控灌改良對黃河三角洲鹽堿地玉米生長及產(chǎn)量的影響

宋常吉　林樹峰　劉樂　宋靜茹

摘要? ? 本文以黃河三角洲鹽堿地玉米為研究對象，利用黃河泥沙對鹽堿地進行改良試驗，分析不同黃河泥沙施用量和不同灌水量水平對玉米株高、葉面積、干物質(zhì)量和產(chǎn)量的影響，探討適宜的泥沙施用量和灌水量。結(jié)果表明，玉米的生長和產(chǎn)量都隨著泥沙施用量和灌水量的增加而增大，且泥沙施用量均大于灌水量對其的影響;株高、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)量、產(chǎn)量均以泥沙施用量為6 cm、灌水量為150 mm處理最大，干物質(zhì)積累量在成熟期最大為20 460 kg/hm2，夏玉米產(chǎn)量最大為11 220 kg/hm2。

關(guān)鍵詞? ? 夏玉米;控灌改良;生長;產(chǎn)量;鹽堿地;黃河三角洲

中圖分類號? ? S513? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）09-0003-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract? ? Taking corn in saline-alkali land of Yellow River Delta as research object，the saline-alkali land was improved by sediment of Yellow River，then the effects of different amount of sediment application and irrigation of Yellow River on plant height，leaf area，dry matter accumulation and yield of corn were analyzed to discuss the proper sediment application and irrigation amount. The results showed that the growth and yield of corn increased with the increasing of sediment application and irrigation amount，and the impacts of sediment application were greater than that of the irrigation amount. Plant height，leaf area index，dry matter accumulation and yield reached the maximum value under the treatment of sediment application amount of 6 cm and irrigation amount of 150 mm. The maximum dry matter accumulation was 20 460 kg/hm2 at mature stage，and the maximum yield of corn was 11 220 kg/hm2.

Key words? ? summer corn;controlling irrigation and soil improvement;growth;yield;saline-alkali land;Yellow River Delata

黃河三角洲鹽堿地類型屬于濱海鹽堿地，其產(chǎn)生的原因是由于長期海水侵蝕，地下水位埋深較淺，年際降水不均勻，造成次生鹽堿化問題嚴重。土壤鹽漬化破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤肥力，導致作物減產(chǎn)，嚴重制約區(qū)域農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對當?shù)亟?jīng)濟產(chǎn)生一定的影響[1-5]。因此，開發(fā)利用鹽堿地和防止土壤鹽漬化，是目前一個熱點問題。

截至目前，關(guān)于黃河三角洲鹽堿地治理以及對作物的影響已有大量研究，張玉文等[6]利用秸稈增加濱海黏質(zhì)鹽堿土土壤孔隙度，降低飽和導水率;楊海儒等[7]研究不同改良劑對松嫩平原鹽堿土物理性質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，改良劑可改善土壤容重、孔隙度及滲透性;張? 輝等[8]利用脫硫石膏對不同質(zhì)地濱海鹽堿土進行改良，可增大土壤孔隙度、土壤透氣性和導水率，淋洗了鹽分;毛偉兵[9]通過研究引黃泥沙對黃河三角洲黏質(zhì)鹽堿土的影響表明，適宜的摻沙量可改善鹽堿地土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤含鹽量;王明華等[10]、閆治斌等[11]分別研究了改良劑和改良材料在鹽堿地條件下對玉米生長與產(chǎn)量及效益的影響。但是從節(jié)水控鹽與黃河泥沙改良兩因素改良鹽堿地研究較少。本文以灌水量和黃河泥沙施用量為變量，研究不同條件下對夏玉米的生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，以期為黃河三角洲鹽堿地治理提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗地概況

