有機(jī)質(zhì)含量、地形坡度對(duì)土壤保水效果及作物產(chǎn)量的影響

劉建華 李銘亮 蘇劍波 彭太平 湯楚軍 羅志波 伍超吾 匡凱

摘 要：以湖南省沅江市新灣村為供試地，選擇不同土壤（不同有機(jī)質(zhì)、不同地形）為研究對(duì)象，對(duì)土壤屬性、土壤含水量和作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量、品質(zhì)進(jìn)行觀測(cè)。結(jié)果表明，土壤含水量與土壤有機(jī)質(zhì)豐缺、地形坡度密切相關(guān)：有機(jī)質(zhì)豐富和地形坡度小的土壤，土質(zhì)結(jié)構(gòu)良好，使土壤容重下降，加快降水入滲，減少地表徑流，增加土壤含水量，增強(qiáng)保水能力，相應(yīng)地作物產(chǎn)量大幅度提高。建議平整土地和增施有機(jī)肥，保持水土，培肥地力，提高抗旱能力，增加作物單產(chǎn)，提高品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：土壤條件；土壤含水量；作物產(chǎn)量；影響

中圖分類(lèi)號(hào)：S147.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2017）01-0016-03

Abstract：Taking different conditions of soil （organic matter content， terrain slope） as the research objects， the soil properties， soil water content and crop growth development， yield and quality were observed. The results showed that the soil water content was closely related to the abundance of soil organic matter and the slope of the terrain. The richer the organic matter and the lesser the gradient， the better the soil structure， and the soil bulk density decreased， accelerate the precipitation infiltration， reduce runoff， increased soil moisture content and enhance water retention capacity and corresponding crop yields greatly improve. Some measures were suggested such as conserving soil and water， increasing soil fertility by leveling land and increasing application of organic fertilizer， which will improve the capacity of drought resistance， increase crop yield and quality.

Key words：soil condition； soil moisture； crop yield； effect experiment

“南方旱作節(jié)水栽培技術(shù)研究”是湖南省“十五”農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略重點(diǎn)研究課題，沅江市農(nóng)業(yè)局10多年來(lái)一直堅(jiān)持研究。針對(duì)湖南省旱土資源適種區(qū)多、但利用率不高、產(chǎn)出量低和干旱嚴(yán)重的現(xiàn)狀，研究高效旱作節(jié)水技術(shù)，對(duì)于提高水資源利用率，充分挖掘旱土的增產(chǎn)潛力具有十分重要的意義。試驗(yàn)在不同有機(jī)質(zhì)含量、不同地形坡度土壤條件下觀測(cè)保水效果，分析土壤容重、土壤含水量、作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量、品質(zhì)等與土壤有機(jī)質(zhì)豐缺、地形坡度關(guān)系，以期為相應(yīng)作物產(chǎn)量的大幅度提高提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在沅江市新灣鎮(zhèn)新灣村進(jìn)行。供試作物為西瓜；供試土壤為第四紀(jì)紅土母質(zhì)發(fā)育而成的熟紅土。試驗(yàn)分為地形保水試驗(yàn)（陡坡18°58′、中坡12°50′、緩坡1°15′）和有機(jī)質(zhì)保水試驗(yàn)（高有機(jī)質(zhì)30.5 g/kg、中有機(jī)質(zhì)18.9 g/kg、低有機(jī)質(zhì)9.4 g/kg）兩個(gè)方面。每個(gè)處理小區(qū)面積為66.7 m2。各設(shè)置3個(gè)處理，每個(gè)處理1個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)前測(cè)定各處理試驗(yàn)地的農(nóng)化性狀（表1）。

1.2 試驗(yàn)管理與取樣測(cè)定

各試驗(yàn)的不同處理均在同一地塊進(jìn)行，各處理供試作物均為西瓜，不同地形和有機(jī)質(zhì)含量的施肥方式不同，但單個(gè)試驗(yàn)不同處理施肥量相同（見(jiàn)表2），定期觀察記載各作物的生長(zhǎng)情況，作物收獲時(shí)均按小區(qū)單收單計(jì)產(chǎn)。其他管理按作物高產(chǎn)栽培技術(shù)進(jìn)行。

試驗(yàn)前在試驗(yàn)地采集0～20 cm土樣供分析，測(cè)定各處理土壤容重、總孔隙度、毛細(xì)管水、田間持水量和飽和持水量等物理現(xiàn)狀指標(biāo)，以及土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效鉀、pH值等指標(biāo)。試驗(yàn)期間每隔10 d（遇雨相應(yīng)推遲5 d），于各小區(qū)分別采取0～10 cm和10～20 cm土層的土樣，測(cè)定土壤含水量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤條件對(duì)土壤容重的影響

土壤容重不僅是反映土壤肥力的重要指標(biāo)，也是反映土壤保水能力強(qiáng)弱的基本參數(shù)之一。結(jié)果表明：不同有機(jī)質(zhì)含量、不同地形，土壤容重都有明顯差異。

（1）隨土壤有機(jī)質(zhì)含量的增高，土壤容重降低。高有機(jī)質(zhì)、中有機(jī)質(zhì)、低有機(jī)質(zhì)土壤容重分別為：1.18、1.27、1.33 g/cm3。高有機(jī)質(zhì)的土壤容重平均比中有機(jī)質(zhì)的下降0.09 g/cm3，比低有機(jī)質(zhì)的下降0.15 g/cm3，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤容重呈現(xiàn)線(xiàn)性負(fù)相關(guān)（Y=-0.007 1X+1.399 8，R2=0.996 7）。

