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第七章护地制度,防水蚀防风蚀防杂草防污染,护地制度（Protectivesystemforfield）是农田防护制度的简称，是指防止农田遭受水蚀、风蚀、杂草感染及工业废弃物等有毒物质污染的综合技术体系。,第一节防水蚀,水蚀的危害及其影响因素农田水蚀控制的技术原则农田水蚀控制的基本措施,土壤侵蚀中国大百科全书水利卷（1992.3）对土壤侵蚀(soilerosion)的定义为：土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。,水土流失,水土流失（waterandsoilloss）在中国水利百科全书第一卷（1990.12）中定义为在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失，亦称水土损失。,从土壤侵蚀和水土流失的定义中可以看出，二者虽然存在着共同点，即都包括了在外营力作用下土壤、母质及浅层基岩的剥蚀、运搬和沉积的全过程；但是也有明显差别，即水土流失中包括了在外营力作用下水资源和土地生产力的破坏与损失，而土壤侵蚀中则没有。,水土流失与土壤侵蚀关系,水土保持,在中国大百科全书农业卷（1990.9）中水土保持的定义为：防治水土流失，保护、改良与合理利用山丘区和风沙区水土资源，维护和提高土地生产力，以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益，建立良好生态环境的事业。,水蚀的危害及其影响因素,水蚀（Watererosion）也称水土流失，指的是雨水或融雪乃至灌溉水流形成的地表径流对土壤的冲刷与迁移。,水蚀的危害：,我国的丘陵、山区占总土地面积的2/3，水土流失现象很普遍。黄土高原地区是世界上水土流失最严重的地区，也是我国水土流失的重点防治区。四川盆地及周围的山地丘陵、云贵高原以及南方山地丘陵等地区水土流失也较为严重。水土流失不仅对国民经济造成巨大的损失，而且给农业生产也带来了极大的危害。,溅蚀,雨滴降落时具有一定的动能，落到裸露的地表后，直接轰击土壤，造成土粒分散、飞溅，形成土壤侵蚀水蚀作用的第一步。土壤一旦被雨滴碰散，进一步发展就是片蚀和沟蚀。,水蚀的类型：,从一个地方的表面十分均匀地移走一薄层土壤。发生片蚀时，土壤表面并非平滑，都有一些可以积水的小洼坑，水从这些洼坑的最低点溢出，顺坡而下时，就会把地面冲出小沟,片蚀,水蚀的类型：,细沟侵蚀,水蚀的类型：,沟蚀,地表径流逐步由沟状集中水流流进定式河道而形成的破坏力强，破坏景观，使土壤荒芜，容易引人注意田间土壤损失的主要形式,水蚀的类型：,人类与自然共同作用影响下的水土流失,黄土高原梁峁梯田景观,鳞片状面蚀,鳞片状面蚀,细沟状面蚀,山洪侵蚀,土石山区崩塌,黄土区崩塌,滑坡,山剥皮（土沙溜泻山腹）,发生过石洪的沟道,水蚀对农业生产的主要危害：,跑土：黄土丘陵地区每公顷坡耕地平均年流失水量约225450m3，多的可达900m3。我国许多水土流失地区，每年水力侵蚀损失土层的厚度达0.21.0cm，严重流失地区2cm。跑肥：随着耕地表土的流失，存在于土壤中的矿质营养元素也随之丧失。结果使耕地土壤结构遭破坏，土壤板结，土壤水分减少，土壤肥力下降，土地生产力下降，最终导致农作物日益减产。跑水：我国因水蚀每年土壤流失量高达50亿t，其中黄河流域16亿t，长江流域24亿t。