庞喆

摘要 为探明空心村废弃宅基地复垦过程中不同还田材料对夏玉米生长与产量的影响，2016年在陕西省富平县中试基地开展了不同还田材料（熟化剂、粉煤灰和有机肥）对玉米生长及产量的影响试验。结果表明，在土地整治完成后，混合施用粉煤灰（75 m3/hm2）和有机肥（22.5 m3/hm2）的处理能够显著提高夏玉米的株高、百粒重和产量；但如果仅施用粉煤灰（75 m3/hm2）或者有机肥（22.5 m3/hm2），则对夏玉米的生长状况无显著改善；而土壤熟化剂（硫酸亚铁）的单独施用与无培肥措施对照处理无显著差异，其与粉煤灰或者有机肥的组合亦不能够提升夏玉米的产量。由此说明，在我国北方的山地丘陵区空心村，粉煤灰和有机肥的复合施用能够显著提升夏玉米的产量，对提升黄土丘陵地区废弃宅基地整治还田质量有着重要的意义。

关键词 夏玉米；还田材料；生长；产量；影响

中图分类号 S282；S513 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）21-0001-03

Abstract In order to investigate effects of field materials on growth and yield of summer maize，related experiments were carried out at Fuping Pilot-base. The results were as follows：after the completion of land reclamation，the combined application of fly ash（75 m3/hm2） and organic manure（22.5 m3/hm2） could significantly increase the plant height，100-seed weight and yield of summer maize. But if only using fly ash（75 m3/hm2） or organic fertilizer（22.5 m3/hm2），the growth of summer maize has not improved significantly，it had less effect on the growth of summer maize. However，there was no significant difference between the application of soil ripening agent（ferrous sulfate）and the control treatment. Its combination with fly ash or organic fertilizer could also not increase the yield of summer maize. Therefore，in the hollow village in hilly area of northern China，compound using fly ash and organic fertilizer can significantly improve the yield of summer maize，which has important significance to enhance the loess hilly region of abandoned homestead regulation returning quality.

Key words summer maize；field material；growth；yield；effect

在我國快速工业化和城镇化的背景下，山地丘陵区农村空心化问题日益突出，严重阻碍了该区的农村发展和人居环境改善。农村空心化是城乡发展转型进程中乡村人地关系地域系统演化的一种不良现象[1]，深入开展山地丘陵空心村综合土地整治，是实现城乡统筹发展、新农村建设的重要基础[2]。研究表明，我国空心村整治潜力巨大，通过构建完善的农村人口转移机制、宅基地退出与盘活机制，全国空心村综合整治潜力可提高到758万hm2 [3]。开展山地丘陵空心村土地综合整治，不仅能够增加可用耕地的面积，更能够改善农业生产条件、促进农业规模经营，促进乡村区域经济社会的协调发展。

近些年来，我国空心村整治取得了显著的效果，如“土地复垦”“旧村改造”“农村小区建设”等。然而，山地丘陵区空心村废弃宅基地整治后的土壤往往由于结构不良、养分物质含量较低，导致土壤肥力不高、农作物产量相对偏低[4]。目前，对于不同还田材料应用于宅基地复垦后的土地质量问题，特别是复垦为耕地后的宜耕性研究国内外还暂未涉及。如何快速提高土壤质量也是空心村整治亟须破解的关键问题，本文以陕西省澄城县的山地丘陵区空心村整治为例，针对山地丘陵区空心村拆除后土壤贫瘠的特点，研究不同还田材料对宅基地复垦后玉米生长及产量的影响。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在陕西省富平县中试基地（东经109°12′10″，北纬34°42′31″）进行。试验小区土壤剖面中30 cm以下部分为原状土，0～30 cm为回填土（土壤理化性质见表1），且培肥材料主要施用和混合于本层。

1.2 试验设计

试验设计以空心村土地整治工程为背景，模拟黄土丘陵地区空心村废弃宅基地整治还田状况，选择有机肥、熟化剂和粉煤灰3种培肥材料进行不同的配比试验，共设计6个培肥处理，另外设计无培肥对照处理，共7个处理，分别为处理TS：熟化剂600 kg/hm2；处理TF：施有机肥22.5 kg/hm2；处理TC：粉煤灰75 m3/hm2；处理TSF：施熟化剂600 kg/hm2+有机肥22.5 m3/hm2；处理TFC：粉煤灰75 kg/hm2+有机肥22.5 m3/hm2；处理TSC：熟化剂600 kg/hm2+粉煤灰75 m3/hm2；CK：无培肥措施作对照。2次重复，共14个小区。田间小区设计采用随机区组设计方法。小区呈南北走向，每个小区周围用水泥砖隔离，防止水分和溶质运移的相互影响[5]，每个试验区面积为4.48 m2（2.00 m×2.24 m）。endprint