（2）土壤坡度越大，土壤容重越大。陡坡、中坡、緩坡的土壤容重分別為：1.46、1.39、1.22 g/cm3。陡坡的土壤容重比中坡的高5%，比緩坡的高19.6%，且坡度度數(shù)與土壤容重呈現(xiàn)正相關(guān)（Y=0.014 1X+1.207 9，

R2=0.995 8）。

2.2 不同土壤條件對(duì)土壤保水效果的影響

由表3可知，隨土壤有機(jī)質(zhì)含量的提高，土壤保水能力增強(qiáng)；隨地面坡度的降低，土壤保水能力增強(qiáng)；平地的土壤保水效果最好。

試驗(yàn)表明，土壤含水量與土壤容重、地面坡度密切相關(guān)：高有機(jī)質(zhì)的土壤含水量比中有機(jī)質(zhì)的平均高2.02%，比低有機(jī)質(zhì)的平均高4.72%，且有機(jī)質(zhì)含量與含水量呈現(xiàn)線(xiàn)性正相關(guān)（Y=0.221 9X+17.120 4，R2=0.980 4）；緩坡的土壤含水量比中坡的平均高3.25%，比陡坡的平均高5.39%，且坡度度數(shù)與土壤水含量呈現(xiàn)線(xiàn)性負(fù)相關(guān)（方程式Y(jié)=-0.309 5X+23.034， R2=0.997 2）。

2.3 不同土壤條件對(duì)作物生長(zhǎng)的影響

由表4可知，在不同土壤條件下，土壤有機(jī)質(zhì)含量高或者地形坡度小時(shí)，作物生長(zhǎng)較好，而土壤有機(jī)質(zhì)含量低或者地形坡度大時(shí)，作物生長(zhǎng)相對(duì)較差。高有機(jī)質(zhì)的西瓜蔓長(zhǎng)比中有機(jī)質(zhì)的長(zhǎng)74～80 cm，比低有機(jī)質(zhì)的長(zhǎng)105～180 cm，莖粗、葉片數(shù)、葉面積的差異也同樣明顯，且有機(jī)質(zhì)含量與蔓長(zhǎng)（Y=8.569 6X

+35.814，R2=0.979 2）、莖粗（Y=0.058 5X+1.285 4，R2=0.911 5）、分蔓數(shù)（Y=0.112 8X+1.677 4，R2=0.892 7）、

葉片數(shù)（Y=1.966 1X+1.645 9，R2=0.996）、葉面積（Y=0.079 8X+13.802，R2=0.975）等都呈現(xiàn)線(xiàn)性正相關(guān)。

2.4 不同土壤條件對(duì)作物產(chǎn)量的影響

由表5可知，不同有機(jī)質(zhì)條件下，據(jù)西瓜收中取樣考種結(jié)果，西瓜的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量都與土壤有機(jī)質(zhì)豐缺成正相關(guān)（Y=87.949X+582.14，R2=0.897 1）。高有機(jī)質(zhì)區(qū)的營(yíng)養(yǎng)體、瓜果重量（鮮）均明顯重于中有機(jī)性質(zhì)區(qū)和低有機(jī)質(zhì)區(qū)的。土壤有機(jī)質(zhì)含量較低的，其生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量則相對(duì)較低。

由表6可知，不同坡度條件下，西瓜產(chǎn)量差異顯著。緩坡的比中坡的高將近1倍，比低坡的高出1倍多。西瓜的含糖量變化趨勢(shì)亦是如此。

3 結(jié)論與討論

已有研究表明，土壤的容重、含水量與土壤有機(jī)質(zhì)豐缺密切相關(guān)[1-7]。該試驗(yàn)研究結(jié)果也支持這種結(jié)論。有機(jī)質(zhì)豐富的土壤，土質(zhì)結(jié)構(gòu)良好，使土壤容重下降，加快降水入滲，減少地表徑流，增加土壤含水量，增強(qiáng)保水能力。在相同的耕作制度和方法下，地形坡度對(duì)土壤容重和土壤含水量有很大的影響，這是由于坡度越大，降水形成徑流越大，洗涮沖擊力就越大，土肥流失越嚴(yán)重，導(dǎo)致土壤貧脊，土層淺溥，土壤保肥保水能力減弱。土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，地面坡度越小，則土壤的保水性越好。

有機(jī)質(zhì)含量豐富的土壤，作物生長(zhǎng)良好、枝繁葉茂，可以避免雨水直接打在土面上，從而有效地減少地表徑流，在晴天時(shí)，由于匍匐莖基本覆蓋地面，能減少土壤水分蒸發(fā)，增強(qiáng)土壤的蓄水保墑能力。地形對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量影響都很大，這主要是影響土壤結(jié)構(gòu)和土壤肥力所致。坡度越小，地表徑流難以形成，降水入滲快，土肥流失少，土質(zhì)松厚肥沃，土壤結(jié)構(gòu)較好，這樣有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)也使土壤的保肥、保水能力增強(qiáng)。

綜上所述，平整土地和增施有機(jī)肥是保持水土、培肥地力、提高抗旱能力、增加作物單產(chǎn)和品質(zhì)十分重要的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)性工作。因此，首先應(yīng)終止數(shù)千年遺留下來(lái)的順坡翻耕習(xí)慣，對(duì)坡度25°以上的實(shí)行退耕還林還草；對(duì)3°～25°之間的坡耕地實(shí)行平梯改土，千方百計(jì)保持水土，既培肥土壤，增強(qiáng)地力，又提高抗御自然災(zāi)害的能力。

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（責(zé)任編輯：夏亞男）