不同土體剖面構(gòu)型對(duì)水稻生長(zhǎng)與產(chǎn)量的影響

王啟龍　蔡苗　寧松瑞

摘要 為探明韓城下峪口不同土體剖面構(gòu)型對(duì)旱稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，2016年在陜西省富平縣中試基地開(kāi)展了5種土體剖面構(gòu)型對(duì)于水稻生長(zhǎng)及產(chǎn)量影響的試驗(yàn)。結(jié)果表明，不同處理的土壤耕層水分含量在不同時(shí)期有差異，各處理間表現(xiàn)為容重1.8 g/cm3的黃土>1∶3的粉煤灰和沙>1∶2的粉煤灰和沙>容重1.2 g/cm3的黃土>容重1.8 g/cm3的沙土。不同土體剖面構(gòu)型影響水稻的株高、分蘗以及產(chǎn)量。水稻株高、分蘗、產(chǎn)量在處理間表現(xiàn)為1∶2的粉煤灰和沙>容重1.8 g/cm3的黃土>1∶2的粉煤灰和沙>容重1.2 g/cm3的黃土>容重1.8 g/cm3的沙土。水稻收獲后測(cè)定的土壤養(yǎng)分指標(biāo)的大小趨勢(shì)也是如此。本試驗(yàn)表明，韓城下峪口土地整治項(xiàng)目區(qū)需要進(jìn)行土體有機(jī)重構(gòu)，綜合考慮工程成本和整治效果，適宜參考1∶2的粉煤和沙處理的土體剖面構(gòu)型。

關(guān)鍵詞 水稻；剖面構(gòu)型；生長(zhǎng)；產(chǎn)量

中圖分類號(hào) S282；S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）16-0011-03

Abstract In order to investigate effects of soil profile configuration on growth and yield of rice，related experiments were carried out at Fuping Pilot-base. The results were as follows：the soil water contents of different treatments showed differences，with the values as volumetric loess with bulk density 1.8 g/cm3>fly ash and sand with scale was 1∶3>fly ash and sand with scale was 1∶2>loess with bulk density 1.2 g/cm3>sand with bulk density 1.8 g/cm3.Different soil profiles configuration affected the plant height，tillering and yield. The variation order between plant height，tillering and yield among different treatments was fly ash and sand with scale was 1∶2>loess with bulk density 1.8 g/cm3>fly ash and sand with scale was 1∶3>loess with bulk density 1.2 g/cm3>sand with bulk density 1.8 g/cm3. The trend of soil nutrient after the harvest of rise was similar to the above. Thus，land organic reconstruction to be did in Hancheng Xiayukou land remediation project area. Based on the comprehensive consideration of the project cost and effectiveness，the soil profile configuration suggested fly ash and sand with scale was 1∶2.

Key words rice；profile configuration；growth；yield

韓城市下峪口土地整治項(xiàng)目區(qū)位于韓城市東部黃河右岸灘地內(nèi)，地理位置介于東經(jīng)110°30′34″～110°33′36″，北緯35°31′02″～35°34′01″，距離縣城10 km，地處黃河川道，地面較為平坦，地域廣闊，地表水資源豐富，降雨量較高，加之光熱資源充足，自然條件滿足種植水稻的發(fā)展需求。但是，根據(jù)《韓城市下峪口土地整治項(xiàng)目土質(zhì)基礎(chǔ)普探報(bào)告》對(duì)項(xiàng)目區(qū)沙洲的土質(zhì)分析，項(xiàng)目區(qū)沙洲土中砂粒為56.3%，粉粒為40.8%，土壤質(zhì)地為砂壤，土壤質(zhì)地偏砂，水肥流失嚴(yán)重，土壤貧瘠，土地生產(chǎn)力低下，不適宜直接種植水稻。水稻高產(chǎn)的限制因子除了有土壤養(yǎng)分和水分外，還有土壤的物理性限制因子，如質(zhì)地、容重等[1]。長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)外研究主要著重于養(yǎng)分和水分對(duì)作物生長(zhǎng)的影響[2-3]，而對(duì)物理性因子與作物生長(zhǎng)的關(guān)系研究較少，特別是犁底層基質(zhì)和容重與水稻的生長(zhǎng)關(guān)系更是少見(jiàn)報(bào)道[4-5]。為解決以上沙洲土地資源利用中存在的技術(shù)問(wèn)題，依托韓城下峪口土地整治項(xiàng)目，于陜西省富平縣中試基地二期水田試驗(yàn)小區(qū)開(kāi)展了不同土體剖面構(gòu)型小區(qū)模擬試驗(yàn)，旨在探明不同土體剖面構(gòu)型水稻生長(zhǎng)的關(guān)系及適合韓城下峪口土地整治的栽培技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)概況