,首先，跑水、跑土、跑肥（三跑田）,对农业生产的主要危害：,其二，农田受到破坏（切割、蚕食、淤积和埋压）,根据有关资料，我国水土流失严重地区，在每km2的土地上，支毛沟的数目往往有3050条或更多，这样稠密的沟壑网把土地切割成窄小、支离破碎的条块，给农业生产造成很大困难。由于水土流失造成耕地切割、蚕食的同时，又产生耕地的淤积和埋压的危害。,对农业生产的主要危害：,第三，对水利设施也造成危害,一些灌溉水渠经常为径流所携带的泥沙所冲毁或淤塞在容易发生水蚀地区的水库也经常为径流所携带的泥沙所淤积，从而降低水库的蓄水能力，增加洪水泛滥，降低水库的效益。,（1）气候因素,降雨,降雨是影响水蚀的最主要因素，它是引起水蚀的原动力。雨滴降落时具有一定的动能，落到裸露的地表面后，直接轰击土壤，造成土粒分散、飞溅，形成溅蚀，进而随着径流顺坡而下，使土壤受到冲刷和迁移，造成水土流失。水土流失的大小与降雨量的数量、强度有着直接的关系。暴雨是造成水蚀的最重要因素，是指短时间内强度大的降雨。我国气象方面规定，一日降水量超过50mm或1h降水量超过16mm的都叫暴雨。,总降雨量虽大但强度低，不一定引起过量侵蚀极短时间内的急雨也不一定引起大量的土壤损失,（1）气候因素,降雨,在一定区域内，只有当次降水量达到并超过一定数值之后，才有可能出现土壤侵蚀，这个临界降雨量称为侵蚀性降雨标准。黄土高原地区侵蚀降雨量标准大致是815mm，即在黄土高原地区内，当次降雨量超过815mm，就会引起土壤侵蚀。如果降雨量相同，降雨强度愈大，产生流雨量就越大，径流系数也越大，径流深也越大，侵蚀作用也就越大。,（绥德水土保持试验站）,（1）气候因素,风主要是通过雨滴碰撞的角度和速度来影响侵蚀过程的。风也影响蒸发蒸腾，影响土壤含水量，进而影响到土壤侵蚀。,温度,温度可使雪融化产生径流，从而导致无覆盖的浅的融化表层产生细沟侵蚀。,风,（2）土壤因素,雨水入土速度的土壤特性,（2）土壤因素,降雨或径流期间土壤抗分散、抗冲性的特性,土体抵抗水力机械破碎的能力,（3）地形因素,一般地面坡度愈大，径流速度大，冲刷愈强,绥德水土保持试验站（19541960年）,据山西省水保科研所研究，地面坡度040（黄土沟壑侵蚀区为2528.5）范围内，地面坡度（I）与土壤侵蚀量（S）呈正相关，其关系式为：S=1.1I1.73。,（在北方旱地农业地区，5090%的坡耕地分布在530范围内）,坡长,（3）地形因素,相同坡度下，坡面越长，径流速度越大，汇集的径流量愈大，侵蚀力越强,天水水土保持试验站观测资料表明，在同样坡度条件下，坡长40m的坡耕地比坡长10m的坡耕地土壤流失量增加41.6%。所以，实行陡坡退耕还林还牧，并在坡耕地上修筑梯田，均能降低坡度与坡长，起到保持水土的作用。,（4）植被因素,（5）人为因素,二、农田水蚀控制的技术原则,美国魏斯曼（Wischmeier）和史密斯（Smith）通过对耕作管理和防止侵蚀措施诸因素的多年分析研究，不仅验证了引起土壤水蚀的上述五大因素，而且还确定了各因素之间的数量关系，并于1965年提出了预测预报土壤侵蚀损失量的经验公式通用土壤流失方程（USLE）,预报在某一特定土地条件下，坡面的年均土壤流失量预报因耕作和土壤保持措施变化所引起的土壤流失量的变化可以反向求算某个因素的值，对特定的土壤类型和坡面，进行种植业生产的指导和选择合理有效的土壤保持措施,土壤可蚀因子是对某一特定土壤固有可蚀性的一种定量描述。