不同密度青貯玉米間作馬鈴薯侵蝕細溝發(fā)育研究

付饒 陳立斌 湯琰成 王曉春 閻建全 向曉強

摘? ?要? ?以不同密度青貯玉米間作馬鈴薯為研究對象，對比了不同處理對侵蝕細溝形成與發(fā)育的影響。結(jié)果表明：侵蝕細溝主要發(fā)生在兩種作物生長前期。在整個生育期內(nèi)，單作處理較間作處理侵蝕細溝發(fā)育情況更嚴重。苗期到小喇叭口期，在侵蝕細溝深度總和、侵蝕細溝平均深度方面，間作處理T4—T8比單作處理T1和T2分別減小11.92%～63.78%、1.51%～31.34%；間作處理T6比同密度單作處理T2分別減小47.84%、16.42%。間作處理相較于單作處理，水土保持效應更好。增大玉米種植密度能有效減緩侵蝕細溝的發(fā)育，較高密度玉米間作處理T6—T8在小喇叭口期之后減緩了侵蝕細溝的發(fā)育，并誘導侵蝕細溝退化，以T8密度最佳。小喇叭口期到大喇叭口期，在侵蝕細溝深度總和、侵蝕細溝平均深度、侵蝕細溝深度總和變化量、侵蝕細溝平均深度變化量方面，高密度單作處理T1比低密度單作處理T2分別減小28.44%、6.88%、64.38%、48%；較高密度玉米間作處理T6—T8較低密度玉米間作處理T4和T5分別減小45.18%～66.2%、8.29%～46.15%、129.2%～615.38%、138.71%～1 150%。

關鍵詞? ?坡耕地；青貯玉米；馬鈴薯；間作；種植密度；侵蝕細溝

細溝侵蝕是坡耕地時常發(fā)生的一種土壤侵蝕形式（圖1），地表植被對土壤侵蝕有一定的減緩作用。玉米馬鈴薯間作模式在陜南坡地較為常見，生產(chǎn)中大多采用普通玉米品種。與普通玉米品種相比，青貯玉米具有產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富、收割方便、便于長期保存等優(yōu)點。我們選擇10°左右的坡地，采用不同密度青貯玉米單作或間作馬鈴薯生產(chǎn)模式，以侵蝕細溝發(fā)育過程中產(chǎn)生的形態(tài)特征為觀察點，探究間作、種植密度等與侵蝕細溝發(fā)育間的定量、定性關系，以篩選有利于水土保持、最大限度防止水土流失的生產(chǎn)方式。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗地概況? ?試驗地在陜西省城固縣二里鎮(zhèn)大盤村，海拔707 m，屬北亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，年均溫14～16 ℃，年蒸發(fā)量1 800～? ? ?1 900 mm，年日照時數(shù)1 600～1 800小時，年降水量800～900 mm，降雨集中在5—10月。土壤為旱地沙壤。

1.2? ?供試材料? ?玉米品種為眉單4號，較高產(chǎn)，成株株形半緊湊，健壯，抗病性強；馬鈴薯品種為沃土5號，全生育期94天，株型半擴散，生長勢較強，可間（套）作。

1.3? ?試驗設計? ?采用徑流小區(qū)，隨機區(qū)組設計，8個處理（見表1），3次重復，小區(qū)10 m×3 m，坡度10°。

1.4? ?種植規(guī)格? ?等高線種植，青貯玉米與馬鈴薯4∶4間作，種間行距40 cm，帶幅寬3.2 m。

1.5? ?種植方式及田間管理? ?2022年2月4日播種馬鈴薯，開溝直播，以常規(guī)種植密度40 kg/畝復合肥的標準，株施12 g復合肥作為底肥。5月13日出苗，8月27日收獲。

2022年4月10日播種玉米，開溝直播，按照每畝10 kg普鈣、40 kg尿素、6.7 kg硫酸鉀為標準，株施2.4 g普鈣、8.96 g尿素、1.6 g硫酸鉀作底肥，苗期株施2.4 g尿素，大喇叭口期株施4.8 g尿素。5月30日出苗，9月17日收獲。

1.6? ?測定項目與方法? ?觀測各處理徑流小區(qū)底部侵蝕細溝深度及各時期發(fā)育情況。

1）侵蝕細溝深度。在徑流小區(qū)底端侵蝕細溝終點位置，選取細溝最深處測量。

2）侵蝕細溝發(fā)育情況。通過計算作物不同生育期侵蝕細溝深度變化量，統(tǒng)計分析細溝發(fā)育或退化情況。

1.7? ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析? ?采用Excel 2016和SPSS 23.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用LSD法進行多重比較，顯著水平均＜0.05。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?降雨特征

由表2可知，2022年生育期內(nèi)（5—9月）共降雨49次，總降雨量608.7 mm。其中7—9月降雨量438.5 mm，占生育期內(nèi)總降雨量的72.04%。7月降雨量最大，占30.39%，5月降雨量最小，占9.56%。在49次降雨中，低強度和中強度降雨分別占75.51%、18.37%，主要集中在6—8月；高強度降雨僅占6.12%。

2.2? ?侵蝕細溝產(chǎn)生情況? ?根據(jù)監(jiān)測統(tǒng)計，侵蝕細溝主要發(fā)生于2022年6月7—11日的高強度降雨。6月24日觀測，試驗地共產(chǎn)生108條侵蝕細溝，其中T5占比最大，為16.67%，T8占比最小，為8.33%，侵蝕細溝數(shù)量依次為T5＞T2＞T4＞T1＞T3＞T6=T7＞T8；T1比T2減少了17.65%，間作模式T6—T8比單作模式T1—T2減小35.29%～47.06%。較高密度間作侵蝕細溝產(chǎn)生較少。詳見圖2。