1.3 试验实施

供试玉米品种为先玉335，播种密度为6万株/hm2，于2016年6月5日播种，2016年10月6日收获。播后及时浇水，试验田浇水培肥措施保持一致，灌溉量为2 200 m3/hm2，尿素、磷酸二铵、氯化钾的施肥量分别为334、196、96 kg/hm2。

1.4 测定项目内容及方法

土壤测定：pH值、电导率、容重、有机质、有效磷、速效钾、全氮。

作物测定：株高、产量。

在玉米关键生育期，苗期、拔节期及收获期，分别在各个小区随机采集0～20 cm耕层土壤，放置于实验室冰箱冷藏待测。有机质采用重铬酸钾外加热方法测定；速效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3浸提比色法测定；速效钾含量采用NH4Ac浸提火焰光度法测定；土壤全氮含量用2 mol/L KCI溶液浸提（水、土比为5∶1），用全自动间断化学分析仪（cleverchem 200，德国）测定[6]。

玉米产量计算：为防止边际效应的影响，在每个小区内（除边缘0.5 m外）取2行，脱粒，风干，称重，计算换算成标准含水量14%下的作物产量[7]。

2 结果与分析

2.1 对玉米株高的影响

从图1可以看出，在土壤整治还田过程中，有机肥、熟化剂和粉煤灰的使用均能够提高玉米的株高，处理TFC玉米平均株高在其生长的大多数时期均大于其他处理。玉米收获期（9月29日），各试验小区夏玉米平均株高由高至低的顺序分别为处理TFC>处理TSF>处理TF>处理TSC>处理TS>处理TC>CK，处理TF、TSC、TS、TC玉米平均株高均在230～240 cm之间，根据统计学分析结果可知，这几个处理玉米株高间无显著差异；处理TFC玉米平均株高为274 cm，明显大于其他6个处理的株高，由此说明，粉煤灰和有机肥配合的处理对玉米株高有显著提升。

2.2 对水稻产量及产量构成因素的影响

產量是土壤理化性质和水热条件的最终体现。不同还田材料处理下玉米的产量及产量构成因素有差异[8]。在土壤整治还田过程中，粉煤灰和有机肥配合的处理对玉米生长的促进作用最好。

玉米百粒重体现种子大小与饱满程度的一项指标，是检验种子质量和作物考种的内容，也是田间预测产量时的重要依据。各处理间百粒重由大至小的顺序为处理TFC>处理TSF>处理TF>处理TSC>处理TS>处理TC>CK，但处理间差异不显著。不同还田材料处理下玉米的产量不同，与无培肥措施的处理（CK）相比，单独施加粉煤灰（处理TC）和熟化剂（处理TS）对玉米产量无显著的影响。但粉煤灰与熟化剂共同施用（处理TSC）的处理显著提高了玉米产量。施加有机肥（处理TF）能够显著提高玉米的产量，但熟化剂与有机肥的共同施用（处理TSF）未能进一步提高玉米产量。但有机肥与粉煤灰的共同施用（处理TFC）则进一步提高了玉米的产量。各处理之间，处理TFC的百粒重和产量均最大，分别为28.4 g和10 997.950 kg/hm2（表2）。

2.3 作物种植后土壤肥力变化

在种植前（2016年6月），采集土壤样品，做基本理化性质分析。作物成熟后，采样测定理化性质的变化，包括土壤速效磷、速效钾、全氮、有机质等。

2.3.1 土壤速效磷。经过一个玉米生长季，土壤速效磷含量发生了显著的变化。在种植开始前，土地复垦采用的生土有效磷含量极低，最高不超过3.06 mg/kg，但在3个生长季的种植之后，不同处理、不同剖面层次的速效磷含量发生了较大的变化。与种植前相比，在剖面0～15、15～30、30～45、45～60 cm 4个层次含量均得到了显著的提升。而在60～75 cm和75～90 cm层次，各个处理的含量虽然有所提升，但处理TC、TS、TF与种植前无显著差异；在90～105 cm层次，各个处理之间与种植前均无显著差异（表3）。

