除了降雨、土壤、坡度等自然因子外，坡耕地土壤侵蚀主要受栽培制度和耕作制度影响。栽培制度（cropping system）的影响主要包括作物布局、作物种类、生长发育阶段、生长季节，特别是上述因素在雨季中的特征。针对栽培制度采取的水土保持技术措施一般被称为水土保持技术。

栽培制度又称为种植制度，是农作制度（farming system）的重要组成部分，指一定地区或生产单位在一年或一个轮作周期内作物组成、配置、熟制与种植方式的综合，具体包括：种哪些作物，各种多少，种在哪里，即作物布局问题；一块耕地上一年种一茬还是种几茬，即熟制的问题；在一块耕地上连续种植农作物还是某一个生长季节或某一年不种，即复种或休闲问题；不同生长季节或不同年份作物的种植顺序如何安排，即轮作或连作问题；采用什么样的方式种植农作物，单作还是间作、混作、套作，直播还是移栽，即种植方式的问题。农作物种类与气象条件关系很大，因此不同地区的栽培制度也因气候不尽相同。我国南方是世界上重要的以水稻为主要作物的农作区，同时内部也有显著的空间差异，从而不同地区的水土保持栽培技术也需要因地制宜，根据当地的栽培制度，确定具体的技术措施。一个地区的栽培制度除了满足水土保持和生态安全、可持续发展的需要外，还必须适应市场需要，推动农民增收，农业和农村经济社会发展。

一、种植制度对水土流失的影响

（一）南方地区栽培制度的特点与演变

作物的种植结构是栽培制度的核心，所有栽培技术都是围绕具体的农作物开展的。我国南方最主要的农作物是水稻（Oryza sativa），是世界上最早种植水稻的地方，也是最大的水稻产区。20世纪80年代以来的田野考古中，在江西万年仙人洞-吊桶环、湖南道县玉蟾岩遗址、浙江浦江上山遗址等地均发现了近万年前的人工栽培稻遗存。人工驯化野生稻，培育栽培水稻，使长江中下游成为世界农耕文明发源地之一，与黄河流域的粟黍文化共同孕育形成了中华文明，并传播到了从印度半岛到日本的亚洲东南部广大地区。以此，围绕水稻生产、食用及储藏加工等，逐步演化形成独特的耕作制度和稻作文化，由于水稻生长过程中需要长期蓄水，主要种植在平地和山坡中的梯田里，因此发生土壤侵蚀和水土流失的风险较小。

但是，我国南方山峦纵横，平原面积小，自古以来，一直有一些部落、民族僻居深山，刀耕火种的游耕农业持续了很长时间。自神农炎帝的时代以来，不断有北方民族南下，他们也带来了北方旱作农业的农作物和栽培制度，并在西南横断山区成为了主流的农业生产方式。但整体而言，宋明以前，南方地区人口较少、旱地农业带来的水土流失影响也非常有限。

宋明以来南方人口数量大增，人口和粮食产量均超过了北方，并出现了客家人南迁、江西填湖广、湖广填四川等大的人口迁移，广大山区开始持续开发，旱地面积不断增加，水土流失也开始加剧，烟波浩渺的云梦泽被淤塞成为“湖广熟、天下足”的江汉平原。特别是明朝中后期以来，随着地理大发现，玉米（Zea mays）、番薯（Ipomoea batatas (L.) Lam）等美洲高产作物引入中国，并取代旱稻、鸡爪谷等成为南方主要的旱地作物；南方特别是西南地区人口因此激增，并进一步开垦坡地、破坏植被，加剧了水土流失。清代学者梅友亮的《书棚民事》 及魏源的《湖广水利论》等都有关于长江流域水土流失的生动描述，指出“为开不毛之土,而病有谷之田”；由毁林开荒引起的水土流失一直持续发展到20世纪80年代开展“长江流域水土流失综合治理”工程以前，当时有识之士惊呼“警惕长江变黄河”。

根据《中国统计年鉴》中的数据（国家统计局，2019），经过聚类分析，南方十四省区（不含西藏）的种植结构大体可分为四类，分别可以称为江北、东南、江南、西南，不同地区的水土流失特征和相应的水土保持栽培技术也有所不同。

表1-5-1 南方地区主要农作物的播种面积

单位:10³hm²

第一类是位于北亚热带的江苏、安徽、湖北三省，主要位于长江干流以北，平原面积较大，是我国南方主要的商品粮生产基地，总播种面积中粮食占70%以上。种植结构具有南北过渡的特征，粮食播种面积中水稻、小麦（Triticum aestivum）、玉米比例较大，一般小麦与玉米轮作一年两熟，是我国水旱（稻麦）轮作最为集中的地区，也是南方地区棉花（Anemone vitifolia Buch）播种面积最大、最集中的地区，一般与小麦轮作，江淮江汉平原均为商品粮基地，该地区水田水浇地面积较大，但有一定的旱坡地面积，旱坡地作物主要有小麦、玉米、薯类、豆类、油菜（Brassica campestris）、花生（Arachis hypogaea）等。苏皖两省北部的黄淮平原也是南方风沙地的集中分布区，沙地作物以花生、红薯、小麦、玉米等为主。