对于某一特定土壤，土壤可蚀性因子K是一个与标准小区相比的单位侵蚀指数的侵蚀率。影响土壤可蚀性程度的因素较多，主要是质地、结构、粘粒类型、有机质含量、渗透性等。一般颗粒粗、团粒结构好、渗透快的土壤的K值低，反之高。,2.土壤可蚀性因子K,K值可以实测，也可以利用魏斯曼等绘制的土壤可蚀性诺模图确定或查左表。实测K值在标准径流小区中进行。标准径流小区宽1.5m、长22.1m，坡度9%，地面无植被，完全休闲，无任何水土保持措施。当地面发生径流时，土壤随侵蚀流入区下水槽内，取样、烘干、称重，就可算出K值。K大约变动在0.020.75之间。,K的一般数量级指标,在通用土壤流失方程中，坡长和坡度的影响分别表示为L和S在实际应用时往往把它们作为一个独立的地形因子LS来估计LS是无计量单位的数值它是拟测的坡度与坡长的土壤流失量与坡度为9%（相当5度）、坡长为22.13m的标准小区的土壤流失量之比一般LS的数值也可用经验公式计算,3.地形因素LS,不同坡度、坡长的LS值,作物管理因子是在相同的土壤、坡度和相同的降雨条件下，某一特定作物或植被情况时的土壤流失量与一耕种过后连续休闲的土地土壤流失量的比值。因此C值是一个相对值。不同植被类型、不同作物种类、不同生长阶段和耕作管理措施，C值不同，也就说其对防止土壤水蚀的影响效果不同。当地面无任何覆盖时C值为1.0，当地面得到良好保护时C值则小于1.0，土壤侵蚀减小。,4.作物管理因子C,作物不同耕作期的C值,农作物不同耕作时期其覆盖度不同C值也不同，大约在0.080.65之间,草地与林地因其覆盖度不同，C值也不相同。在相同覆盖度条件下，森林的C值最小，说明森林地防止水土流失的效果最好，其次是乔木、灌木和草原。,林草不同覆盖度C值,5.土壤侵蚀控制措施因子P,土壤侵蚀控制措施因子是指采用专门措施后的土壤流失量与采用顺坡种植时的土壤流失量的比值。通常包含于这一因子中的侵蚀控制措施有：等高耕作、等高带状种植、修梯田。,根据魏斯曼和史密斯的研究，在每一项措施中，坡度为3%8%时，因子P最有效，而后随着坡度的增加而增加。在坡度降低到2%以下时，由于技术措施的负作用，与顺坡种植相比，P值反而增加,坡耕地的P值,土壤流失总量的大小，取决于上述五大因素参数的大小。当五个因素都具有最大值时，土壤流失量最大；反之，最小。,例如，在坡度5%的土地上经营农业，坡长150m，算得地形因素LS值为1.2，土壤可蚀因子K值为0.36，地区R值为300，采用的轮作制C值为0.4，顺坡耕作P值为1.0，则土壤流失量：A=3000.361.20.41.0=52(t/hm2/a),只要采取正确的防止水蚀措施，使每一个因素的取值低于一定的范围，土壤流失总量就可控制在一个可允许的范围。所谓允许土壤流失量是指在维持土地较高生产力水平前提下的最大土壤侵蚀率。,三、农田水蚀控制的基本措施,1.工程措施,改变坡地特性，从而使径流量和径流速度降低。修筑梯田就是通过控制坡长、降低坡度，减缓田面径流的一项有效的防止水蚀的工程措施。此外，利用工程措施修筑水窖、涝池等也可在一定程度上减少沟蚀，并集蓄水与雨水重复利用于一身。,涝池,水窖,水平梯田是把耕地的长坡分段，在各段内采用里挖外垫的方法，把坡面修成若干个长条梯田，上下相连，形成阶梯，每一梯田便形成一耕作区，用以种植各种作物我国主要的梯田形式。一般是地面无坡度，但有时为了增强蓄水能力，防止雨水冲毁梯田，有的还向里修成一定的倒坡或梯田边修筑地埂，以利于蓄水，防止雨水冲毁梯田。