試驗區(qū)位于山東省濱州市沾化區(qū)古城鎮(zhèn)小開河鹽堿地改良試驗站（北緯37°41′42″，東經(jīng)117°45′47″），屬北溫帶半濕潤、半干旱季風性大陸性氣候。年內(nèi)不同季節(jié)降水分配不均勻，多年平均降雨量為580 mm，每年6—9月平均降雨量為428.3 mm，占全年總降雨量的75%。10月至翌年5月是干旱季節(jié)，年均蒸發(fā)量為1 282.4 mm，年內(nèi)變化較大，春灌期蒸發(fā)量為604.9 mm，占年蒸發(fā)量的50.6%;汛期蒸發(fā)量為358.7 mm，占年蒸發(fā)量的30%[11]。土壤黏質(zhì)性強，導致土壤表層鹽分難以向下淋洗和向土壤外部遷移。

1.2? ? 試驗設(shè)計

按照《灌溉試驗規(guī)范》等要求，試驗設(shè)定灌溉定額水平（設(shè)定3個水平，分別取山東夏玉米灌溉定額的70%、85%、100%）和黃河泥沙施用量（設(shè)定3個水平，即覆蓋表層0、3、6 cm）2個因素，共組合9個處理（表1），3次重復，小區(qū)面積300 m2（10 m×30 m）。試驗小區(qū)之間用1 m深的窄溝埋設(shè)油氈及塑料布，用于防止水分的側(cè)向滲透。

1.3? ? 試驗實施

在耕種前30 d，將小開河引黃灌渠沉砂池泥沙按照試驗方案摻入鹽堿地中，各小區(qū)土地深翻至30 cm土層，使泥沙與土壤均勻混合。供試夏玉米品種為鄭單958，試驗于2017年6月17日播種，行距為35 cm，株距為55 cm。施肥過程參照當?shù)剞r(nóng)民施肥，灌溉方式為地面灌，試驗區(qū)灌溉水源為未經(jīng)沉砂池沉淀的黃河水。各試驗小區(qū)除草、病蟲害防治等田間管理措施均與當?shù)氐母弋a(chǎn)田完全一致。2017年10月14日收割，全生育期為119 d。

1.4? ? 測定項目與方法

1.4.1? ? 株高。每個處理連續(xù)選取具有代表性的5株夏玉米，從苗期開始，每5 d對所取植株觀測1次。其中，抽雄前測量從地面到頂端中心葉片最高點的位置，抽雄后測量從地面到天英的頂端高度。

1.4.2? ? 干物質(zhì)。采用烘干法，于苗期期、拔節(jié)期、抽穗吐絮期、灌漿期、成熟期各測1次。各處理選取有代表性的10株玉米，割取地上部分，將夏玉米葉片、莖稈、穗、苞葉分別裝入有標記的信封中，放入烘箱，先105 ℃殺青30 min，然后80 ℃烘至恒重，冷卻稱重。

1.4.3? ? 葉面積。對所選測株高的植株區(qū)域，利用CI-110植物冠層數(shù)字圖像分析儀分別于苗期、拔節(jié)期、抽穗吐絮期、灌漿期、成熟期測定葉面積指數(shù)（LKA）。

1.4.4? ? 測產(chǎn)。采用間接測產(chǎn)法測產(chǎn)，即在每個處理小區(qū)的對角線選取3個樣方，取長1 m、寬4行（測量取樣寬度）測量面積內(nèi)株數(shù)、株重、穗重，求得單位面積產(chǎn)量，繼而求出理論產(chǎn)量。

產(chǎn)量（kg/hm2）=單株鮮重（kg）×公頃株數(shù)（株/hm2）×折扣系數(shù)

1.5? ? 數(shù)據(jù)分析

運用Excel對試驗數(shù)據(jù)進行繪圖，用SPASS 19.0進行單因素方差分析。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 對夏玉米株高的影響