第二类是东南沿海的上海、浙江、福建、广东、海南四省市，经济较为发达、山地多，平原少，所以耕地面积少，农业生产特别是粮食生产，在南方以及全国农业中均不占优势。该地区耕地以水田为主，旱坡地比例很少，种植结构中，粮食播种面积与经济作物基本各占一半，粮食播种面积中主要是水稻，玉米、豆类很少，薯类也不多。经济作物中蔬菜播种面积最大，不仅供应区域内的城市，而且冬季菜生产规模大（特别是在闽南、广东、海南）是我国南菜北运的重要基地，另外花生、烟叶（Nicotiana tabacum）有一定的种植面积（特别是在福建）。本地区旱坡地面积少，主要作物有花生、薯类、烟叶、油菜，以及玉米、豆类和部分蔬菜。

第三类是位于长江南岸的湖南、江西粮食，这里是我国最大的水稻产区之一，农田以水田为主，主要是双季稻或者水稻与油菜等秋播作物轮作，水稻播种面积占粮食播种面积的80%、总播种面积的50%以上，旱坡地作物除了油菜以外，还有玉米、豆类、薯类。

综上所述华东、中南（不包括山东、河南）诸省是我国水田最集中、面积最大、比例最高的地区，旱坡地比例少，主要旱地作物有油菜、花生、薯类，以及玉米、豆类、烟叶和部分蔬菜，因此，旱地农作物的水土保持耕作技术在整个水土流失防治体系中不占重要地位。但是当地果、茶园面积较大，在果、茶园地采取水土保持耕作措施有较为重要的意义。

同时，水田一般没有明显的土壤流失，但是养分随径流和地下水流失的非点源污染问题较为突出，同时水田灌排渠系的冲刷问题一直存在，在山地梯田特别突出。

重庆、四川、贵州、云南、广西等西南省区则与长江与珠江中下游有很大的不同，地形以高原山地为主，兼有河谷盆地，山地多，坡耕地比例高，种植结构复杂，具有明显的山地垂直地带性，水土保持耕作技术措施尤为重要。西南山区总播种面积中粮食播种面积占2/3左右，但水稻占比没有优势，和玉米、薯类平分秋色、三足鼎立，充分说明了当地旱坡地面积较大的情况。经济作物中油菜有一定播种面积，烟叶和糖料（甘蔗，Saccharum officinarum）生产在全国具有特殊重要位置，蔬菜播种面积也叫大，广西和滇南地区也是我国冬季南菜北运重要的“天然温室”。由此可见，在西南山地水土保持栽培、耕作技术尤为重要。

（二）作物种类对水土流失的影响

除了降雨、地形、土壤等因子外，耕地的土壤侵蚀主要受作物种类、作物布局、生长发育阶段、生长季节和耕作方式的影响，这些都是水土保持农业技术关注的重点。坡耕地土壤侵蚀强度主要取决于雨季作物的覆盖度。因此不同作物种类、不同栽培制度之间坡耕地水土流失可能有很大差异。

（1）不同作物对水土流失的影响

不同作物种类的水土保持效果不同，一般取决于对地面覆盖度和耕作对土壤的扰动成都不同作物对水土流失的影响目前已有较多报道。

按照生长年限农作物可以分为多年生、越年生和一年生作物。作物的生长期越长，对地表土壤覆盖程度越高，防止水土流失的效果越好，所以多年生作物（如苎麻）一般优于越年生和一年生作物农作物。

农作物按照个体形态可以分为密植作物和中耕作物，密植作物一般可以形成较高的植被覆盖度，保护表土免受降水径流冲刷，所以密植作物生育期特别是横坡等高耕作的情况下，引起的土壤流失量较少，同时由于植物对坡面径流的阻力，可以降低流速，甚至沉淀部分泥沙。而中耕植物间距较大，作物生长前期不容易形成有效的植被覆盖，加之耕作扰动表土，破坏土壤结构，因此易发生水土流失，出现细沟甚至侵蚀浅沟。

中耕作物中，玉米、高粱（Sorghum bicolor(L.)Moench）、甘蔗等禾本科作物的水土流失一般高于大豆（Glycine max (L.) Merr）、豌豆（Pisum sativum）等豆科作物。番薯、西瓜（Citrullus lanatus）、南瓜等（crookneck squash）藤蔓植物作为一种特殊类型，虽然种植密度较低，但后面枝叶铺满地面后对减轻雨季水土流失也有很好的作用。