,在坡面上每隔一定距离沿等高线开沟筑埂，把坡面分割成若干个带状田块，把长坡截为短坡，可拦截部分地表径流，减轻水土流失。除开沟和筑埂部分改变了小地形外，坡面其它部分保持原状不动，所以叫坡式梯田农耕地的坡式梯田，每两条沟埂一般相距约2030m。修筑时一般是沿等高线下方取土筑埂；结合耕作向下翻土，每年埂内淤积，随时加高培埂和护养，这样逐步坡度变缓，年复一年逐渐形成水平梯田。一般在地广人稀地区，常采用先修筑坡式梯田，再逐渐过渡到水平梯田。,水平梯田与坡段结合的一种形式，即在每两个一次修筑的水平梯田之间，隔着一个保持原坡面的斜坡地大雨或暴雨时斜坡上流失下来的水土可被水平梯田栏蓄。隔坡梯田的隔坡间距视坡度、土质和雨量而定。坡度陡、土壤紧实，降雨多且多大雨的地区易产生径流，隔坡间距应小一些，反之可适当加宽。一般采用的斜坡段与水平宽度之比为1:1或2:1。此种梯田可在斜坡上种草，发展畜牧业，水平阶上种植农作物。,水窖是在黄土高原和丘陵等地区，建设的各种小型蓄水工程，降雨时其可将坡地、道路、晒场、住宅等地上径流引入窖内，这样不仅可以减少坡下沟蚀，减轻水土流失，而且引入窖内的降水可以供人畜饮水或作物生长期间的补充灌溉。,水窖修到地头,2.生物措施,三、农田水蚀控制的基本措施,对于不适宜农耕的的坡地，要从农业全局着想，坚决做到退耕还林、种草、归牧，同时实施农田种植业结构调整，确立与土壤水蚀地区气候相适宜的，有助于控制农田水蚀的种植业结构。,（1）种植上的整体布局,在坡耕地上合理轮作，能有效的防治水蚀。,（2）合理轮作,坡耕地一般土壤肥力差，生产力不高，种植制度应从这一特点出发加以合理安排。,头年地表径流减少58.0%，土壤冲刷减少73.8%；第二年相应减少78.2%和84.4%。,扁豆休闲小麦谷子,扁豆草木樨小麦谷子,（天水水保试验站）,带状种植就是在坡地上沿等高线将坡耕地划成长而窄的条带，并相间种植不同的作物。作物包括密播的保护作物（主要是多年生牧草），也包括不耐水蚀的中耕作物和密植的禾谷类作物。一般可采取多年生牧草与作物的带状间作，或密生作物与疏生作物的间作，并在时间上轮换种植。,（3）带状种植（stripcropping）,牧草带增加了植被，可以降低径流流速，保护地面，减少冲刷，增加渗透；同时可以拦截和纳蓄作物带流失的水土。此外，多年生豆科牧草，由于根系大量生长，有利于土壤有机质和养分的积累，改良土壤结构，增加土壤渗透贮水和抗冲刷能力，并提供优质饲料，当牧草带换种作物时使其产量大幅度提高。,（3）带状种植（stripcropping）,在同样条件下带状种植比非带状种植平均减少土壤流失1/4。带状种植再配合填闲种植、残茬覆盖及等高耕作，防侵蚀的效果更好。带状种植的一个重要因素是带的宽度以及间作作物的比例。,（3）带状种植（stripcropping）,多作种植就是尽可能发展间、混、套作及复种，尽可能延长农田全年作物的覆盖时间和覆盖度，这也是减少水土流失的有效措施。据延安水土保持试验站研究，小麦与豆子间作比单作地冲刷量减少53.7%。,（4）多作种植,三、农田水蚀控制的基本措施,3.耕作措施,基本原理:利用土壤耕作措施增加地面粗糙度，改良土壤结构，提高土壤肥力和透水贮水能力，减轻土壤径流和土壤流失量，从而达到保水保土、培肥地力和持续增产的目的。,许多研究资料表明，等高耕作较顺坡耕作，水蚀减少25%78%。等高耕作一般在缓坡地上采用，随着坡度增加，它的作用降低。