一种西北黄土丘陵沟壑区立体生态种养方法与流程

本发明属于生态种养，具体涉及一种西北黄土丘陵沟壑区立体生态种养方法。

背景技术：

1、黄土高原总面积大约64万km2，沟壑纵横，长度大于500m的沟道约有27万条。由于黄土孔隙度大、质地疏松、透水性强、具有较高湿陷性、抗冲刷能力差，加之降雨比较集中导致黄土高原成为世界上水土流失最严重区域之一。据报道，黄土高原丘陵沟壑区每年约有8亿吨表土流失，每公顷土地损失全氮12-22.5kg、全磷22.5kg和全钾300kg。黄土高原半干旱地区生态系统脆弱，干旱少雨，年均降水量不足400mm，以雨养旱作农业为特征的农业承载能力逐渐不能满足人口日益增加的需求，导致出现了不合理的土地利用方式和植被破坏，严重的水土流失和频繁干旱成为该地区重要的自然环境特征。一方面，农业生产几乎完全依赖降水决定了没有外来水资源提供灌溉的旱地农业生态系统具有明显的不稳定性和较低的抵抗外来扰动能力；此外，区域地带性特征又决定了其具有较大生产潜力。同时，畜禽养殖产生的大量粪污在黄土高原丘陵沟壑区地形难以实现集中连片的玉米-小麦轮作还田消纳模式，而且经济和生态效益不高。

2、由于黄土高原沟壑区地形复杂、畜禽养殖场一般分布在地形相对封闭的位置且周边几乎无相关配套土地，导致养殖产生的大量粪污无法及时有效的消纳利用，造成粪肥资源严重浪费，农户种植生产还需要外购化肥，形成了严重的种养分离现象，同时导致粪污成为严重的污染源，不利于生态环境长期治理。

3、沼液具有肥水一体化的优势，适量浓度沼液可以提高土壤有机质，改善土壤酶活性，提升土壤肥力，达到作物增产提质的效果。目前，多数沼液还田的案例主要是以平原地区的玉米、小麦等大田作物和果园、蔬菜等经济作物还田利用模式构建为核心，一般通过还田管网和还田罐车实现，以沼液消纳为关键目标，对土壤肥力调控、作物增产增收方面研究也较多。但是，关于利用养殖废弃物资源化利用构建黄土高原沟壑区的立体生态种养模式实现土壤肥力改善、防治水土流失和增加收益的成功案例并不多见。因此，构建黄土高原沟壑区以丘陵顶部建设果园、山腰水土防治和沟底发展设施农业“三位一体”的两端盈利和中间治理的立体生态种养技术与方法及案例是推广该技术的核心关键所在。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供的西北黄土丘陵沟壑区立体生态种养方法，其包括了黄土高原丘陵沟壑区顶部果园生态种养方法、黄土高原丘陵沟壑区山腰植被建设方法和黄土高原丘陵沟壑区底部现代农业生态种养方法。

2、为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案为：

3、一种黄土高原丘陵沟壑区顶部果园生态种养方法，其包括如下步骤：

4、s11、丘陵沟壑区顶部果园土壤进行削岗填洼，消除凹凸不平地形状况的预处理；土地平整后每亩地均匀撒施1500～2000kg有机肥和20～25kg复合肥搅拌均匀，翻耕15～20cm与土壤均匀混合耙平压实进行种植准备；

5、s12、进行果树树苗移栽与苜蓿套作；

6、s13、铺设还田管网与滴灌带；

7、s14、进行沼液还田、灌溉；

8、s15、进行田间管理、病虫害防治；

9、s16、收获。

10、如上所述的顶部果园生态种养方法，优选地，在步骤s11中，最后沿果园边缘建高50cm、宽40cm围堰并夯实；在步骤s12中，果树树苗选择8年树龄以下，移栽时间在苹果树萌芽前15～20天进行；方法是挖树前1天浇足水，挖树时尽量保持根系完整和根系带土，移栽时应提前挖好移栽坑，使根系与土壤充分接触，埋至地平时修筑浇水坑，然后浇水，水分下渗后扶直树干，覆土与地面持平，在主根基部堆30～50cm高土堆，风大区域应同时用支架固定树体；移栽第一年应每隔15～20天浇1次水；