综合以往研究，南方常见旱地作物中苎麻地的水土流失最小。5°~20°的坡地从苎麻（Boehmeria nieva）种植后第二年开始土壤侵蚀保持在微度水平，同时苎麻可以自我更新，水土保持效益可以持续几十年甚至更长时间。苎麻原产于我国，是一种具有悠久历史文化的纺织原料，在20世纪80年代种植面积最大时候接近近千万亩，但随后的30年内，由于剥麻劳动强度大，苎麻产业比较效益降低，几经沉浮，目前已经处于历史性的低点，收获面积和产量只有历史峰值的1%~2%。随着国内外市场对天然织物的热情再度兴起，国内部分地区已经把复兴苎麻产业作为了一项新的经济增长点。除了作为纺织原料外，苎麻叶也可以作为牲畜的饲草。苎麻是一种兼有水土保持和坡地经济开发作用的植物，在基本不造成水土流失的情况下，可以长期带来相对稳定收入（黄承建和赵思毅，2012；成艳红等，2014）。

作物对水土流失影响的可以通过USLUE或RUSLE方程中的C值来反应，一般情况下C值是一个0~1之间的小数，表明覆盖地表对坡耕地土壤侵蚀具有防护作用，不同农作物防护作用不同。C值的年内变化表明农作物对坡耕地土壤的防护作用是随着农作物的生长发育而逐渐改变。于东升等（1998）年在江西省鹰潭市中国科学院红壤生态试验站内通过人工模拟降雨研究了低丘红壤区不同土地利用方式下植被覆盖与管理因子C值，结果表明：在花生-油菜轮作、稀疏草地、象草（Pennisetum purpureum Schum）、灌木、桔园、茶（Camellia sinensis）园6种土地利用方式中，象草、灌木的C值最小，基本没有测得土壤侵蚀，C值为0；花生-油菜轮作C值最大，是稀疏草地和桔园的5倍，茶园的10倍；合理的土地利用方式，必须有利于降低C值，提高土壤渗透率，增强土壤蓄水力，以达到减少水土流失和提高经济效益的双重目的。

唐寅等（2012）基于基于标准径流小区实测侵蚀量，对紫色丘陵区主要农作物种植类型（小麦、甘薯、小麦-甘薯）的C值进行了试验研究，小麦为0.4345、甘薯年为0.3864、小麦-甘薯轮作为0.4037。

（2）作物生育期对水土流失的影响

中国南方雨热同期，雨季多在4～9月为农业生产创造了良好条件，可以提高复种指数和农作物产量，但土壤侵蚀也主要发生在这段时间，因而坡耕地土壤侵蚀的大小主要取决于雨季作物的覆盖度。

一年生或越年生作物的年生产周期一般可以分为播种期（从整地播种到出苗）、生长期、收获期、休闲期（残茬期）等几个阶段，其中播种期和收获后由于地表缺乏植被覆盖，发生的水土流失的风险较大。特别是播种期，不仅扰动土壤而且要求有一定的降雨存在，虽然持续期间较短，但该时期的水土流失不容忽视。如果播种后遇到大雨发生严重的水土流失甚至可能冲走种子，影响农业生产。

农作物生长期又可以分为幼苗期、旺盛生长期、开花结实期等。作物的覆盖度从苗期开始是一个逐步增长的过程，所以在整个作物生长期内，水土流失的风险是前高后低的。但作物后期覆盖度达到最高，作物覆盖度和控制水土流失的效果可能会有所降低。作物收获后，地表覆盖降低，番薯、马铃薯（Solanum tuberosum）、花生等收获时挖开地表会对地表造成一定的扰动，因而收获期及收获后土壤流失量也相对较大。 收获后是否保留残茬对坡耕地土壤侵蚀也有重要影响，留茬对地表有一定的覆盖作用，因而土壤流失量相对较小。

在西南地区，农作物又经常被分为大春作物和小春作物。大春作物是在春、夏季（4~9月）播种的作物，如水稻、玉米、花生等，是南方农业的主要作物。小春作物在秋、冬季（10月~次年4月）播种，第二年夏季收获，包括越年生作物（小麦、油菜）和在早春播种的某些一年生作物（如马铃薯、某些早春蔬菜）。南方的雨季一般在4~9月，大春作物整个生长季都在雨季中，作物需水量可以得到保障，唯后期七、八月份可能出现伏旱危害。但雨季前期4-6月份出现南方梅雨，大春作物播后不久，覆盖度一般不足50%。而且受春耕影响；土壤疏松，抗蚀力低，遇暴雨则大量流失，因此，坡耕地侵蚀高峰多出现在4～5月，其侵蚀量约占全年总侵蚀量的1/2。对于小春作物，梅雨季节作物一定达到一定的覆盖度可以有效保护土壤，水土流失较少，但小春作物一般在夏季收获，收获后如果地面缺乏有效保护，如果遇到盛夏暴雨，也容易发生严重的水土流失。

