不同土體構(gòu)型對關(guān)中地區(qū)夏玉米生長狀況的影響

羅玉虎

[摘 要]土體構(gòu)型是農(nóng)業(yè)用土地整治過程中最重要的環(huán)節(jié)，嚴(yán)重影響著整治后土地的肥力以及整治過程中經(jīng)濟(jì)的投入。通過人工配制不同的耕作層覆土厚度和過渡層的六塊試驗(yàn)田，建成后種植關(guān)中地區(qū)常見作物玉米，然后測定其株高、葉綠素、穗徑、穗長并計(jì)算產(chǎn)量，對比不同小區(qū)玉米的生長狀態(tài)。結(jié)果表明耕作層厚度為60cm、過渡層為壤質(zhì)黃土的試驗(yàn)田玉米的產(chǎn)量最高，最適合關(guān)中地區(qū)玉米的生長。

[關(guān)鍵詞]土體構(gòu)型；農(nóng)業(yè)用地；關(guān)中地區(qū)；產(chǎn)量

[中圖分類號]S513 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，而耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。糧食安全的根本在耕地、關(guān)鍵在耕地質(zhì)量。作為世界上人口最多的農(nóng)業(yè)大國，我國人均耕種面積不足半公頃，僅有世界人均耕地面積的37%，雖然國土資源部實(shí)行土地總量保護(hù)制度，堅(jiān)守18億畝耕地紅線，從數(shù)量上對耕地進(jìn)行了有效保護(hù)。但是本世紀(jì)以來，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，許多不合理的土地利用，使大量沃土肥田逐漸貧瘠化；同時隨著城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，未來耕地?cái)?shù)量減少是一種不可阻擋的大趨勢。因此在這種情況下，要保證糧食產(chǎn)量就必須保證耕地資源的質(zhì)量安全和生態(tài)安全。土地整治是土地整合、開坑和重復(fù)開墾的總稱，主要是通過工程手段對土地進(jìn)行綜合管制，提高土地的使用效率和產(chǎn)出效率。而在農(nóng)業(yè)土地整治過程中，不同的覆土方式影響著土地的產(chǎn)出效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此尋求最佳的覆土比例對于農(nóng)業(yè)用地的整治顯得尤為重要，本文通過對比不同的復(fù)配方式下，關(guān)中地區(qū)夏玉米的生長情況，得出農(nóng)業(yè)用地整治過程中的最佳的復(fù)配方式，為未來土地整治和造田工程提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于寶雞市眉縣秦嶺山北麓，地處東經(jīng)107°39′～ 108°00′，北緯33°59′～34°19′。位于陜西省關(guān)中平原西部，南依秦嶺，北臨渭水，屬黃河中游川塬溝壑區(qū)。眉縣屬暖溫帶大陸性半濕潤氣候，海拔高度在442～3767 m之間，年平均氣溫12.9℃，平均降水609.5 mm，平均日照2015.2 h，無霜期21 d。每年3～5月，回暖較快，秋季受冷空氣影響，晝夜溫差較為明顯，是關(guān)中地區(qū)秋雨最多的區(qū)域之一。該區(qū)地形地貌復(fù)雜，大體為南北高中間低的不對稱形地型，東西向延伸略長，南北向起伏較短。全縣最高點(diǎn)為太白山次高峰，海拔3771.2 m；最低點(diǎn)為位于青化與扶風(fēng)交界的渭河?xùn)|流出境處，海拔442 m。依照地貌特征，全縣可分為秦嶺山地、黃土梁原、山前洪積平原、渭河沖積平原、渭北黃土臺塬五種地貌類型。概括而言，全縣呈現(xiàn)“七河九原一面坡，六山一水三分田”的地貌形態(tài)。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)田共分為六塊小區(qū)，每塊小區(qū)面積基本相同，約為3 m×2.8 m=8.4 m2。每塊小區(qū)分為3層：耕作層、過渡層和底層。耕作層選擇當(dāng)?shù)厝蕾|(zhì)黃土，覆土層厚度分別為40 cm和60 cm。過渡層分為三個不同的處理，分別用細(xì)沙、壤質(zhì)黃土和黏土作為各處理的過渡層。六個小區(qū)底部處理相同，首先用直徑相當(dāng)?shù)氖瘔K填裝，然后用小石礫填裝石塊間縫隙，底部砂礫層處理嚴(yán)格控制石塊大小。六個小區(qū)土體構(gòu)型參數(shù)如表1。

試驗(yàn)田建成后，并安裝有滴灌系統(tǒng)。于2017年四月份選擇關(guān)中地區(qū)較常見的戶丹4號玉米作為研究作物，每個小區(qū)種植6行，每行18-20株。小區(qū)施肥以有機(jī)肥為主，通過人工施入試驗(yàn)小區(qū)，并混合均勻。玉米出苗后，定期進(jìn)行除草、灌溉，控制灌溉量相同，保證六個小區(qū)管理?xiàng)l件一直。