,（1）等高耕作法（ContourCultivation）,每一条犁沟和横坡种植的作物的每一行作物都是一道道防线，作为径流下汇的障碍物，拦截径流，减轻土壤冲刷，起到保水、保土、保肥的作用,图51改顺耕为横耕,等高耕作应注意的问题根据地形条件，水沟及田间道路，以避免排水系统紊乱，加重水土流失；改耕时间定在秋耕时为宜，以便接纳雨水，防止土壤水分大量散失；改耕后之头三年内，应种植密生早播作物，以避免地面小地形零乱产生之水土流失。横坡耕作必须固定向下翻土，以减缓坡度，逐渐形成梯田或梯地。横坡耕作，在20坡地上效益明显.如坡长，坡度过大，水土保持效益就会逐渐降低，就不宜采用本法。,一般也是沿等高线进行，适于在较大坡度的耕地进行。在我国适宜于川台塬坝和水平梯田。此法需深耕起垄，顺沟种植，深播浅盖，播后镇压。通过中耕破垄、倒壕、换垄，能拦淤泥，蓄水保墒，加深耕层，改良土壤。西北黄土高原推广的水平沟种植法、丰产沟种植法、沟垄种植法都属于沟垄耕作法的范畴。,（2）沟垄耕作法（ListingorRidgeTillage）,沟垄耕作法就是通过土壤耕作在地面上形成较大的沟和垄，控制水土流失的一类耕作法。,在坡地上应用的区田，是由古代的区田耕作法演变而来的，现代又称为丰产坑等。具体作法是：沿等高线在坡上每隔1m2范围挖一方坑，长、宽、深各50cm。挖出的生土在坑的下沿和左右两侧作成土埂，把上方50cm和左右两侧各50cm范围内挖出的表土放在坑内，然后在坑内施肥和播种，上下两行坑成“品”字形交错排列。不仅表土和肥料可以集中使用，而且改变了小地形，暴雨时能拦截地表径流，保持水土。,（3）区田耕作法,丰产坑,区田耕作法,在地表保留足够数量的作物残茬或秸秆，缓和了雨滴冲击地面的力量，减少了地面板结的可能性，同时有利于雨水渗入土壤减少径流，防止或减轻土壤侵蚀。,（4）残茬覆盖耕作法,免耕不翻动土壤，并且地面保留一定的残茬或秸秆，避免了地面裸露，从而有效的防止和减轻了土壤侵蚀。少耕法是在满足作物必要的土壤耕作措施的基础上，尽可能减少耕作次数及环节，以便保持良好的耕层构造，避免土壤过于疏松，从而减轻土壤流失。,（5）少耕与免耕,三色农业,1.绿色农业，又称绿色生态农业,是以绿色植物借叶绿素进行光合作用生产食品的农业。2.白色农业，又称白色工程农业,是以蛋白质工程,细胞工程和酶工程为基础,以基因工程全面综合组建的工程农业。由于它是在高度洁净的工厂内进行生产,人人都将穿戴白色工作服从事劳动,所以形象地称之为白色工程农业。3.蓝色农业，蓝色农业是向大海要粮,正是中国农业发展的出路之一。将海洋种植业,养殖业,捕捞业形象地喻为蓝色农业,它的最终目的就是开发食用蛋白质。,水土保持耕作措施分三大类：以改变微地形，增大地面粗糙度为主的耕作法。作用在于：拦截地表水，减少土壤冲刷，主要有：沟垄种植，垄作区田、平播起垄、中耕换垄等；坑田种植（也称掏钵种植）、大窝种植，新式圳田，水平防冲沟。以增加地面覆盖，增强土壤抗蚀力为主的耕作法。其作用是保护地面，减缓径流，增强土壤抗蚀能力。主要有间作套种，草田轮作，草田带状间作，宽行密植，利用秸秆杂草、作物残茬、地膜和砂田覆盖等。以改善土壤物理性状，增加土壤入渗为主的耕作法。作用在于疏松土壤，改善土壤的理化性状，增加土壤抗蚀，渗透，蓄水能力。主要有耙耱，浅耕以及少耕、免耕等方法。,林草措施/生物措施,工程措施,农业技术措施/耕作措施,？