11、套作苜蓿为在0℃时即可播种，其开沟条播行距15～25cm，沟宽3～5cm，播种量按1.5～2.0kg/亩进行；同时在播种时伴有苜蓿种子量6～8倍的细沙，播种深度为1.5～2.0cm。

12、如上所述的顶部果园生态种养方法，优选地，在步骤s13中，铺设还田管网与滴灌带为选择适合高度粘稠液体的沼液泵、管网及管件和滴灌带具有抗腐蚀性，在每两行果树中间位置铺设一条滴灌带，每条滴灌带与主输液管连通，滴灌带铺设采用网格式，滴灌带的内径14～16mm，滴空间距为25～30cm，工作压力为80～100kpa；

13、在步骤s14中，沼液还田为在果树移栽10天后，苜蓿种植7天前进行沼液滴灌还田，在果树花期、生理落果期、果实膨大期和成熟期及土壤封冻前均进行沼液还田，沼液用量为30m3/次/亩；

14、灌溉为当0～30cm土层含水量降至60％时开始灌溉，分6～7次进行，且入冬前每亩地灌溉25～30m3。

15、如上所述的顶部果园生态种养方法，优选地，在步骤s15中，田间管理包括梳除强旺枝和徒长枝，进行吊枝和顶枝以防折枝和避免结果后叠在一起；苜蓿播种前3个月对杂草较重土壤采用质量浓度10％苯嘧草甘膦喷施封闭、苜蓿出苗后喷施咪唑乙烟酸水溶液和烯禾啶混合的水溶液进行化学除草；

16、病虫害防治包括当果树红蜘蛛防治喷施阿维菌素水乳剂，苹果绵蚜喷毒死蜱乳油和吡虫啉悬浮剂混合液防治，苹果卷叶蛾和潜叶蛾初发期灭幼脲悬浮剂喷灭幼脲悬浮剂，桃小食心虫喷2.5％功夫乳油2500-3000倍稀释液；

17、苜蓿叶斑病每年8-9月发病初期喷洒代森锰锌水溶液，发病后喷洒世高水分散粒溶液，苜蓿白粉病每年6-8月发病初期采用灭菌丹可湿剂喷洒，病害发生时用苯菌灵可湿性粉剂水溶液喷洒；分枝期至现蕾期蓟马虫害发生时用高效氯氰菊酯乳油兑水早晨或傍晚蓟马的活动旺盛期喷洒；蚜虫每年7-8月虫害发生时用抗蚜威可湿性粉剂兑水喷洒；

18、在步骤s16中，收获时，苹果进行人工采摘；苜蓿每茬现蕾期结合天气情况选择无降雨时收割，刈割留茬高度3～5cm，割下的苜蓿田间晾晒至含水量小于18％打捆贮藏。

19、一种黄土高原丘陵沟壑区山腰植被建设的方法，其包括如下步骤：

20、s21、坡面立地条件调查，包括植被现状、海拔、坡度、坡向、坡长、坡形、土壤类型、质地、水分、肥力条件；

21、s22、根据坡面立地条件调查结果确定植物品种，以乔木、灌木和草本三种不同类型植物搭配为主，三类植物种植方式为沿等高线横坡种植，灌木穿插种植在乔木树种之间、草本植物穿插种植在乔木树种和灌木树种之间形成不同坡度条件下丘陵沟壑区造林地；

