土壤容重變化對作物產(chǎn)量的影響

董起廣 何靖

摘 要：土壤容重是生產(chǎn)過程中十分重要的一個土壤物理指標(biāo)，其大小影響著土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)及土壤對水分、養(yǎng)分等的保持程度。本項目以陜西境內(nèi)某土地綜合整治項目為依托，進行覆土土壤容重試驗，研究土壤容重變化對作物產(chǎn)量的影響。試驗結(jié)果表明：上層20 cm，容重1.1～1.2 g/cm3，中層20 cm，容重1.3 g/cm3，下層10 cm，容重1.4～1.5 g/cm3的容重結(jié)構(gòu)最優(yōu)，其理論產(chǎn)量比對照試驗高出11%左右，可作為區(qū)最優(yōu)覆土土壤容重方案。本文研究為整治初步研究，旨在構(gòu)建經(jīng)濟合理的耕作層土壤容重，為整治提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：土壤容重；作物產(chǎn)量；河灘溝道地；覆土

土壤容重是生產(chǎn)過程中十分重要的一個土壤物理指標(biāo)，其大小影響著土壤的透氣性、持水性、保肥能力、溶質(zhì)遷移特征以及土壤的抗侵蝕能力。一般情況下同一質(zhì)地土壤其容重越大，入滲能力越低[2-5]。土壤容重通過影響土壤水分、透氣性等，來影響作物的生長狀況及其產(chǎn)量。河灘溝道地作為一種難利用的土地資源，對其進行整治之后，又可作為一種新的耕地后備資源[6-7]。本項目以陜西一河灘溝道地土地綜合整治項目為依托，以河灘溝道地耕層土體重構(gòu)為研究核心，旨在構(gòu)建經(jīng)濟合理的耕作層土壤容重結(jié)構(gòu)，為該類土地整治提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

一、 材料與方法

1.試驗區(qū)概況

試驗設(shè)置于渭南市富平縣杜村鎮(zhèn)褚塬村的富平中試基地。該區(qū)屬半干旱大陸性氣候，年內(nèi)降雨分布極不均勻，多集中在7～9月，占全年降雨量的49%，其他季節(jié)較干旱。干濕季節(jié)分明，干季長于濕季。尤其春季多風(fēng)少雨，蒸發(fā)量大。全年蒸發(fā)量1000～1300mm，是降雨量的2.0～2.3倍。6月蒸發(fā)量最大，為189.5mm，12月最小，為44.9mm。無霜期225d，年平均氣溫13.4℃，夏季最高氣溫41.8℃，冬季最低氣溫在零下22.0～10.0℃。該區(qū)域條件基本上滿足小麥、玉米、棉花等作物的生長需要。

2.試驗設(shè)計

小區(qū)布設(shè)6塊試驗田，每塊試驗田面積為2m×4m，共占地48m2。根據(jù)立地條件，考慮光照、微地形等因素的均一性，6塊田采取自東向西“一”字型布設(shè)。按照容重水平設(shè)置6個處理，最下層50cm為礫石層，其上覆土50cm，試驗設(shè)計見表1所示，1號田塊為對照處理。

當(dāng)播種春玉米時，按小區(qū)規(guī)劃撒施肥料用量，通過人工整地、深松使地表平整，肥料充分混合。試驗田全部采用人工播種。供試玉米品種為金誠508，千粒重282.9g，玉米發(fā)芽率89.9%，播種采用人工穴播，種植密度為52500 株/hm2。按小區(qū)人工撒施基肥，在玉米大喇叭口期再追肥1次、灌溉1次。