郭继成等（2014）通过小区实验研究认为：西南喀斯特地区等高耕作时种植玉米比种植马铃薯水土保持效果更好。不同时期C 因子值差异较大，呈现苗期＞发育期＞残茬期＞成熟期的特点，即从作物的发芽到成熟，C 因子值逐渐减小；作物收获之后，C 因子值又明显增大。这样的变化特征体现了作物对地表的保护作用随着作物的生长发育（即随着植被覆盖度的增大） 而逐步增强的特点，即地表覆盖度越大，C因子值就越小，反之因子值就越大。苗期因子值较大且接近于 1 主要是由于该时期地表覆盖度很低，对地表的保护作用小，侵蚀性降雨直接打击地面容易产生土壤侵蚀；相比苗期，发育期、成熟期、残茬期因子值均较小；马铃薯在发育期、成熟期、残茬期的C值为玉米在相应时期因子值的 10倍左右

如图1-5-2所示（唐寅等，2012），在一年当中，六月份的C值最低，而十月份最高，这既与作物种类有关，但主要是受到地表盖度变化的影响。地表覆盖度与作物C值的变化规律呈负相关。

图1-5-2地表覆盖度与作物C值的年内变化（唐寅等，2012）

上述实验，虽然研究结果不尽相同，但仍然有一定的规律性。总体而言，农田土壤侵蚀风险最大的时期第一在雨季暴雨集中期，二是播种期、苗期以及收获后等作物枝叶不能有效覆盖地表的时期。能有效阻控水土流失的作物，一方面在降雨集中期要有较高的覆盖度，另一方面要生长迅速，播种期、苗期和收获后的水土流失应尽量得少。因此，合理选择农作物种类对水土保持有明显的作用，应从提高坡耕地植被覆盖度及满足市场需要等目的出发，合理选择农作物种类，优化种植模式，兼顾水土保持措施布置，实现坡耕地可持续利用，同时充分利用了水热光照资源，提高了土地边际生产力和农业经济效益的，对防治南方丘陵山区农业可持续发展起着相当重要的作用。

但是在西南山区，玉米、薯类、及烟草、花生、豆类和部分蔬菜等都是重要的农作物，其生长期内降雨较多，发生水土流失的风险一直较大，需要采用适宜的水土保持栽培、耕作技术措施。

（三）作物布局对水土流失的影响

在农作制度中作物布局包括时间布局和空间布局。在时间上，农作物的种植制度可以分为单作和复作。复作是一种作物收获后再播种另一种作物的种植模式。采用复作可以实现一年多熟，提高土地的复种指数和利用率。中国南方地区的热量与水分条件可以满足大部分农作物一年两熟的要求，在华南和云南南部等地，还可以达到一年三熟，如果采用套种制，长江以南和四川盆地大部分地区都可以实现一年三种三收。西南高山河谷地带，由于受地形影响，垂直地带性和焚风作用显著，海拔1300m以下的金沙江、安宁河谷等地≥10^oC积温达6500-7500℃，农作物全年都可生长，可一年三熟（双季稻+越冬作物），香蕉、番木瓜、咖啡等热带经济作物也能种植；1300-2200m的山区≥10^oC积温3500-6500^oC，可种植中稻，大部分地区可稻麦两熟，种植玉米可高产；2200-2600m的山区≥10^oC的积温2000-3500^oC，粮食作物以玉米、荞麦、燕麦等为主，陡峻的山地应以林为主；≥2600m适于发展林、牧业（柴宗新，1996）。

由于土壤肥力短缺，传统栽培制度大都为一年一熟，不仅浪费了旱土坡水热资源，制约单产水平提升，而且作物有效覆盖地面的时间较短，或冬闲春播或冬种夏闲。冬闲春播地块土壤侵蚀的主要风险发生在4~6月梅雨季节。由于连续降水、降雨量大，土壤水分达到饱和，易发生蓄满产流，但作物覆盖度较低，难以对地面形成有效保护，且受播种耕作活动影响，表土疏松易被地表径流冲刷。冬播作物收获后，受到台风及西南低涡影响，7~8月份发生暴雨高强度降水的可能性也较大，缺乏植被保护的坡面可能发生严重的水土流失。

农作物的空间布局制度可以分为单作和间、混作。单作即一块农田里只种一种农作物。与单作相对应的是间、混作，即两种或两种以上的作物同时种植在一块田地里。其中：间作是指两种作物分行间隔交替种植的种植模式，混作是指把两种或两种以上作物混合在一起播种。单作耕作和田间管理形式简单，便于大规模机械化生产，提高劳动生产率，所以在现代农业大生产中得到了日益广泛的应用。

但是间、混作，将两种或多种物同时种植在一起，有利于发挥不同作物之间互利共生作用，充分利用农田中不同的生态位，如深根和浅根、喜肥和固氮、喜光和耐阴，从而得到充分利用水热气候资源，提高产量的作用。