試驗結(jié)果表明，在泥沙施用量相同的情況下，灌水量過多，會造成夏玉米植株徒長、節(jié)間細長，不但增加水分和養(yǎng)分的消耗，還會推遲生殖生長，導致有效穗數(shù)減少、產(chǎn)量降低。灌水量相同的情況下，泥沙施用量過多會造成土壤沙化，不利于作物對水分吸收，影響夏玉米生長。

通過對不同處理夏玉米不同生育期株高進行方差分析，確定灌水量和泥沙施用量對夏玉米株高的影響程度。從表2可以看出，在灌水量和泥沙施用量2個條件作用下，夏玉米不同處理不同生育期sig值均遠小于0.05，由此可知，夏玉米不同處理之間的株高存在顯著性差異;在以灌水量為考慮因素時，夏玉米不同處理不同生育期sig值也均遠小于0.05，相較于兩因素綜合作用下，灌水量單因素作用時，sig值較大，說明兩因素比灌水量單獨作用對夏玉米株高影響大;以泥沙施用量為單因素作用下，各個生育期sig值均遠小于0.05，對株高影響大小表現(xiàn)為泥沙施用量>泥沙施用量+灌水量>灌水量。由此可知，泥沙施用量單因素作用下，不同處理之間株高各個生育期具有顯著性差異，且泥沙施用量對鹽堿地土壤的夏玉米株高生長影響最大。

2.2? ? 對夏玉米葉面積的影響

葉面積指數(shù)是作物群體結(jié)構(gòu)的重要指標之一。鹽堿地土壤作物葉面積的大小和灌水量以及土壤礦化度有密切的關(guān)系。通過對不同處理條件下夏玉米葉面積指數(shù)的測量，利用SPASS進行方差分析，用以說明灌水量和泥沙施用量對夏玉米葉面積的影響。

從表3可以看出，灌水量和泥沙施用量共同作用和單因素作用條件下，鹽堿地土壤夏玉米在苗期、拔節(jié)期、抽雄吐絮期、灌漿期及成熟期sig值均遠小于0.05，說明兩因素與單因素對夏玉米的作用均顯著，不同生育期各處理夏玉米存在顯著性差異;從顯著程度看，泥沙施用量單因素時sig值在各生育期均最小，兩因素共同作用時其次，灌水量為單因素時最大。說明泥沙施用量單因素作用對葉面積指數(shù)影響最大，泥沙對鹽堿土改良效果明顯，有利于作物的生長;兩因素共同作用效果較弱;灌水量單因素作用效果最小。

2.3? ? 對夏玉米干物質(zhì)積累的影響

作物干物質(zhì)是光合作用的產(chǎn)物，其重量是表征作物生長狀況的基本特征量之一，干物質(zhì)積累量的多少在一定程度上反映群體光合能力的大小。水分的多少影響作物生育階段干物質(zhì)量的積累，同時合適的土壤含鹽量是作物生長的基礎(chǔ)，因而泥沙施用量對作物干物質(zhì)的積累影響很大。在不同生育期對不同處理夏玉米干物質(zhì)量積累情況進行分析。

從圖1可以看出，夏玉米在不同生育期的總干物質(zhì)量隨泥沙施用量的增加呈顯著性變化，泥沙施用量相同情況下，不同灌水量處理總干物質(zhì)量差異不明顯。說明在鹽堿地土壤中，土壤含鹽量的高低對作物干物質(zhì)積累起到?jīng)Q定性作用。同時，由于黃河三角洲地區(qū)在夏玉米生育期是雨季，灌水只在苗期進行灌溉，其他生育期基本不灌溉。因此，灌水量在該地區(qū)對作物干物質(zhì)的積累影響較小?？偟膩碚f，在黃河泥沙施用量為6 cm、灌水量為150 mm處理干物質(zhì)積累量最大。

在拔節(jié)期，在灌水量同為90 cm時，不同泥沙施用量處理差異最大，泥沙施用量6 cm和3 cm處理較施用量0 cm處理干物質(zhì)積累量分別提高了71%和40%;泥沙施用量為6 cm處理平均干物質(zhì)量積累量為1 816.67 kg/hm2，施用量3 cm處理平均干物質(zhì)量積累量為1 540 kg/hm2，分別較施用量0 cm處理增加43.5%和34.3%。

