内向外的螺旋式来回操作两次，翻耕完成后，对翻耕后的田块进行耙田处理，如图5所示，耙田处理采用传统畜力，顺向田块“z”字形方式来回操作两次，耙田的同时对田块内部的根系、杂草进行处理,以保证田块内的平整性和透水性，并对田坎从下到上进行第2次糊泥，糊泥厚度5mm；对犁耙后的田块进行蓄水泡田处理；对经泡田后的田块进行二次翻耕，翻耕处理采用旋耕机由内向外的螺旋式来回操作2次，二次翻耕完成后对田块进行耙田处理，同时，铲除田坎前两次糊泥部分，用充分浸润的土壤对田坎从下到上进行第3次糊泥，糊泥厚度5mm；对犁耙后的田块进行泡田静置处理，静置5-7天，要求土壤一直处于充分浸润状态(水深2-3cm)，以保证土壤细颗粒的充分沉淀，起到添堵隔水层的作用；

步骤6：插秧耕作，按传统方式对田块进行插秧、日常管护处理；

步骤7：第2、3年播种时节，重复上述步骤5，有新建石坎的田块，可视水土熟化程度，可逐年田坎外移10-20cm，第4年及以后，上述步骤5按农民耕作习惯自行安排。

保水率试验

试验设计：选用两块野外试验田开展试验，两块试验田均位于山地黄壤区，一是原水田现旱地(旱作3年以上，称之为试验田2)，试验田位于东经108.470051，北纬31.832150，面积522平方米；二是旱地类别(称之为试验田1)，试验田位于东经108.474372，北纬31.826897，面积225平方米。试验前期，分别对两块试验田耕作层、犁底层(隔水层)的土壤容重及机械组成进行了测试，详见表1、表2。

表1试验田土壤容重本底值情况表(犁底层/耕作层)

表2试验田土壤机械组成测定分析

在拟定试验田块后，将每块田均分为三个小田块，原来为旱地的试验田分别编号小试验田a(采用传统牛耕方式改为水田)、小试验田b(采用机耕方式改为水田)、小试验田c(采用实施例中方式改为水田)，原来为水田现为旱地的试验田分别编号小试验田e(采用传统牛耕方式改为水田)、小试验田f(采用机耕方式改为水田)、小试验田g(采用实施例中方式改为水田)。改为水田的过程中，以周边老水田蓄水水位值为对照(ck0)，观测各小试验田在不同时间的蓄水情况。第1季(即第1年)试验数据观测期设3月，分两个阶段进行，各为1.5月：2018年10月14日至11月29日为第一阶段观测期，2018年11月30日至2019年1月14日为第二阶段观测期。观测频率为3次/天，早上8:00，第一次读取各试验田水位值数据，后对试验田进行灌水，停灌后，第二次记录各试验田水位值数据，下午18:00，第三次记录各试验田水位值数据，每次要求记录准确的时间、水位值以厘米为单位，保留1位小数，同时记录当天天气、气温值。根据记录的水位值数据计算渗水速率，试验田渗水速率＝(阶段下渗水位值*试验田面积-日蒸发量)/阶段时间，本发明中阐述的保水率主要以渗水速率表示(保水率＝100％-渗水速率)，结果见表3，渗水速率越快保水率越差，反之，渗水速率越慢保水率越高。第2季和第3季保水率参照第1季方法获取。

表3新改水田保水率

试验结果表明，采用本实施例中新改的水田保水效果好，第一年保水率最高可达老水田的80％(原水田现旱地)，较传统牛耕方式的保水率高约30％，即使对于原先是旱地的地块改为水田，也能够在第一年达到55％的保水率，第二年可达到72％的保水率，且耕作层在干水情况下不会板结，淹水条件下只有轻度粘闭现象，，且基底无杂草，有利于水稻后期管护，综合效益高。而采用机耕方式改为水田后的耕作层在干水情况下极易板结，出现重度粘闭现象，基底不平且杂草丛生，其通透性差，地温降低，致使土壤中好气性微生物的活动受到抑制，水、气、热状况不能很好的协调，其供肥、保肥、保水能力弱，不利于水稻生长。

采用本发明方法可在山地黄壤区快速实现旱地改水田并达到蓄水保肥的目的，并随着水作过程中水土的逐渐熟化，快速达到老水田的保水效果。本发明将现代耕作与传统耕作技术相结合，既可快速堵漏裂隙，促进新建水田蓄水，解决了传统旱改水方法存在的蓄水慢的问题，又可促进新建水田正向演替，还能够去除田间杂草根系，使田面变得非常平整，方便水稻后期管理；更为重要的是，本发明方法还能够使新建水田克服土壤粘闭情况发生，可预防水稻僵苗发生。

本发明从水田具备保水保土的功能出发，以服务农民为基础，提高耕地质量为核心，以保护周边生态景观为原则，遵照传统耕作与机械耕作相结合的方式，从山地黄壤区特殊地形地貌出发，形成旱改水选址、田坎修筑、田面平整、泡田打浆最佳工艺组合，达到良好的保水效果；本发明方法简单、实施成本低廉、符合传统耕作习惯，对山地黄壤区快速实现旱改水具有直接的指导和应用意义。