与水田与水浇地相比，旱地更容易采取间、混作和套种的种植制度。这是因为在灌溉条件下，参与间、混、套种的作物对土壤水分的需求和需水规律要求有一定的一致性，否则灌溉制度设计存在较大的难度。而旱作雨养农业不存在灌溉制度设计的问题。间混套种与单作相比，更加保持水土，首先间混套种作物长势更好，更容易实现较高的地表盖度，高秆与矮秆、匍匐等作物间作，还可以形成多层植被覆盖，保护地表土壤，免受降雨和径流的侵蚀。第二，中耕植物容易发生水土流失，而密植作易形成较高的植被覆盖度，保护表土免受降水径流冲刷，引起的土壤流失量较少，同时由于植株对坡面径流的阻力，甚至沉淀部分泥沙。所以，中耕植物与密植植物特别是牧草等多年生植物间混套种是一种有效的坡耕地水土流失治理措施。

三、轮作技术

轮种复种、间作特别是套作技术较单作-休耕制度，能增加地表覆盖，减少土壤侵蚀，保护和有效利用水土资源。南方地区水、热等气候条件较好，可满足一年多熟的要求，因此轮作技术出现很早，主要有水田轮作和旱地轮作两种。

（一）轮作技术的特点与作用

南方地区土壤肥力不足是复种指数提高的主要限制因素。中华人民共和国成立以来，伴随着化肥工业发展，广泛推广了以两熟和三熟制（套作）为主的种植制度，以增加植被覆盖度，在增加产量的同时减少土壤流失。轮种制度设计中，前后茬作物应该具有互补性，如深根和浅根、喜肥和固氮，从而充分利用土壤水肥资源，且不是相同的病原生物的寄主，从而能遏制土壤害虫、病原微生物的传播；因此，合理的轮作制度可以实现用地和养地相结合，培肥土壤，避免大面积种植单一作物形成的土壤肥力衰竭、病虫害增加等问题，同时也可以改良土壤、提高土壤渗透性、土壤抗蚀性，减轻水土流失。

由于豆科植物根系发达，同时具有根瘤菌固氮作用，改土作用强，是重要的轮作作物，轮作制也可以分为包括豆科植物和不包括豆科植物的轮作制度。具体而言，轮作技术还可以分为不同农作物按先后顺序种植在一块耕地上的农田轮作技术和农作物与绿肥、牧草交替、重复种植的草田轮作技术。

（二）农田轮作技术

我国南方地区农田轮作形式主要有水田多季稻和水旱轮作、旱地轮作等。水旱轮作主要是冬小麦或油菜与中稻轮作，也可以在冬闲田播种紫云英等绿肥牧草。

南方地区旱地一年两熟轮作制度当中的前茬作物（早春或上一年秋冬播种）主要有小麦、油菜、马铃薯或蔬菜（包括菜用豆），在西南地区一般也被称为小春作物，一般在五月份收获，并播种、移栽后茬作物。华中、华南和东南地区，由于春夏梅雨季节，小麦病虫害多发，很少种小麦，油菜和早熟蔬菜是重要的轮作作物。后茬作物主要有玉米、花生、豆类、薯类、瓜类、烟叶等，一般在4~6月份播种，9~10月份收获，在西南地区也被称为大春作物。主要轮作方式有粮粮轮作（小麦-玉米、小麦-红薯、马铃薯-玉米）、粮油轮作（小麦-花生、小麦-夏大豆）、粮棉轮作（麦茬棉）、油粮轮作（油菜-玉米、油菜-红薯），两油轮作（油菜-花生），以及粮（油）菜（瓜）轮作、粮烟轮作等。

在华南以及西南地区南部的南亚热带与热带地区积温较高，无霜期较长，甚至农作物可全年生长温，可以实现一年三熟，即在早春、仲夏各播种一季作物后，再冬播一种作物。三熟制主要的轮作模式是双季稻+冬种蔬菜、薯类等。

当然一种好的轮作方式，应该尽量提高土壤侵蚀危险期坡耕地地表植被盖度。所谓侵蚀危险期降雨侵蚀力较大且地表植被覆盖较差的时段为，提高该时段内的地表覆盖，可有效控制水土流失，同时有助于充分利用水热资源，提高耕地单产。

此外，轮种制度还需要考虑市场需求，以促进农业和农村经济发展。近年来，我国口粮需求已经自给有余，南方早籼稻品质差，滞销减产，江南地区春夏梅雨，盛夏伏旱、暴雨，种植小麦、玉米，产量低、易发生病虫害。

因此，南方地区在我国三大粮食作物的生产中地位已经下降，目前适应南方市场需求、水土流失风险又相应较少的旱地农业轮作模式主要有油粮轮作（油菜-玉米、油菜-番薯），两油轮作（油菜-花生），以及粮（油）菜（瓜）轮作等。与其他水土保持农业技术措施相配合，可在保护生态环境的基础上，充分利用南方山丘区丰富的水土光热资源，又可以满足国内市场对食用油、蛋白饲料的需求，促进农业和农村经济发展。