,对于轻度侵蚀的土壤，以水土保持农业技术（耕作措施）就可以起到较好的作用；对于中度乃至重度侵蚀的土壤，以工程措施+林草措施（生物措施）+农业技术（耕作措施）才可以有效的，单一的效果有限。这就是退耕还林还草、退牧还草的理论依据。,第二节防风蚀,风蚀的危害及其影响防治风蚀的农业措施农田防护林网建设,风蚀地貌,风蚀柱,沙丘,沙丘链,半固定沙丘,一、风蚀的危害及其影响,风蚀（Winderosion）是指土壤颗粒被风吹起、移动、降落，从而破坏土壤、危害农业生产的过程。风蚀可分为悬移、跃移、推移等几种形式。,吹走表土：在风蚀严重地区，一次尘风暴就可以从农田上损失28cm的土层，严重时可把肥沃的表层全部吹走，露出的则是下垫的母质，使农田失去种植价值。重播或改种作物：在冬春季节风蚀对作物的危害更为严重。因为这个时候大部分农田刚刚播种或幼苗刚刚出土，均处于不能抵抗风蚀的状态，一旦发生风蚀，导致土地的荒漠化或沙化。风蚀所导致的土地荒漠化和土地沙化给国民经济带来了严重危害。,1.风蚀的危害,造成农作物重播或改种，不仅浪费人力、物力，而且贻误农时，最终导致作物减产经济效益低下,漫画里的美国黑风暴,黑风暴过后的美国农场,20世纪5060年代，前苏联在半干旱的西伯利亚地区开垦草地4000万hm2，1963年由于干旱引起了黑风暴，共有1700万hm2土地遭受风蚀危害，作物绝产达400万hm2。,我国也是世界上受风沙危害最严重的国家之一。,沙尘暴,浮尘,扬沙,水利部全国第二次水土流失遥感调查结果,造成我国土地荒漠化、沙化并加速扩展的原因：,气候因素；不合理的人为活动，尤其是过度放牧，滥樵、滥挖、滥采、滥垦、滥用水资源等,2.影响风蚀的因素,风蚀预测方程（1960s）Woodruf，SiddowayE=f（I,K,C,L,V）,其中，E-土壤年流失量（t/hm2a）,土壤颗粒的大小，不论是一个土粒还是一个团聚体，或者是一个较大的土块，只要具有足够的大小或重量便不容易被风吹动，特别是稳定性强的团粒结构和大大小小的块状结构体，具有更强的抗风蚀力。,（1）土壤侵蚀度因素I,土壤侵蚀度主要与土壤颗粒、质地和结构有关：,质地对风蚀的影响主要在于土壤粘粒含量的多少。沙土和粘土都容易产生风蚀，程度不同。,一般随着粘粒含量的增加，表土的团聚作用增强，土壤容易形成团聚体和土块，从而免遭风蚀。据美国得克萨斯州西部研究，含有10%粘粒比含25%粘粒的土壤侵蚀量大3040倍。,（2）垄体粗糙度因素K,标准垄体高宽比是指垄体横断面高度10cm与宽40cm的比，即高宽比为1:4。垄高10cm，风在垄前容易形成涡流，且风越过垄体摩擦速度增大，防风蚀效果也差。,垄体粗糙度因子指的是土垄具有1:4的标准高宽比时的粗糙度当量（Kr）,主要反映在大风季节中风的频度、风的速度和土壤的干湿度。,（3）气候因素C,（4）田块风蚀宽度因素L,下风向没有防护的田块距离（m）,如果田块有防护措施，如防风篱笆、防护林带、作物防风障，它们的防护距离一般都是10倍于它们的高度，在这种情况下，田间总宽度减去这些防护设施的宽度，所得的差值就是田块风蚀宽度因素L值。许多研究和观察指出，土壤风蚀量实际上随风蚀带宽度的增加而增加。为了减轻风蚀，在设置防护措施时，应该把无防护的地段宽度L值缩小到最低限制，特别是在易风蚀区更应如此。,正在生长的作物和遗留的作物残茬是最经济、有效的防治风蚀的方法。生长着的作物之所以有效的保护土壤，是因为它们挺立于地面之上，不仅降低风速，而且把气流线抬高到一定高度，使风不直接吹袭地表，风蚀量大大减少。