2.3.2 土壤速效钾。经过一个玉米生长季，土壤速效钾的含量得到了一定程度的提高。在种植开始前，土地复垦采用的生土有效钾含量偏低，在55.4～79.4 mg/kg之间，但经过3个生长季的作物种植和耕作，表层有效钾含量提升至110.4～126.2 mg/kg，提高幅度随深度的增加而降低，至底层时与种植前无显著差异。

在0～15、15～30、30～45 cm层次，各处理种植后的速效钾含量得到了显著的提升，均显著高于种植前；而45～60、60～75、75～90、90～105 cm层次的速效钾含量则无显著的变化。而各个处理之间的速效钾含量变化相对较小，处理之间的差异并不十分明显，仅15～30 cm层次上，其他各个处理相对于CK有显著提高，在30～45 cm层次，处理TSF的含量有显著的提升，其他各个处理之间无显著差异（表4）。

2.3.3 土壤全氮。经过一个玉米生长季，土壤全氮含量在0～15、15～30、30～45、45～60、60～75 cm层次呈现了一定的提升，但在75～90 cm和90～105 cm层次则无显著的变化。

在0～15 cm层次，处理TFC的全氮含量显著高于其他处理，CK则显著低于所有还田处理；在15～30 cm层次，各还田处理之间无显著差异，但均显著高于CK；在30～45 cm层次，处理TSC、TSF的全氮含量显著高于处理TS、TFC和CK；在45～60 cm层次及以下层次，各处理之间的全氮含量差异极小，仅75～90 cm层次的处理TC含量显著偏低，其余各处理之间均无显著差异（表5）。

2.3.4 土壤有机质。还田材料的施用显著提高了土壤的有机质含量。其中，处理TF、TSF、TFC由于有机肥的施用，0～15 cm和15～30 cm层次的有机质得到了明显的提升，显著高于其他处理。但在30 cm以下层次，土壤有机质含量的变化相对较小（表6）。endprint

土壤肥力的提升和土壤水分、温度的变化是农作物产量提升的重要影响因素。本试验结果表明，添加有机肥等措施，一方面能够改变土壤的理化性质，提升土壤肥力；另一方面，也会对农作物的水分消耗特性产生一定的影响，从而提高土壤的水分利用效率，进而提高农产品的最终产量。

3 结论与讨论

本试验结果表明，不同还田材料处理下的土壤养分、玉米株高、百粒重、产量均有差异：玉米株高、百粒重、產量在处理间表现为粉煤灰+有机肥>熟化剂+有机肥>有机肥>熟化剂+粉煤灰>熟化剂>粉煤灰>不培肥对照。

粉煤灰对作物品质和产量有一定促进作用，混合施用粉煤灰和有机肥，可使过氧化物酶、多酚氧化酶活性降低，抑制作物光呼吸作用，促进作物新陈代谢，有利于物质的积累，从而增加作物的产量[6-7]；也使作物的硝酸还原酶活性提高，使有机质氮的矿化、硝化作用增大，促进蛋白质合成，提高作物品质[8-9]。另外，土壤中施加土壤质量2%的粉煤灰，能显著提高土壤呼吸作用，促进转化酶活性，增强微生物活性，有利于土壤中各种生化反应的进行，促进养分的释放，加速土壤熟化[10]。加速土壤熟化正是空心村整治过程中土壤肥力提升的关键所在，进而提升作物产量。

粉煤灰与有机肥的混合施用，粉煤灰改善了土壤结构的同时，土壤中的碳氮含量减少，而有机肥的施用，正好弥补了这点[11]。粉煤灰中磁性矿物的水解，释放出大量的能量，加快了有机物质的矿化和其氧化过程，促进了农作物的呼吸、代谢过程，增加了土壤中氮、钾和磷等养分的有效性[12]。同时加快有机肥在土壤中的腐殖化过程，使得肥效更加显著，以提升作物产量[13]。土壤肥力是农业可持续发展的基础资源，培肥是维持和提高农业土壤肥力水平最主要的措施之一。陕西省澄城县山地丘陵区空心村废弃宅基地整治后的土壤由于结构不良、养分物质含量较低等因素，导致土壤肥力不高、农作物产量相对偏低。通过采用山地丘陵区空心村整治还田土壤肥力提升技术，不仅能够提高作物的株高、百粒重（千粒重）和产量，也能够提高土壤耕地质量[14-15]。

4 参考文献

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