（二）草田轮作技术

种植多年生牧草是南方地区特别是西南山区迅速控制水土流失和改善生态环境的有效措施之一。南方山丘区，特别是喀斯特岩溶高原区土层薄，而草本植物耐旱耐贫瘠，根系主要分布在0～ 30 cm的土层中,发达而致密，地上部分茎叶茂盛，再生力强，能快速覆盖地面，保水、保肥能力强。同时，随着社会经济发展，口粮已经不是我国粮食安全的关键，水稻、小麦、玉米等大宗谷物均出现了阶段性和区域性的过剩。而畜牧业快速发展，对饲料的需要逐年增加，因此出现了许多亟待解决的关键技术问题。一方面冬春季节饲、草料严重， 草畜供求矛盾十突出，另一方面我多南方地区特别是西南山区开发潜力的土地、水分、光照和热量等农业资源没有得到充分利用与转化。因此农业种植结构由粮食、经济作物二元结构向粮、经、饲三元结构转变，把牧草纳入轮作制度，并发展畜牧养殖业，不仅能控制水土流失、改善生态环境，而且具有成本低、周期短、见效快和效果好的特点。根据熊先勤、赵明坤等在贵州罗甸和威宁的试验，皇竹草（Pennisetum sinese Roxb）产量可达到15t kg/hm²，载畜量可达到22.21只羊单位/hm²；青贮玉米+洋萝卜（Raphanus sativus）草地也可达到7.75t+13. 07t/hm²，载畜量可达到30.83只羊单位/hm²，是北方草原区的几十倍。因此，在南方水土流失区发展草田轮作制和草地畜牧业具有显著的生态、经济、社会效益。同时，牧草经家畜利用转化或产生大量优质廉价有机肥，达到过腹还田而改良土壤和培肥地力的目的。此外，还可以利用牧草或家畜粪便发展沼气，解决农村能源问题。

在草田轮作制度中，牧草既可以作为大春作物，也可以作为小春作物。根椐彝良县退耕还草试验结果：在25°以上坡耕地，以多年生黑麦草（Loliumperenne）、无芒雀麦（Brome inermis）、白三叶（Trifoinm repens）组成的混播草地播种4个月后即可达到90%以上的覆盖度，地表径流、侵蚀量明显下降，能显著抑制坡耕地水土流失，生态效益十分显著。若5月份播种，9月份即可刈割饲养家畜。即在瓯菜、小麦等小春作物收获后，就可以播种牧草，当年退耕，当年受益，而且牧草地可多年利用。

更多的时候牧草是作为冬闲田的小春作物，参与轮作。我国南方很多省区，每年10月下旬到翌年4月中下旬是土地冬季休闲期，特别是由于早籼稻滞销，山丘区双季稻面积下降，一季中稻面积增加，土地冬闲的时间有延长趋势。在此期间，每年大约20%左右的年降水量、40%以上的光能，15%的≥ 0℃积温资源处于无效浪费否认状态。如果实行冬季牧草与水稻（水田）、玉米（旱地）等大春作物的草田轮作制，种植一年生优良牧草（如紫云英、多花黑麦草、光叶紫花）或饲用作物，不仅可以充分利用土地、光照、水热等环境资源条件为草食畜禽提供大量优质青饲料，促进畜牧养殖业的发展，还可以减少冬闲地的水土流失。同时，大量的牧草根系残留在土壤中，可增加土壤有机质，改善土壤结构，有利于增加后茬作物的产量，实现用地与养地相协调。目前，在水稻收获后的冬闲田种植多花黑麦草（Lolium multi-florum），可产优质饲草75 t kg/hm²，在收获玉米之后的冬闲田种植光叶紫花（Vicia villosa），鲜草产量达37.5～52.5 t/hm²。

国外对黑麦草（Lolium multiflorum)）与水稻轮作研究主要集中在在与我国南方地区亚热带地区气候条件相似日本南部和韩国。过去，日本南部地区在对冬闲水田主要种植种植绿肥紫云英 （Astragalus sinicus），但20世纪60、70年代以来，逐渐在冬闲水田引入了优质牧草（意大利黑麦草） ，建立了黑麦草和水稻以及其他作物在不同季节轮换栽培的草田轮作系统。

表1-5-2 草田轮作与传统轮作制度

目前，日本的水田冬种作物中 黑麦草已完全取代了紫云英， 并成为日本栽培面积最大的牧草。为了使黑麦草更适应稻田冬种的农艺性状要求，日本还培育了一系列早熟、浅根系品种，早熟品种提供了良好的轮作适应性，并保证在短暂的冬闲期内获得较高的产量，浅根系则减少了因残留根系所造成的植后耕耘的机械阻力， 逐渐使黑麦草更适宜与其他作物实行轮作，从而使“黑麦草-水稻”草田轮作系统 （Italian Ryegrass- Rice Rotation，以下简称IRR系统）更趋完善。1987年多花黑麦草和IRR系统被引入我国进行试验、示范并得到了一定的推广。

三、间、套种技术

单纯的轮种复作，前后茬的生育期在时间上连续，没有交叉，从前茬作物收获到后茬作物播种、出苗，坡面土壤会在较长一段时间内缺乏植被覆盖，而一般这个时间段在5~6月，正值梅雨季节，降雨引起的土壤水土流失仍然可能比较严重。