据报道，小麦立茬地上的风蚀量仅为裸地风蚀量的17.5%；而同一份量秸秆的覆盖地上的风蚀量却为裸地风蚀量的53%。,（5）植被覆盖因素V,二、防治风蚀的农业措施,基本原则降低风速，提高土壤的抗风能力,1.保护性土壤耕作,采用有利于保留作物残茬或造成土壤粗糙块状表层的耕作法。采取深耕覆盖，将粘质底土带至表面。开沟起垄、免耕覆盖等。耕作方向上都应该尽可能与盛行风向垂直。,合理的土壤耕作可防风蚀，但不恰当的土壤耕作却助长风蚀。,种植防风蚀强的作物和品种。调整播种期，避开风季，防止毁种。多熟种植、填闲种植、带状种植等种植措施。选择适当的覆盖种植方法以增加地面的粗糙度。如地表留茬种植、铺撒植物残体或塑料薄膜等。,2.保护性种植,田间设置作物防风障、雪栅防风障、篱笆防风障以及自然屏障等。作物防风障是利用一种特殊的带状间作形式。利用高秆的保护作物去保护低秆的被保护作物，使易受风害的作物免受风害。如一年生的苏丹草、玉米、高粱等高秆作物，如果密植可以构成有效的作物屏障，保护矮秆作物免受风蚀。,3.设置田间屏障,雪栅,篱笆,三、农田防护林网建设,建立于农田四周对农田起保护作用的防护林称农田防护林带或农田林网。防止风蚀的最有效措施,1.农田防护林的作用,在靠近土壤表面的气流风速降低最大。,（1）防风作用,降低风速的作用一般是在12m高处测定的结果在更高处风速降低较少,1.农田防护林的作用,（2）防沙作用,沙粒任何运动形式，都是以一定速度的气流为动力，风起沙扬，风息沙止。而农田防护林可以降低风速，从而防止或减轻土壤风蚀。使林带迎风面或背风面林缘附近出现一个弱风区，促使气流中近地面空间呈跃移和滚动运动的沙粒沉降，起到阻沙、防沙和固沙的作用。,林带内可明显地减少地表径流、降低蒸发，增加土壤含水量，改善林带附近的水分状况。,（3）减轻水蚀及保水作用,1.农田防护林的作用,降雨时林带上部林冠层截留部分降水。比较寒冷地区，在春季融雪期因林带的遮蔽延长融雪期。林带内地面粗糙度也有利于接纳雨水。林地使风速和涡流交换显著减弱，提高林带内的相对湿度。干旱风条件下，林带保护的田间能保持较湿润的空气，抵御干旱风危害。,林带不仅对风速和湍流交换有减弱作用，而且还改变了林带附近的热量收支各分量，从而引起了温度的变化。,（4）调温作用,1.农田防护林的作用,农田土壤含水量土温降低，蒸发量也大，农作物和林带本身蒸腾量又较旷野增加用于蒸发蒸腾的耗热量也增加农作物所占据的表面温度有所降低。被保护农田湍流交换的减弱，降低了农田作用面与大气之间的湍流热交换强度，使表面温度及其邻近大气层温度增高。,1.农田防护林的作用,营造防护林带是生物改良盐渍化土壤的重要措施。植树造林所选用树种大多数是耐盐、碱的乔灌木树种，如紫穗槐、榆树、洋槐、臭椿等。通过林带树木的生物排水作用，降低地下水位，减轻地表积盐等作用而实现的。,（5）林带对盐渍化土壤的改良作用,2.防护林带的规划设计,林带、林网的防护效果，主要决定于它的结构和位置。包括林带走向、间距、宽度、结构、树种等。护田林带通常由主林带和副林带两部分组成。主林带设在田块的长边，副林带设在短边地头上，故又称护田林网。,（1）林带方向,在条件许可的情况下，主林带的走向最好垂直于害风的方向。据研究，交角由90减为65，防风效果降低约25%；减少到37，防风效果降低50%以上。如不能垂直时，也应使主林带与主要害风方向偏角保持在30以内，最大不得超过45。