22、s23、坡面土地整理采用沿等高线横坡挖鱼鳞坑作为建造林地的方法，并沿坡面每隔若干行鱼鳞坑布设水平截水沟；

23、s24、进行植物种植：在鱼鳞坑内栽植苗木，同时在乔木空隙间种植灌木和草本植物形成柔性生态沟。

24、如上所述的山腰植被建设的方法，优选地，在步骤s22中，乔木包括刺槐、油松、栎树、山杨、臭椿、文冠果、柏树或山杏中至少一种乔木种植；灌木包括沙棘、柠条、紫穗槐、狼牙草、黄刺玫、酸枣或枸杞中的至少一种灌木种植；草本植物包括针茅、长芒草、白羊草、冰草、赖草、苔草、胡枝子、野豌豆或草木樨中的至少一种草本植物种植；

25、不同坡度条件分为三种类型区域：坡度小于25°以下区域，坡度25°～40°区域和大于40°区域。

26、如上所述的山腰植被建设的方法，优选地，在步骤s22中，在坡度小于25°以下区域：刺槐、柏树、柽柳、文冠果种植密度均为株行距1.5×2m，220株/亩，臭椿种植密度为3×3m，75株/亩；

27、灌木种植密度株行距密度介于0.8～1m和1.5～1.8m之间，370～555株/亩；

28、在坡度25°～40°区域：刺槐、柏树、柽柳、文冠果种植密度均为株行距2×2.5m，133株/亩，臭椿种植密度为3×3m，75株/亩；

29、灌木种植密度株行距介于0.5～1m之间，445～667株/亩；

30、在坡度大于40°以上区域：刺槐、柏树种植密度均为株行距3×3m，74株/亩，文冠果种植密度株行距为3×3.5m，64株/亩；

31、灌木种植密度株行距介于0.5～0.8m之间，667～1042株/亩；

32、在坡度小于25°区域、25°-40°区域和大于40°区域时，草本植物种植密度株行距均介于0.5～1m之间，667～1042株/亩。

33、如上所述的山腰植被建设的方法，优选地，在步骤s23中，所述鱼鳞坑深0.5m，土埂中间部位填高0.3～0.4m，内坡1:0.5，坡埂半圆内径为1.2～1.5m，埂顶中间应高于两头，在坡面上坑的布置上下相间，呈品字形；相邻鱼鳞坑间的水平距离为2.5～3m，上下两排鱼鳞坑的斜坡距离为4～5m；

34、所述截水沟下端面宽0.15～0.2m，上端面宽0.3～0.4m，高0.2～0.3m，截水沟两端修筑0.2m高的类似于梯形的减缓水流速度的拦水坎。

35、一种黄土高原丘陵沟壑区底部现代农业生态种养方法，其包括如下步骤：

36、s31、选择地势较平坦的沟壑底部搭建大棚；

37、s32、进行育苗，土壤消毒、加沼液和有机肥、晒干后翻耕表层土壤充分混合耙平做畦；培育的幼苗定植于大棚内、水肥管理，保证养分和水分充足供应。

38、如上所述的底部现代农业生态种养方法，优选地，所述育苗包括将种子消毒处理，将消毒处理后的种子进行育苗处理，育苗3～5天后补充肥料；出苗后白天温度控制在18～20℃，夜间温度在12～15℃，幼苗长出2片真叶时分苗，定植前7天停止浇水；

39、土壤消毒为棚内均匀撒施50～70kg/亩生石灰粉进行土壤消毒，按30m3/亩沼液和1500～2000kg/亩有机肥进行施肥，晒干后翻耕表层20～30cm的土壤，充分混合耙平做畦，畦的长为12～15m、宽为3～4m；

40、幼苗定植按行距为40cm×50cm进行，定植1～2天棚内不通风，白天保持棚内温度26～28℃，夜间14～16℃；

41、水肥管理包括缓苗后灌溉1次达标水30m3/亩，第一次坐果后还田30m3/亩沼液，待第一茬果实收获后第二茬坐果前再还田30m3/亩沼液。

42、一种西北黄土丘陵沟壑区立体生态种养方法，其包括如上所述的土高原丘陵沟壑区顶部果园生态种养方法、如上所述的黄土高原丘陵沟壑区山腰植被建设的方法和如上所述的黄土高原丘陵沟壑区底部现代农业生态种养方法。