（一）间、套种技术的特点与作用

相比较而言，套作的前茬作物和后茬之间有一定的共生期。套作是前季作物生长期，在株、行或畦间播种或栽植后季作物，前季作物收获后后季作物继续生长的种植方式。参与套作的作物一般包括喜温凉的作物（如麦类、油菜）和喜温暖的植物（如玉米、棉花），作物的共生期只占生育期的一部分时间，作为一种特殊的复种方式，套作可以解决前后季作物间季节矛盾的，能增加复种指数，提高水土气候资源利用率。共生期前后，由于存在留行带，单作植物的通风透光条件更好，因此可以获得更高的相对产量。套种与单作相比可以缩短休闲期，增加地表覆盖度，减少土壤侵蚀和水土流失。套种与轮作相比，前后茬之间有一定共生期，可以保证坡耕地全年都有一定的植被覆盖，降低了了轮作制度中前茬作物收获后到后茬作物幼苗期较高的水土流失风险。

在作物空间布局上，与单作相对应的是间、混作，即两种或两种以上的作物同时种植在一块田地里。其中：间作是指两种作物分行间隔交替种植的种植模式，混作是指把两种或两种以上作物混合在一起播种。套作也是一种特殊的间作。但一般间作和混作作物生育期相同或相近，在相同的季节里播种和收获；套作虽然也是两种作物分行间隔交替种植，但两作物的生育期不完全相同，有一段时间的共生期。

为了达到充分利用养分、水分、光能和热量等多种农业资源，并提高利用率的目的，参与间、混作的作物应该占据不同的生态位，并具有互利共生的种间关系，如喜光和耐阴、高秆和矮秆、深根和浅根、喜肥和固氮，在资源利用方面上可以很好地起到互补作用，即在时间和空间方面能更有效地利用资源，使农业进一步高产、高效。豆科作物的间作体系因存在共生固氮和氮转移等特点间作具有这些特点，间作模式可分为两大类：包括豆科作物和不包括豆科作物。在间套作系统中，高秆作物由于通风透光条件更好，具有“边行效应”，通常有更高的相对产量优势。混作目前多应用于人工草地，如苜蓿、三叶草与黑麦草混播。油菜与毛苕子、紫云英等豆科绿肥牧草混种也是一种常见的混播模式。

在坡耕地上，中耕作物的水土流失一般高于密植作物，所以高秆中耕作物与密植作物间混套作，以及粮草带状间套作、水平灌草带等，可以形成多层植被覆盖，提高地表覆盖度，减少降水打击、冲刷地表土壤，调控坡面径流流速，沉淀泥沙，是一种行之有效、投资少、见效快的水土保持措施。水平草带通过挂淤拦蓄坡面径流中的泥沙，持之以恒，坡耕地将初步转变为阶梯状的坡式梯田。

由于不同作物在侵蚀高峰期的覆盖度不一样，因而不同作物的间作套种所产生的水土流失量也不一样。如两熟制条件下，红薯在暴雨来临时覆盖度较小，而花生和玉米则有较大的覆盖度（史德明，1989）。在三峡库区，小麦、花生间作黄花菜的土壤侵蚀量仅为麦-薯两熟制的60%，为小麦-玉米-花生的76%（史德明，1989）。另据观测，花生套种油菜的土壤流失量分别为高梁套小麦及玉米套种豌豆的70%和65%；玉米间种冬豆的流失量为玉米间种红薯的50%左右，通过合理搭配不同作物种类进行间作套种可达到减轻坡耕地水土流失的目的（向万胜等，1998）。

间、混、套作是我国农业精耕细作传统的重要组成部分，并占有了重要的地位，但随着机械化大农业的发展，传统的精耕细作模式与规模化、机械化生产过程中之间的矛盾日渐显现。如何将农艺技术与农技技术相结合，实现间混套作的新突破，是一个急待解决的问题。目前在生产实践中已经出现宽幅带状间作（如草田轮作）、一年生（或越年生作物，如小麦、油菜）与多年生牧草混播混收（牧草做多年利用）等适合机械化生产的间混套作模式。

 （二）旱地三熟制套作技术

小麦、玉米、番薯是南方旱地特别是西南山地丘陵区常见的旱地作物，小麦经常作为前茬作物与玉米、甘薯轮作，形成两熟制栽培制度。但南方大部分一年二熟制坡耕地雨季来临时，大片坡地覆盖度仍然很低；因此，在四川盆地，通过间、套作耕作制由过去常见的两熟，发展到三熟。前作未收套种后作（详见表1-5-2，向万胜，1998），不仅增加了作物光合作用面积，延长了光合作用时间，也增加了地面的枝叶覆盖率，减少雨滴对地面的直接打击。体作法是：带状种植冬小麦，播种时预留下空带种植绿肥饲料（或蔬菜），次年3月下旬刈割绿肥后套播玉米，与小麦共生40～45 d；5月中下旬小麦收获后套栽甘薯，与玉米共生约60 d；玉米收获后的带茬在8月末抢种一季短期绿肥（或蔬菜）与甘薯间作，10月末收去绿肥立即套种冬小麦；以上为一个分带轮作周期。这种种植制度的优点体现在以下三方面（向万胜，1998）。