二、結(jié)果與分析

1.結(jié)果分析

（1）土壤容重對作物株高的影響。圖1給出了玉米不同生長階段的株高，每個小區(qū)選5株測定并計算株高的平均值。由圖可看出，由于不同土壤容重條件下，土壤的水分含量、養(yǎng)分差異，玉米的株高存在明顯差異。在設(shè)置土壤容重的不同處理中，上層（20cm）和中層（20cm）的容重是相同的，僅下層（10cm）的容重不同。圖1（A）中，3號小區(qū)玉米株高最高為45.4cm，6塊小區(qū)玉米株高排序為：3>4>5>6>1>2；圖1（B）中，4號小區(qū)的玉米株高最高為104cm；玉米株高由高到低為：4>5>3>6>2>1；圖1（C）中，4號小區(qū)玉米株高最高為204cm，株高排序為4>3>5>6>2>1；圖1（D）中，4號小區(qū)玉米株高為204cm，玉米株高依次為：4>1>6>5>3>2。有以上分析可以看出，4號小區(qū)的容重配比效果最好。土壤容重對玉米株高存在一定程度的影響，而當(dāng)下層土壤容重為1.5g/cm3時，玉米的株高相較而言最高，表明當(dāng)下層土壤容重在1.5g/cm3時，玉米的營養(yǎng)生長狀況相對而言是最好的，在河灘溝道地整治過程中，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整土壤容重，使其處于1.5g/cm3左右。

（2）土壤容重對作物產(chǎn)量的影響。表2給出了玉米收獲后，不同容重小區(qū)的玉米產(chǎn)量值。由表2可知：3號小區(qū)玉米的穗粒數(shù)最大，4號小區(qū)次之；3、4號小區(qū)的玉米千粒重均居于6個小區(qū)的中間位置，對單位面積玉米穗數(shù)而言：1>2>3=6>4>5；在玉米的理論產(chǎn)量值中3號小區(qū)最高，4號小區(qū)的理論產(chǎn)量居中，排序為3>2>1>4>6>5。綜合上述分析，3號小區(qū)玉米穗粒數(shù)最多、千粒重和穗數(shù)居中、玉米產(chǎn)量值最高；4號小區(qū)玉米穗數(shù)居第二位、千粒重和穗數(shù)居中、玉米產(chǎn)量居第4位。綜上所述：3號小區(qū)的容重配比效果最優(yōu)，產(chǎn)量最高且穗粒數(shù)最大；表明當(dāng)覆土整治時，上層（20cm）容重1.1g/cm3～1.2g/cm3、中層（20cm）容重1.3g/cm3、下層（10cm）容重1.4g/cm3為此配比時，玉米產(chǎn)量值最高。

三、 討論與結(jié)論

土壤容重越大，土壤內(nèi)部的毛管孔隙量減少，作物根毛和微生物可以活動空間減少，可被植物吸收利用的水分減少，會降低作物生長和微生物對土壤中有機質(zhì)等養(yǎng)分的降解速率。覆土整治時，土壤容重調(diào)控不能過小，雖然這樣會使土壤中的孔隙度增大，作物根系和微生物可活動的空間增大；但容易導(dǎo)致整個土壤層不穩(wěn)定，降雨或者灌水時容易發(fā)生水分沖刷、滲漏，形成大型的裂縫且不易儲存水分。同時。土壤容重也不能過大，易導(dǎo)致土壤孔隙度減小，阻滯水分下滲，形成地表徑流，不利于土壤儲存水分。

土壤容重變化對玉米生長產(chǎn)生影響，是由于不同土壤容重中孔隙度不同，持水性不同。土壤容重越大，其持水性越小，作物根系和微生物活動區(qū)域越小，不利于作物水分吸收利用和微生物對土壤中有機質(zhì)等養(yǎng)分的分解；土壤容重越小，其持水性也較差，孔隙度雖然變大，作物根區(qū)和微生物活動區(qū)域增大，但是水分含量過少，作物吸收水分和養(yǎng)分時耗能增大，不利于作物生長發(fā)育。

壤土的保水性、持水性、土壤通氣性、保肥性均優(yōu)于其它質(zhì)地的土壤，是由于其土壤容重介于各類土壤質(zhì)地中間，其土壤孔隙不是很大，在滿足水分下滲、作物根系和微生物有足夠活動區(qū)域的同時，能夠最大程度的涵養(yǎng)水分和養(yǎng)分。而壤土的容重一般介于1.3～1.5g/cm3之間，本研究結(jié)果中給出的最佳土壤容重方案與其一致，表明在河灘溝道地覆土整治時，其最佳覆土容重方案為：上層（20cm）容重1.1g/cm3～1.2g/cm3、中層（20cm）容重1.3g/cm3、下層（10cm）容重1.4g/cm3～1.5g/cm3，在該容重結(jié)構(gòu)下，玉米的株高和產(chǎn)量均最大。

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