,确定林带宽度应以最大限度发挥林带的防护效益，最小限度地占用耕地为出发点。林带宽度可按林带两边行间的距离，两侧各加1.52.0m来确定。根据各地经验，一般设计林带时，以412行，618m宽为宜。,（2）林带宽度,（3）林带结构,一般按照透光空隙的大小和分布以及防风特性，通常把林带结构划分为三种基本类型:,中华人民共和国国家标准生态公益林建设技术规程GBT183373-2001,不同林带结构特点与使用范围,要因地制宜地选配适宜的树种，使它们能适应当地土壤、气候条件，符合经济发展需要，不仅具有向上生长的能力，树冠发达，根系强大而不在表土蔓延，而且不给农作物带来病害。在风沙地区的树种还应具有抗风蚀、耐旱、耐瘠薄的能力。,（4）林带的树种选配,一般在护田林带中选配的四类树种,第三节防杂草,农田杂草的危害及其种类农田杂草的农业防除农田杂草的化学防除农田杂草的生物防除,一、农田杂草的危害及其种类,农田杂草是指生长在农田中的一切非栽培植物。与作物的竞争力很强，造成农田生态系统营养物质和水分的非生产性消耗，成为农业生产的一大灾害。,1.农田杂草的危害,2.农田杂草的种类,一、农田杂草的危害及其种类,地球上有（3万种）造成经济危害（1800种）中国（500余种）发生普遍、危害较大（120余种）。在西北地区广大农田造成危害严重的杂草，以禾本科、菊科、十字花科和豆科的种类最多。根据农田杂草的营养特征可以分为全寄生、半寄生和非寄生杂草三大类；从化学防除的观点出发，又可将其分为阔叶、禾本科和莎草科杂草等三大类。,（1）旱地杂草分类：按照繁殖方式和发生时期分类。,（2）水田杂草的分类,二、农田杂草的农业防除,三、农田杂草的化学防除（始20世纪30-40年代，60-70年代超过了除虫剂和杀菌剂。现有300多种，加工剂型数千种。我国几十个，年产量2*104t）,三、农田杂草的化学防除,四、农田杂草的生物防除,第四节防污染,农田污染的类型及其危害农田污染的防治,一、农田污染的类型及其危害,1.农田污染的主要类型以及主要污染物,每年6.5亿t秸秆中约有23被无谓焚烧或变成有机污染物；2000年我国农业源排放甲烷占全国排放总量80，氧化亚氮占90以上；,背景:秸秆成为农业废弃物，被付之一炬。,一、农田污染的类型及其危害,1.农田污染的主要类型以及主要污染物,土壤污染物主要包括以下几种：,一、农田污染的类型及其危害,2.农田污染的危害,化肥对农田的影响,农药对农田的影响,农药污染,90%以上蚯蚓死亡,影响土壤结构,危害作物生长,土壤中的残留农药,富集,食物链,危害畜禽及人类,有机农药进入农田后，仅有小部分通过挥发、淋溶和流失而损失。绝大部分残留在0-30cm土层中。残留在农田中的农药，有的受生物和非生物的分解而消失，但也有一部分难以分解。在这种残留量较高的农田中收获的农作物中也会含有残留农药，其残留量因作物而异，一般块根、块茎类和油料作物对农田中残留的农药吸收能力比高秆型的粮食作物强，胡萝卜对农田中残留农药的吸收量最强。,固体废物对农田的影响,工业废渣和城市垃圾是农田的固体污染物。这些物质由于既不易蒸发挥散，又不易被农田生物所分解，所以是一种能长期滞留在农田中的污染物质。它们既占领大片土地和耕地，又任凭在风吹雨淋和地面水冲洗的情况下，使大量可溶性废物进人农田和地下水，造成对农田和水体的污染。据不完全统计，全国75个城市历年积累的工业废渣和尾矿已达715108t，这是造成农田污染的重要来源。,不适当的污水灌溉使农田生态系统受到破坏,如，一些医