玉米出苗后，從玉米出苗后，陸續(xù)測定各項(xiàng)指標(biāo)，包括：株高、葉綠素、穗徑、穗長等，每次各個小區(qū)數(shù)據(jù)的測定通過隨機(jī)選擇5個植株，求平均值獲得。9月份玉米成熟后收獲，測定產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土體構(gòu)型株高變化

從五月份玉米出苗后開始測定株高變化，一直到7月份，株高基本不再變化為止（圖1）。六塊試驗(yàn)小區(qū)玉米株高隨著時間變化明顯。在5月份六個小區(qū)株高差異并不明顯，進(jìn)入六月份以后各個小區(qū)玉米株高出現(xiàn)明顯的差異性，可以看出小區(qū)1、小區(qū)2和小區(qū)3玉米的株高明顯要高于小區(qū)4、小區(qū)5和小區(qū)6，同時可以看出，從六月份開始，小區(qū)5和小區(qū)6株高增長趨勢明顯減緩。株高最高的為小區(qū)2，，其次為小區(qū)1和小區(qū)3，而小區(qū)5和小區(qū)6株高最低，這表明耕作層兩個不同的覆土厚度40cm和60cm對株高的影響不大，反而過渡層成分對玉米株高的影響更為重要。

2.2 不同土體構(gòu)型葉片中相對葉綠素含量

玉米葉片相對葉綠素含量使用便捷式葉綠素儀（CCM-200）進(jìn)行測定（圖2）?？梢钥闯隽鶋K試驗(yàn)田玉米葉片中相對葉綠素含量，都呈現(xiàn)出先增加，然后逐漸減少的趨勢。對比六塊不同的試驗(yàn)田可以看出，各個時期玉米葉片中相對葉綠素含量差異并不大。但是通過對比不同試驗(yàn)田相對葉綠素總平均值，得出小區(qū)4相對葉綠素含量最高，其次是小區(qū)2，小區(qū)6排第三。從葉綠素相對含量的平均值可以得出，小區(qū)4玉米生長狀態(tài)最好，這表明耕作層覆土厚度為60cm的2、4、6小區(qū)更有利于玉米葉片的生長。

2.3 穗長與穗徑

玉米穗長數(shù)據(jù)從7月份開始測定，可以看出從7月份開始玉米穗長數(shù)據(jù)幾乎不再隨著時間增加變化。但對比六個小區(qū)玉米穗長平均值，得出穗長最大的為小區(qū)3和小區(qū)4穗長最大，小區(qū)6穗長最小，其次是小區(qū)5。

玉米穗徑也是從7月份開始測定，隨著時間的增加穗徑也隨之增加，到7月下旬開始玉米穗徑幾乎不再隨時間的增加而變化。對比六個小區(qū)玉米穗徑平均值，得出小區(qū)2、小區(qū)3、和小區(qū)4玉米穗徑的平均值很接近，玉米穗徑平均值最小的是小區(qū)6，其次是小區(qū)5。

綜合對比玉米穗長與穗徑可以看出，小區(qū)2、小區(qū)3、和小區(qū)4玉米穗徑和穗長最大，這表明過渡層為壤質(zhì)黃土?xí)r，最有利于玉米的生長。

2.4 玉米產(chǎn)量

試驗(yàn)田玉米收獲于九月份，對不同實(shí)驗(yàn)小區(qū)進(jìn)行采樣，每塊試驗(yàn)田去除最外圍的兩行，采集中間的12株作為樣品，取下果穗，然后按照大小順序排列，分別抽取不同大小的五個玉米樣品，測定穗徑、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)以及千粒重來進(jìn)行產(chǎn)量估計(jì)。計(jì)算后各小區(qū)玉米產(chǎn)量見表2。可以看出六塊小區(qū)中，產(chǎn)量最高的為小區(qū)4，其次為小區(qū)2，小區(qū)6產(chǎn)量排第三，小區(qū)1產(chǎn)量最小。

3 結(jié)論

從玉米株高、葉綠素、穗徑、穗長，以及產(chǎn)量等指標(biāo)可以得出小區(qū)4的復(fù)配方式為最優(yōu)，最適合關(guān)中地區(qū)夏玉米的生長。通過對比耕作層覆土厚度為40cm和60cm的試驗(yàn)田，得出覆土厚度為60cm時更適合玉米的生長。上層覆土厚度相同的情況下，壤質(zhì)黃土和黏土作為過渡層優(yōu)于細(xì)沙。然而在土地整治過程中，黃土和黏土的造價較高，因此綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素，只需要耕作層厚度足夠，能夠滿足作物的正常生長，過渡層用部分細(xì)砂，能夠使得經(jīng)濟(jì)效益最大化。

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