2016年試驗(yàn)在陜西省富平縣中試基地（東經(jīng)109°12′10″，北緯34°42′31″）進(jìn)行。水稻品種為新豐2號(hào)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5種土體剖面構(gòu)型處理，具體見(jiàn)表1，耕層和犁底層所采用的黃土和沙土土壤粒徑組成和基本養(yǎng)分性狀見(jiàn)表2。每個(gè)處理2次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，共計(jì)10個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)周圍用水泥磚隔離，防止水分和溶質(zhì)運(yùn)移的相互影響[2]，每個(gè)試驗(yàn)區(qū)面積為9 m2（3 m×3 m）。

1.3 試驗(yàn)實(shí)施

水稻于4月中旬育秧，5月底采用人工插秧，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)種植10行，每行19株，插秧密度為211 111株/hm2。于9月28日成熟收獲。試驗(yàn)區(qū)周圍種植1 m寬的保護(hù)區(qū)。播后及時(shí)澆水，試驗(yàn)田澆水培肥措施保持一致，2016年灌溉用水量為12 400 m3/hm2，尿素、磷酸二銨、氯化鉀的施用量分別為334、196、96 kg/hm2。endprint

1.4 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.4.1 土壤水分。用土鉆取土，鋁盒烘干法測(cè)定土壤含水量，各處理于水稻分蘗期（7月25日）、成熟期（9月27日）15：00取土[6]。

1.4.2 株高、分蘗數(shù)。在水稻返青期、分蘗期、長(zhǎng)穗期（穗分化期）、成熟期，按照每個(gè)小區(qū)內(nèi)標(biāo)記的6株測(cè)定株高、分蘗。

1.4.3 產(chǎn)量。各試驗(yàn)小區(qū)水稻成熟后，分別收獲，并于室內(nèi)考種、記產(chǎn)。

1.4.4 水肥流失差異。水肥流失差異成熟期取耕層土壤，測(cè)定有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀，分析不同土體剖面構(gòu)型的水肥流失差異情況[7]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 23.0和Excel 2010對(duì)各試驗(yàn)小區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)水稻田土壤耕層水分含量的影響

不同剖面構(gòu)型土壤的耕層水分含量在不同時(shí)期有差異（表3），各試驗(yàn)小區(qū)上層土體剖面（0～20 cm）含水量要低于下層土體（20～40 cm）。處理S5耕作層和犁底層均為沙土，顆粒較粗，漏水嚴(yán)重，含水量遠(yuǎn)低于其他4個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。處理S1、S2和處理S3、S4在分蘗期（7月25日）含水量差異顯著，成熟期（9月28日）各處理間差異不明顯。在每個(gè)時(shí)期，土壤耕層水分含量處理間表現(xiàn)為處理S1>處理S3>處理S2>處理S4>處理S5。

2.2 對(duì)水稻株高和分蘗的影響

從圖1和圖2可以看出，水稻生長(zhǎng)早期，耕作層覆黃土厚度30 cm的試驗(yàn)小區(qū)，水稻平均株高和分蘗均大于耕作層覆沙土的試驗(yàn)小區(qū)。分蘗期，處理S1、S2、S3株高增長(zhǎng)速度明顯高于處理S4、S5。處理S3水稻平均株高在其生長(zhǎng)的大多數(shù)時(shí)期均大于其他處理。