2.3? ?不同生育期侵蝕細溝發(fā)育情況

2.3.1? ?玉米苗期—小喇叭口期? ?該期為侵蝕細溝發(fā)生階段，侵蝕細溝發(fā)育程度隨玉米種植密度上升有下降趨勢，侵蝕細溝深度總和隨玉米種植密度的增大而減小。

具體來看，間作處理T4—T8比單作處理T2減小11.92%～63.78%，其中T8減少最多；較高密度玉米間作處理T6—T8比較低密度玉米間作處理T4、T5減少36.21%～58.88%；高密度處理T1比低密度處理T2減少24.07%；T7、T8處理比T2減少57.71%～63.78%。

各處理詳細數(shù)據(jù)及差異性表現(xiàn)見表3。

2.3.2? ?玉米小喇叭口期—大喇叭口期? ?玉米小喇叭口期至大喇叭口期，單作處理T1—T3與較低密度間作處理T4、T5侵蝕細溝總深度和平均深度都有加大趨勢，較高密度單作處理T6—T8侵蝕細溝有退化趨勢，且隨玉米種植密度增大，侵蝕細溝發(fā)育減緩和退化；間作處理中，除較低密度T4侵蝕細溝發(fā)育較為嚴重外，其他間作處理侵蝕細溝發(fā)育情況較單作處理輕微。

各處理詳細數(shù)據(jù)及差異性表現(xiàn)見表4。

2.3.3? ?玉米大喇叭口—抽雄期? ?在玉米大喇叭口期至抽雄期，高密度玉米單作處理T1和較高密度玉米間作處理T6—T8侵蝕細溝都有退化趨勢（總深度和平均深度減?。?，而較低密度玉米單作T2和馬鈴薯單作T3以及較低密度玉米間作處理T4、T5的侵蝕細溝依然有變深的? 趨勢。

具體來看，細溝深度總和，間作處理T6—T8比單作處理T2減小60.89%～75.71%。侵蝕細溝深度總和變化量，單作處理T1出現(xiàn)負增長（即侵蝕細溝開始退化），但T7與T1相比退化更多，T7比T1減小30.43%。侵蝕細溝平均深度，間作處理T4—T8比單作處理T2減小2.62%～52.81%；較高密度間作處理T6—T8比較低密度間作處理T4、T5減小14.43%～51.54%；高密度單作處理T1比低密度單作處理T2減小15.73%。侵蝕細溝平均深度變化量，T6—T8比T1減小50%～150%；較高密度間作處理T6—T8比較低密度間作處理T4、T5減小146.15%～225%；高密度單作處理T1比低密度單作處理T2減小120%。

各處理詳細數(shù)據(jù)及差異性表現(xiàn)見表5。

2.3.4? ?玉米抽雄期—成熟期? ?在玉米抽雄期—成熟期（8月8—27日），侵蝕細溝出現(xiàn)退化趨勢的處理有高密度單作處理T1和較高密度間作處理T6—T8，T4、T5在此時期相較于大? 喇叭口期—抽雄期，侵蝕細溝加深的幅度? ? ? ?變小。

具體來看，侵蝕細溝深度總和，間作處理T4—T8與單作處理T2相比減小23.35%～78.81%；較高密度間作處理T6—T8比較低密度間作處理T4、T5減小49.71%～72.35%；T6—T8比T2減少63.98%～78.81%。侵蝕細溝深度總和變化量，較高密度間作處理T6—T8比? 較低密度間作處理T4、T5減小117.5%～276.92%；間作處理T5—T8比T2減小89.17%～119.17%；侵蝕細溝平均深度，間作處理T4—T8比單作處理T2減小6.62%～58.19%；高密度單作處理T1比低密度單作處理T2減小24.04%；較高密度間作處理T6—T8比較低密度間作處理T4、T5減小16.26%～55.22%；侵蝕細溝平均深度變化量，間作處理T4—T8比單作處理T2減小60%～135%；較高密度間作處? ? 理T6—T8比較低密度間作處理T4、T5減小125%～333.33%。

各處理詳細數(shù)據(jù)及差異性表現(xiàn)見表6。

3? ?小結(jié)與討論

通過試驗數(shù)據(jù)對比可以看出，單作處理比間作處理侵蝕細溝發(fā)育情況更為嚴重。間作處理相較于單作處理，其侵蝕細溝的發(fā)生與發(fā)育穩(wěn)定性更高，可見間作能夠減緩侵蝕細溝的發(fā)育，有較好的水土保持效應。

增大青貯玉米種植密度能減輕侵蝕細溝的發(fā)育。較高密度青貯玉米間作處理T6—T8在小喇叭口期之后可以減緩侵蝕細溝的發(fā)育，并誘導侵蝕細溝退化，其中以青貯玉米5 400株/畝與馬鈴薯2 083株/畝間作模式效果最好。

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鏈接：土壤溝蝕危害大

溝蝕是土壤侵蝕的一種類型，指暫時性線狀水流對地表的侵蝕作用，主要分為細溝侵蝕和淺溝侵蝕。黃土區(qū)侵蝕性降水較為集中，坡地容易跑水跑土，下雨時，雨水順著陡峭的坡面匯集成溝。長年累月，淺（細）溝變成深溝，暴雨季節(jié)可能引發(fā)山洪，嚴重破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu)。在農(nóng)業(yè)種植區(qū)域，土壤溝蝕會沖走種子和幼苗，甚至沖開土壤露出植物根系造成大幅減產(chǎn)，對生產(chǎn)危害極大。