不同土体构型对关中地区夏玉米生长状况的影响

罗玉虎

[摘 要]土体构型是农业用土地整治过程中最重要的环节，严重影响着整治后土地的肥力以及整治过程中经济的投入。通过人工配制不同的耕作层覆土厚度和过渡层的六块试验田，建成后种植关中地区常见作物玉米，然后测定其株高、叶绿素、穗径、穗长并计算产量，对比不同小区玉米的生长状态。结果表明耕作层厚度为60cm、过渡层为壤质黄土的试验田玉米的产量最高，最适合关中地区玉米的生长。

[关键词]土体构型；农业用地；关中地区；产量

[中图分类号]S513 [文献标识码]A

我国是农业大国，农业是国民经济的基础，而耕地是农业生产的基础。粮食安全的根本在耕地、关键在耕地质量。作为世界上人口最多的农业大国，我国人均耕种面积不足半公顷，仅有世界人均耕地面积的37%，虽然国土资源部实行土地总量保护制度，坚守18亿亩耕地红线，从数量上对耕地进行了有效保护。但是本世纪以来，随着经济的飞速发展，许多不合理的土地利用，使大量沃土肥田逐渐贫瘠化；同时随着城镇化的不断发展，未来耕地数量减少是一种不可阻挡的大趋势。因此在这种情况下，要保证粮食产量就必须保证耕地资源的质量安全和生态安全。土地整治是土地整合、开坑和重复开垦的总称，主要是通过工程手段对土地进行综合管制，提高土地的使用效率和产出效率。而在农业土地整治过程中，不同的覆土方式影响着土地的产出效率和经济效益。因此寻求最佳的覆土比例对于农业用地的整治显得尤为重要，本文通过对比不同的复配方式下，关中地区夏玉米的生长情况，得出农业用地整治过程中的最佳的复配方式，为未来土地整治和造田工程提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于宝鸡市眉县秦岭山北麓，地处东经107°39′～ 108°00′，北纬33°59′～34°19′。位于陕西省关中平原西部，南依秦岭，北临渭水，属黄河中游川塬沟壑区。眉县属暖温带大陆性半湿润气候，海拔高度在442～3767 m之间，年平均气温12.9℃，平均降水609.5 mm，平均日照2015.2 h，无霜期21 d。每年3～5月，回暖较快，秋季受冷空气影响，昼夜温差较为明显，是关中地区秋雨最多的区域之一。该区地形地貌复杂，大体为南北高中间低的不对称形地型，东西向延伸略长，南北向起伏较短。全县最高点为太白山次高峰，海拔3771.2 m；最低点为位于青化与扶风交界的渭河东流出境处，海拔442 m。依照地貌特征，全县可分为秦岭山地、黄土梁原、山前洪积平原、渭河冲积平原、渭北黄土台塬五种地貌类型。概括而言，全县呈现“七河九原一面坡，六山一水三分田”的地貌形态。

1.2 实验设计

试验田共分为六块小区，每块小区面积基本相同，约为3 m×2.8 m=8.4 m2。每块小区分为3层：耕作层、过渡层和底层。耕作层选择当地壤质黄土，覆土层厚度分别为40 cm和60 cm。过渡层分为三个不同的处理，分别用细沙、壤质黄土和黏土作为各处理的过渡层。六个小区底部处理相同，首先用直径相当的石块填装，然后用小石砾填装石块间缝隙，底部砂砾层处理严格控制石块大小。六个小区土体构型参数如表1。

试验田建成后，并安装有滴灌系统。于2017年四月份选择关中地区较常见的户丹4号玉米作为研究作物，每个小区种植6行，每行18-20株。小区施肥以有机肥为主，通过人工施入试验小区，并混合均匀。玉米出苗后，定期进行除草、灌溉，控制灌溉量相同，保证六个小区管理条件一直。

玉米出苗后，从玉米出苗后，陆续测定各项指标，包括：株高、叶绿素、穗径、穗长等，每次各个小区数据的测定通过随机选择5个植株，求平均值获得。9月份玉米成熟后收获，测定产量。

2 结果与分析

2.1 不同土体构型株高变化

从五月份玉米出苗后开始测定株高变化，一直到7月份，株高基本不再变化为止（图1）。六块试验小区玉米株高随着时间变化明显。在5月份六个小区株高差异并不明显，进入六月份以后各个小区玉米株高出现明显的差异性，可以看出小区1、小区2和小区3玉米的株高明显要高于小区4、小区5和小区6，同时可以看出，从六月份开始，小区5和小区6株高增长趋势明显减缓。株高最高的为小区2，，其次为小区1和小区3，而小区5和小区6株高最低，这表明耕作层两个不同的覆土厚度40cm和60cm对株高的影响不大，反而过渡层成分对玉米株高的影响更为重要。

2.2 不同土体构型叶片中相对叶绿素含量

玉米叶片相对叶绿素含量使用便捷式叶绿素仪（CCM-200）进行测定（图2）。可以看出六块试验田玉米叶片中相对叶绿素含量，都呈现出先增加，然后逐渐减少的趋势。对比六块不同的试验田可以看出，各个时期玉米叶片中相对叶绿素含量差异并不大。但是通过对比不同试验田相对叶绿素总平均值，得出小区4相对叶绿素含量最高，其次是小区2，小区6排第三。从叶绿素相对含量的平均值可以得出，小区4玉米生长状态最好，这表明耕作层覆土厚度为60cm的2、4、6小区更有利于玉米叶片的生长。

2.3 穗长与穗径

玉米穗长数据从7月份开始测定，可以看出从7月份开始玉米穗长数据几乎不再随着时间增加变化。但对比六个小区玉米穗长平均值，得出穗长最大的为小区3和小区4穗长最大，小区6穗长最小，其次是小区5。

玉米穗径也是从7月份开始测定，随着时间的增加穗径也随之增加，到7月下旬开始玉米穗径几乎不再随时间的增加而变化。对比六个小区玉米穗径平均值，得出小區2、小区3、和小区4玉米穗径的平均值很接近，玉米穗径平均值最小的是小区6，其次是小区5。

综合对比玉米穗长与穗径可以看出，小区2、小区3、和小区4玉米穗径和穗长最大，这表明过渡层为壤质黄土时，最有利于玉米的生长。

2.4 玉米产量

试验田玉米收获于九月份，对不同实验小区进行采样，每块试验田去除最外围的两行，采集中间的12株作为样品，取下果穗，然后按照大小顺序排列，分别抽取不同大小的五个玉米样品，测定穗径、穗长、穗行数、行粒数以及千粒重来进行产量估计。计算后各小区玉米产量见表2。可以看出六块小区中，产量最高的为小区4，其次为小区2，小区6产量排第三，小区1产量最小。

3 结论

从玉米株高、叶绿素、穗径、穗长，以及产量等指标可以得出小区4的复配方式为最优，最适合关中地区夏玉米的生长。通过对比耕作层覆土厚度为40cm和60cm的试验田，得出覆土厚度为60cm时更适合玉米的生长。上层覆土厚度相同的情况下，壤质黄土和黏土作为过渡层优于细沙。然而在土地整治过程中，黄土和黏土的造价较高，因此综合考虑经济因素，只需要耕作层厚度足够，能够满足作物的正常生长，过渡层用部分细砂，能够使得经济效益最大化。

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