水稻成熟期，各試驗(yàn)小區(qū)水稻平均株高的順序分別為處理S3>處理S1>處理S2>處理S4>處理S5，處理S1、S3水稻平均株高均在100 cm以上，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果可知，這2個(gè)處理水稻株高間無(wú)顯著差異。處理S4水稻平均株高為93.3 cm，明顯大于處理S5的株高。

分蘗初期，分蘗數(shù)表現(xiàn)為處理S2>處理S1>處理S3>處理S4>處理S5，分蘗結(jié)束后，處理S1、S2、S3、S4、S5分蘗數(shù)分別為20、19、22、18、9個(gè)/株，分蘗結(jié)束后分別較分蘗初期增長(zhǎng)幅度為122%、90%、175%、157%、80%。

2.3 對(duì)水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

產(chǎn)量是土壤理化性質(zhì)和水熱條件的最終體現(xiàn)。不同土體剖面構(gòu)型處理下的水稻的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素有差異[8]。從表4可以看出，各處理間穗數(shù)的由大至小順序?yàn)樘幚鞸3>處理S1>處理S2>處理S4>處理S5，其中處理S3穗數(shù)最多，為474穗/m2，處理S1、S2、S4穗數(shù)均大于395穗/m2，相互間差異不顯著，處理S5的穗粒數(shù)為308穗/m2。從不同構(gòu)型看，水稻穗粒數(shù)和水稻穗數(shù)存在差異，處理S1、S3穗粒數(shù)明顯大于其他處理，兩者之間相差不大，處理S2、S4穗粒數(shù)相差不大，略大于處理S5。

水稻百粒重是體現(xiàn)種子大小與飽滿程度的一項(xiàng)指標(biāo)，是檢驗(yàn)種子質(zhì)量和作物考種的內(nèi)容，也是田間預(yù)測(cè)產(chǎn)量時(shí)的重要依據(jù)。各處理間百粒重由大至小順序?yàn)樘幚鞸3>處理S1>處理S4>處理S2>處理S5，但處理間差異不顯著。不同土體剖面構(gòu)型的水稻產(chǎn)量不同，處理S3的百粒重和產(chǎn)量最大，分別為2.43 g和9 673.5 kg/hm2。處理S3與處理S2、S1、S4產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平，說(shuō)明構(gòu)建合適的犁底層對(duì)于水稻的單穗質(zhì)量以及產(chǎn)量有明顯增加，處理S2與處理S4之間產(chǎn)量差異也達(dá)顯著水平，處理S5作為對(duì)照處理，犁底層為沙土，且未構(gòu)造有效耕作層，漏水漏肥嚴(yán)重，產(chǎn)量最差，只有5 013.0 kg/hm2。

2.4 不同土體剖面構(gòu)型土壤下養(yǎng)分指標(biāo)變化

從表5可以看出，水稻收獲后耕層土壤（0～20 cm）殘余的有機(jī)質(zhì)含量較土壤中原有含量有所增加，有機(jī)質(zhì)含量在處理間表現(xiàn)為處理S1>處理S3>處理S2>處理S4>處理S5。從剖面分布看，處理S1、S2、S3 0～20、20～40 cm土層有機(jī)質(zhì)平均含量均較高，40～60、60～80 cm土層有機(jī)質(zhì)含量明顯低于耕層。處理S4 20～40 cm土層有機(jī)質(zhì)含量明顯高于耕層（0～20 cm），40～60、60～80 cm有機(jī)質(zhì)含量較低。處理S5 20～40 cm有機(jī)質(zhì)含量明顯低于耕層，40～60、60～80 cm土層有機(jī)質(zhì)含量又逐漸增加。造成這種現(xiàn)象的原因是沙土土層保水保肥能力差，有機(jī)質(zhì)含量低，而較密實(shí)的犁底層發(fā)揮了較好的保水保肥效果[9]。

