不同土體構型對關中地區夏玉米生長狀況的影響

羅玉虎

[摘 要]土體構型是農業用土地整治過程中最重要的環節，嚴重影響著整治后土地的肥力以及整治過程中經濟的投入。通過人工配制不同的耕作層覆土厚度和過渡層的六塊試驗田，建成后種植關中地區常見作物玉米，然后測定其株高、葉綠素、穗徑、穗長并計算產量，對比不同小區玉米的生長狀態。結果表明耕作層厚度為60cm、過渡層為壤質黃土的試驗田玉米的產量最高，最適合關中地區玉米的生長。

[關鍵詞]土體構型；農業用地；關中地區；產量

[中圖分類號]S513 [文獻標識碼]A

我國是農業大國，農業是國民經濟的基礎，而耕地是農業生產的基礎。糧食安全的根本在耕地、關鍵在耕地質量。作為世界上人口最多的農業大國，我國人均耕種面積不足半公頃，僅有世界人均耕地面積的37%，雖然國土資源部實行土地總量保護制度，堅守18億畝耕地紅線，從數量上對耕地進行了有效保護。但是本世紀以來，隨著經濟的飛速發展，許多不合理的土地利用，使大量沃土肥田逐漸貧瘠化；同時隨著城鎮化的不斷發展，未來耕地數量減少是一種不可阻擋的大趨勢。因此在這種情況下，要保證糧食產量就必須保證耕地資源的質量安全和生態安全。土地整治是土地整合、開坑和重復開墾的總稱，主要是通過工程手段對土地進行綜合管制，提高土地的使用效率和產出效率。而在農業土地整治過程中，不同的覆土方式影響著土地的產出效率和經濟效益。因此尋求最佳的覆土比例對于農業用地的整治顯得尤為重要，本文通過對比不同的復配方式下，關中地區夏玉米的生長情況，得出農業用地整治過程中的最佳的復配方式，為未來土地整治和造田工程提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究區位于寶雞市眉縣秦嶺山北麓，地處東經107°39′～ 108°00′，北緯33°59′～34°19′。位于陜西省關中平原西部，南依秦嶺，北臨渭水，屬黃河中游川塬溝壑區。眉縣屬暖溫帶大陸性半濕潤氣候，海拔高度在442～3767 m之間，年平均氣溫12.9℃，平均降水609.5 mm，平均日照2015.2 h，無霜期21 d。每年3～5月，回暖較快，秋季受冷空氣影響，晝夜溫差較為明顯，是關中地區秋雨最多的區域之一。該區地形地貌復雜，大體為南北高中間低的不對稱形地型，東西向延伸略長，南北向起伏較短。全縣最高點為太白山次高峰，海拔3771.2 m；最低點為位于青化與扶風交界的渭河東流出境處，海拔442 m。依照地貌特征，全縣可分為秦嶺山地、黃土梁原、山前洪積平原、渭河沖積平原、渭北黃土臺塬五種地貌類型。概括而言，全縣呈現“七河九原一面坡，六山一水三分田”的地貌形態。

1.2 實驗設計

試驗田共分為六塊小區，每塊小區面積基本相同，約為3 m×2.8 m=8.4 m2。每塊小區分為3層：耕作層、過渡層和底層。耕作層選擇當地壤質黃土，覆土層厚度分別為40 cm和60 cm。過渡層分為三個不同的處理，分別用細沙、壤質黃土和黏土作為各處理的過渡層。六個小區底部處理相同，首先用直徑相當的石塊填裝，然后用小石礫填裝石塊間縫隙，底部砂礫層處理嚴格控制石塊大小。六個小區土體構型參數如表1。

試驗田建成后，并安裝有滴灌系統。于2017年四月份選擇關中地區較常見的戶丹4號玉米作為研究作物，每個小區種植6行，每行18-20株。小區施肥以有機肥為主，通過人工施入試驗小區，并混合均勻。玉米出苗后，定期進行除草、灌溉，控制灌溉量相同，保證六個小區管理條件一直。

玉米出苗后，從玉米出苗后，陸續測定各項指標，包括：株高、葉綠素、穗徑、穗長等，每次各個小區數據的測定通過隨機選擇5個植株，求平均值獲得。9月份玉米成熟后收獲，測定產量。

2 結果與分析

2.1 不同土體構型株高變化

從五月份玉米出苗后開始測定株高變化，一直到7月份，株高基本不再變化為止（圖1）。六塊試驗小區玉米株高隨著時間變化明顯。在5月份六個小區株高差異并不明顯，進入六月份以后各個小區玉米株高出現明顯的差異性，可以看出小區1、小區2和小區3玉米的株高明顯要高于小區4、小區5和小區6，同時可以看出，從六月份開始，小區5和小區6株高增長趨勢明顯減緩。株高最高的為小區2，，其次為小區1和小區3，而小區5和小區6株高最低，這表明耕作層兩個不同的覆土厚度40cm和60cm對株高的影響不大，反而過渡層成分對玉米株高的影響更為重要。

2.2 不同土體構型葉片中相對葉綠素含量

玉米葉片相對葉綠素含量使用便捷式葉綠素儀（CCM-200）進行測定（圖2）。可以看出六塊試驗田玉米葉片中相對葉綠素含量，都呈現出先增加，然后逐漸減少的趨勢。對比六塊不同的試驗田可以看出，各個時期玉米葉片中相對葉綠素含量差異并不大。但是通過對比不同試驗田相對葉綠素總平均值，得出小區4相對葉綠素含量最高，其次是小區2，小區6排第三。從葉綠素相對含量的平均值可以得出，小區4玉米生長狀態最好，這表明耕作層覆土厚度為60cm的2、4、6小區更有利于玉米葉片的生長。

2.3 穗長與穗徑

玉米穗長數據從7月份開始測定，可以看出從7月份開始玉米穗長數據幾乎不再隨著時間增加變化。但對比六個小區玉米穗長平均值，得出穗長最大的為小區3和小區4穗長最大，小區6穗長最小，其次是小區5。

玉米穗徑也是從7月份開始測定，隨著時間的增加穗徑也隨之增加，到7月下旬開始玉米穗徑幾乎不再隨時間的增加而變化。對比六個小區玉米穗徑平均值，得出小區2、小區3、和小區4玉米穗徑的平均值很接近，玉米穗徑平均值最小的是小區6，其次是小區5。

綜合對比玉米穗長與穗徑可以看出，小區2、小區3、和小區4玉米穗徑和穗長最大，這表明過渡層為壤質黃土時，最有利于玉米的生長。

2.4 玉米產量

試驗田玉米收獲于九月份，對不同實驗小區進行采樣，每塊試驗田去除最外圍的兩行，采集中間的12株作為樣品，取下果穗，然后按照大小順序排列，分別抽取不同大小的五個玉米樣品，測定穗徑、穗長、穗行數、行粒數以及千粒重來進行產量估計。計算后各小區玉米產量見表2。可以看出六塊小區中，產量最高的為小區4，其次為小區2，小區6產量排第三，小區1產量最小。

3 結論

從玉米株高、葉綠素、穗徑、穗長，以及產量等指標可以得出小區4的復配方式為最優，最適合關中地區夏玉米的生長。通過對比耕作層覆土厚度為40cm和60cm的試驗田，得出覆土厚度為60cm時更適合玉米的生長。上層覆土厚度相同的情況下，壤質黃土和黏土作為過渡層優于細沙。然而在土地整治過程中，黃土和黏土的造價較高，因此綜合考慮經濟因素，只需要耕作層厚度足夠，能夠滿足作物的正常生長，過渡層用部分細砂，能夠使得經濟效益最大化。

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