43、本发明的有益效果在于：

44、本发明提供的一种西北黄土丘陵沟壑区立体生态种养方法，为黄土丘陵沟壑区提供了一种丘陵顶部建果园、山腰水土防治和沟底建设施农业“三位一体”的两端盈利和中部治理的生态种养技术与方法，操作简便易行，通过高效利用养殖废弃物资源例如沼液和粪肥等，降低生态种养投入和劳动强度，提高单位土地面积产出，为黄土高原丘陵沟壑区持续生态治理注入动力，对于区域生态文明建设具有重要意义。

45、其中，黄土高原丘陵沟壑区顶部果园生态种养方法，采用果树套作苜蓿，实现相互利用、互相补充，苜蓿田间管理具有控制果树病虫害发生，调节果园气温，改善果园小气候条件，避免土壤板结，改良土壤和提高沼液消纳能力等优势。果树套作苜蓿提高土地复种指数，同时增加对水分和光热资源利用率，建立了一个投入少、效能高和抗灾能力强的持续发展体系。果树套作苜蓿每年增产10％以上，播种一次苜蓿，平均每亩苜蓿生物固氮7-20kg/年，亩产鲜草4000-5000kg，苜蓿翻耕进入土壤后，可使10-30cm土壤有机质含量提高0.1％-0.3％。苜蓿庞大的根系群在土壤中密集分布，纵横交错，可以疏通土壤，增加土壤孔隙度，改善土壤通透状况，增强导水性能。苜蓿地土壤水稳性团聚体为35％-40％，特别对减少土壤侵蚀具有显著经济和生态效益。

46、(2)本发明提供的黄土高原丘陵沟壑区山腰植被建设的方法，针对黄土高原沟壑区坡面侵蚀严重、治理困难等问题，同时为减少坡顶沼液还田后可能产生的径流现象。相比于传统单一植物种植水土保持生态措施，综合采用乔-灌-草三种植物联合种植方法，在不同坡度范围内合理搭配不同类型和不同密度植物种类，调控坡面径流路径、减少侵蚀量，并充分利用植物根系分布特征增加不同深度土壤粘结力，提高土壤抗剪强度；同时增加冠层郁闭度，减轻降雨对土壤表面溅蚀，减少地面径流产生，植物增加水分吸收量；生态截水沟除拦截径流和增加入渗外还具有美化坡面效果。

47、(3)本发明提供的黄土高原丘陵沟壑区底部现代农业生态种养方法，利用番茄与大豆套作，出苗天数大大缩短，收获率达到98％以上。本发明采用设施大棚和沼液种植的番茄果色鲜红，单果重量达到250g/个，硬度为5.4，延长保质期2-3天；可溶性固形物含量4.82，发病率仅为2.35％，产量达到4000-4500kg/亩；同时可以收获250kg/亩的套作大豆，经济效益显著。

48、本发明提供的西北黄土丘陵沟壑区立体生态种养方法，以当地养殖业厌氧发酵沼液生产为纽带核心，将种植业和养殖业结合起来充分利用养殖粪肥或达标水，建立起黄土高原丘陵沟壑区“三位一体”的可持续性生态种养技术模式与方法的良性循环体系，即①丘陵顶部削峁建平地，发展林果业增加经济收入，实现生态与经济双赢；②山腰建设植被，根据植物根系分布特点，山腰主要以种草为主，灌木为辅，并挖鱼鳞坑栽植苗木，利用草本植物根系多相互之间盘根错节，形成网状有利于减少水土流失；③山下底部适当治沟造地，发展现代农业以获得经济和生态效益，实现对于黄土高原丘陵沟壑区旱作农业与生态环境可持续发展具有重要意义。