水稻收獲后，土壤全氮含量與原有土壤有著顯著差異，處理S1、S2、S3、S4、S5的各個(gè)剖面均有顯著增加，分別增加了17.1%、5.7%、8.6%、8.6%。處理S1、S2、S3、S4全氮含量相互之間無(wú)顯著差異，處理S5全氮含量最低，且與其他處理有著顯著差異。

土壤有效磷含量的多少對(duì)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育有重要意義。施磷肥使以黃土作為土壤耕層的試驗(yàn)小區(qū)有效磷含量有一定提高，處理S1、S2、S3、S4耕層（0～20 cm）有效磷含量分別較原有土壤有了較大提高。從整個(gè)土壤剖面來(lái)看處理S1、S2、S3的0～40 cm有效磷含量逐漸減少，40～80 cm又逐漸增加，在40 cm左右處達(dá)到最低；處理S5有效磷含量較低，在0～80 cm有效磷含量逐漸降低，80 cm深度時(shí)有效磷含量達(dá)到最低，為1.1 mg/kg。

田間試驗(yàn)小區(qū)土壤中速效鉀含量的變化趨勢(shì)與有效磷基本一致，水稻收獲后土壤中殘余的速效鉀含量均有一定提高，在其耕作層（0～20 cm）處理間依然表現(xiàn)為處理S1>處理S2>處理S3>處理S4>處理S5，黃土中速效鉀的初始含量為64 mg/kg，是韓城下峪口沙土中含量（41 mg/kg）的1.56倍。在深部土壤（60 cm）中，處理S1、S2、S3中的速效鉀含量與整個(gè)剖面中速效鉀含量無(wú)顯著差異，而處理S4、S5試驗(yàn)小區(qū)深部土壤（60 cm）中速效鉀含量顯著高于其他位置。endprint

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同土體剖面構(gòu)型處理下的土壤水分含量、水稻株高、分蘗、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素均有差異：耕作層水分含量處理間表現(xiàn)為容重1.8 g/cm3的黃土>1∶3的粉煤灰和沙>1∶2的粉煤灰和沙>容重1.2 g/cm3的黃土>容重1.8 g/cm3的沙土。水稻耕層株高、分蘗、產(chǎn)量在處理間表現(xiàn)為1∶2的粉煤灰和沙>容重1.8 g/cm3的黃土>1∶2的粉煤灰和沙>容重1.2 g/cm3的黃土>容重1.8 g/cm3的沙土。

土壤是由固、液、氣三相組成，但都受固相顆粒的組成、特性及排列狀態(tài)的影響。土壤固相顆粒是組成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)，其作用是十分重要的[10]。粉煤灰作為一種高度分散的微細(xì)顆粒集合體，是優(yōu)良的土壤改良劑，可以使土壤容重降低、持水能力增強(qiáng)，飽和導(dǎo)水率降低，并有效降低土壤薄膜水?dāng)嗔训目赡苄訹8]。良好的水稻田土體構(gòu)型要求有良好發(fā)育的犁底層[11]，厚7～10 cm，日滲漏量控制在9～15 mm之間，以利托水托肥，試驗(yàn)結(jié)果也表明，容重為1.8 g/cm3、1∶2的粉煤灰和沙混合物作為犁底層，既能保證水田土體通氣性，又可以保水保肥[12]。

韓城市下峪口土地整治項(xiàng)目區(qū)土質(zhì)地偏砂，水肥流失嚴(yán)重，土壤貧瘠，不能滿足水稻生長(zhǎng)的需求。試驗(yàn)表明，構(gòu)造容重1.8 g/cm3的黃土和1∶2的粉煤灰和沙2種土體剖面構(gòu)型，均能夠滿足水稻生長(zhǎng)需求，但是考慮到韓城下峪口項(xiàng)目區(qū)地處沙洲，缺乏適宜的覆土土源，因此綜合考慮工程成本和土地整治效果[13]，建議借鑒1∶2的粉煤灰和沙土體剖面構(gòu)型，對(duì)韓城下峪口項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行土地整治。

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