抽雄吐絮期、灌漿期、成熟期不同處理之間的差異性變化規(guī)律大致與拔節(jié)期相同，泥沙施用量為3 cm和6 cm處理的干物質(zhì)積累量均顯著大于施用量0 cm處理。其中，施用量3 cm處理抽雄吐絮期、灌漿期、成熟期干物質(zhì)積累量分別為4 948.67、10 970、14 203.33 kg/hm2，分別較施用量0 cm處理提高了26%、37%、41.8%;施用量6 cm處理干物質(zhì)積累量分別為7 021.33、14 286.67、18 943.33 kg/hm2，分別較施用量0 cm處理提高了62.5%、57.2%、62.9%。

2.4? ? 對夏玉米產(chǎn)量的影響

夏玉米的平均產(chǎn)量為8 285 kg/hm2，灌水量和泥沙施用量共同作用和單因素作用條件下鹽堿地土壤夏玉米產(chǎn)量的sig值（7.71×10-27）均遠小于0.05，F(xiàn)值為1 624.79，說明兩因素與單因素均對夏玉米的產(chǎn)量有很大影響;從顯著程度看，泥沙施用量單因素時sig值（8.86×10-26）最小，其F值為3 156.43，兩因素共同作用時其次，灌水量為單因素時sig值最大（1.83×10-11）、F值最?。?3.14）。說明泥沙施用量對產(chǎn)量影響最大，兩因素共同作用效果較弱，灌水量單因素作用效果最小，黃河泥沙對鹽堿地的改良效果明顯。

從圖2可以看出，夏玉米黃河泥沙施用量為6 cm和3 cm處理產(chǎn)量顯著高于施用量0 cm處理，分別提高了52%和87.7%;其中在施用量6 cm處理達到最大，為10 605 kg/hm2。在黃河泥沙施用量為6 cm、灌水量為150 mm處理產(chǎn)量最高，為11 220 kg/hm2。

3? ? 結(jié)論與討論

作物生長主要分為營養(yǎng)生長和生殖生長。夏玉米是經(jīng)（下轉(zhuǎn)第10頁）

（上接第5頁）

濟作物，追求產(chǎn)量是農(nóng)民最直接的目標，夏玉米產(chǎn)量的高低是前期植株生長發(fā)育的累積效應，也是植株營養(yǎng)生長和生殖生長的累積效應。在相同氣候、土壤肥力、灌水次數(shù)相同的前提下，一定范圍內(nèi)灌水量和泥沙施用量的多少將直接影響鹽堿地土壤作物的株高、葉面積、干物質(zhì)等一系列的形態(tài)指標[12]。

本試驗結(jié)果表明，黃河三角洲鹽堿地土壤種植夏玉米其生長與產(chǎn)量均隨著泥沙施用量和灌水量的增加而增大，黃河泥沙施用量對夏玉米生長和產(chǎn)量的影響均大于灌水量對其的影響。

泥沙施用量相同的處理，大灌溉定額有利于株高、葉面積指數(shù)和干物質(zhì)量的增大，但影響效果不明顯。夏玉米干物質(zhì)積累量在泥沙施用量為6 cm、灌水量為150 mm時達到最高，為20 460 kg/hm2。

夏玉米產(chǎn)量隨著泥沙施用量的增加而增加，并且泥沙施用量為3 cm和6 cm處理顯著高于0 cm處理，泥沙施用量6 cm處理產(chǎn)量達到最高，為10 605 kg/hm2;泥沙施用量相同條件下，在泥沙施用量為6 cm和灌水量為150 cm時產(chǎn)量最高，為11 220 kg/hm2。

4? ? 參考文獻

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