表1-5-3 三熟制套作安排表

注：               为作物生育期

首先，这种种植制度下作物生长旺盛期交替出现，增加了地面覆盖时间和面积，有利于保持水土。各作物生长旺盛期分别为：小麦3～4月、玉米5～ 月、甘薯8～ 10月。小麦收时叶面积系数为1，玉米收时甘薯已经封垄，因此增大了暴雨季节作物衔接期间的地面覆盖度。并且玉米与甘薯立体交错覆盖，避免了暴雨对土壤的直接冲击，减轻了侵蚀。研究结果显示：麦-玉-薯三熟制下的土壤侵蚀量仅为麦-薯两熟制的80%（向万胜，1998）。

其次，高矮杆结合、直立与匍匐相结合的间套复种形式在时间和空间上在时间和空间上充分利用了光热资源，延长了光合时间 ，增大了光合面积。 同时，避开了伏旱，有利于合理利用水资源。与小麦-玉米轮作相比，玉米播期提早40 ～ 45 d ，把需水量最多的抽雄期安排在光热水最充足的季节 ，避免了伏旱危害，并提早进入了最大叶面积阶段，这样既可为 甘薯套栽后的保苗期遮阴保湿，使之在有利的水分条件下进入分枝期，又能在伏旱到来之前使甘薯叶片及早封垄， 有利于保持水分。在 7 月中旬测定， 麦-玉-薯三熟制下耕层土壤水分含量为 14 .4 %，而麦-薯两熟制下土壤水分含量仅为 11 .4 %， 前者比后者高出了 3 个百分点（向万胜，1998） 。

（三）农作物与绿篱间作技术

一年生农作物与多年生作物（如黄花 、苎麻 、多年生牧草等）带状间作，或与多年生灌木所构成的绿篱（等高植物篱）间作是一种更为有效的坡耕地水土保栽培技术，如三峡库区坡耕地采用黄花菜（Hemerocallis citrina Baroni）及金荞麦（Rhizoma Fagopyri Dibotryis，当地一种野生多年生饲料牧草）与小麦、玉米间作，其土壤侵蚀量分别比麦-薯两熟制降低 40%和 18%（向万胜，1998）。等高植物篱与农作物间作可起到“保土排水”的作用（唐寅，2012）：相同降雨侵蚀力条件下，不同土地利用方式坡耕地水土流失蚀差异很大，表现为清耕休闲>顺坡耕作>横坡耕作>横坡植物篱，横坡植物篱年均侵蚀量（691.8 g）却最小，仅为顺坡耕地、横坡耕地的0.48倍、0.71倍；而径流量（1 266.7 L）仅次于清耕休闲地，分别是顺坡耕地、横坡耕地的1.21倍、2.14倍，

绿篱最佳树种及间距取决于坡度、土壤类型及其抗蚀能力、降雨量、作物种类等因素。一般情况下降雨越强、坡度越大，土壤抗蚀能力越差，越容易发生水土流失，绿篱间距越小。但根据不同地区生态环境条件、土壤特性和种植制度的特点选择适宜的绿篱树（草）种并进行设计和推广却还有大量的工作要做。

绿篱树种一般要求能有效增加地表覆盖，且固土能力强、直根系、根系深，能改良土壤；同时与农作物在光照、养分、水分等方面的竞争比较少，能抑制农田病虫害的传播。黄欠如（2001）、范洪杰（2014）、郑海金（2016）等研究了香根草（Vetiveria zizanioides (L.) Nash）绿篱的水土保持效果，与常规耕作相比，香根草篱、稻草覆盖、香根草篱+稻草覆盖处理分别降低地表径流11. 2% ～35. 1% 、30. 9% ～50. 7%和 41. 2% ～ 86. 2%； 分别降低土壤侵蚀模数82. 8% ～ 97. 5% 、92. 3% ～ 97. 3% 和94. 9%～99. 5%，对阻控红壤坡耕地的水土流失起到了显著作用。同时，稻草覆盖和草篱+稻草覆盖处理，与对照相比，这两种处理可分别增产26.6%~50.9%、15.5%~37.7%（P<0.05）。因此稻草覆盖、草篱+稻草覆盖结合是红壤缓坡旱地水土保持的有效措施（范洪杰等，2014）。 

国外相关研究（Lal，1989）也表明：在坡耕地采用等高绿篱与农作物间作， 通过绿篱减小坡地径流速度，并在坡地上形成自然土垒，可达到控制水土流失、拦蓄径流泥沙的目的，同时获得较为理想的农作物产量。热带、亚热带地区常用作的绿篱树种有迪德式乌檀（Nauclea diderrichii）、柚木（Tectona grandis）以及银合欢（Leucaena）、丁香（Gliricida）和千斤拔（Flemingia）等属的多年生树种。