不同土体剖面构型对水稻生长与产量的影响

2017-09-22王启龙蔡苗宁松瑞

现代农业科技 2017年16期

王启龙　蔡苗　宁松瑞

摘要为探明韩城下峪口不同土体剖面构型对旱稻生长及产量的影响，2016年在陕西省富平县中试基地开展了5种土体剖面构型对于水稻生长及产量影响的试验。结果表明，不同处理的土壤耕层水分含量在不同时期有差异，各处理间表现为容重1.8 g/cm3的黄土>1∶3的粉煤灰和沙>1∶2的粉煤灰和沙>容重1.2 g/cm3的黄土>容重1.8 g/cm3的沙土。不同土体剖面构型影响水稻的株高、分蘖以及产量。水稻株高、分蘖、产量在处理间表现为1∶2的粉煤灰和沙>容重1.8 g/cm3的黄土>1∶2的粉煤灰和沙>容重1.2 g/cm3的黄土>容重1.8 g/cm3的沙土。水稻收获后测定的土壤养分指标的大小趋势也是如此。本试验表明，韩城下峪口土地整治项目区需要进行土体有机重构，综合考虑工程成本和整治效果，适宜参考1∶2的粉煤和沙处理的土体剖面构型。

关键词水稻；剖面构型；生长；产量

中图分类号 S282；S511 文献标识码 A 文章编号 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项目区位于韩城市东部黄河右岸滩地内，地理位置介于东经110°30′34″～110°33′36″，北纬35°31′02″～35°34′01″，距离县城10 km，地处黄河川道，地面较为平坦，地域广阔，地表水资源丰富，降雨量较高，加之光热资源充足，自然条件满足种植水稻的发展需求。但是，根据《韩城市下峪口土地整治项目土质基础普探报告》对项目区沙洲的土质分析，项目区沙洲土中砂粒为56.3%，粉粒为40.8%，土壤质地为砂壤，土壤质地偏砂，水肥流失严重，土壤贫瘠，土地生产力低下，不适宜直接种植水稻。水稻高产的限制因子除了有土壤养分和水分外，还有土壤的物理性限制因子，如质地、容重等[1]。长期以来国内外研究主要着重于养分和水分对作物生长的影响[2-3]，而对物理性因子与作物生长的关系研究较少，特别是犁底层基质和容重与水稻的生长关系更是少见报道[4-5]。为解决以上沙洲土地资源利用中存在的技术问题，依托韩城下峪口土地整治项目，于陕西省富平县中试基地二期水田试验小区开展了不同土体剖面构型小区模拟试验，旨在探明不同土体剖面构型水稻生长的关系及适合韩城下峪口土地整治的栽培技术。

1 材料与方法

1.1 试验概况

2016年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。水稻品种为新丰2号。

1.2 试验设计

试验设5种土体剖面构型处理，具体见表1，耕层和犁底层所采用的黄土和沙土土壤粒径组成和基本养分性状见表2。每个处理2次重复，随机区组排列，共计10个小区。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[2]，每个试验区面积为9 m2（3 m×3 m）。

1.3 试验实施

水稻于4月中旬育秧，5月底采用人工插秧，每个试验小区种植10行，每行19株，插秧密度为211 111株/hm2。于9月28日成熟收获。试验区周围种植1 m宽的保护区。播后及时浇水，试验田浇水培肥措施保持一致，2016年灌溉用水量为12 400 m3/hm2，尿素、磷酸二铵、氯化钾的施用量分别为334、196、96 kg/hm2。endprint

1.4 测定内容与方法

1.4.1 土壤水分。用土钻取土，铝盒烘干法测定土壤含水量，各处理于水稻分蘖期（7月25日）、成熟期（9月27日）15：00取土[6]。

1.4.2 株高、分蘖数。在水稻返青期、分蘖期、长穗期（穗分化期）、成熟期，按照每个小区内标记的6株测定株高、分蘖。

1.4.3 产量。各试验小区水稻成熟后，分别收获，并于室内考种、记产。

1.4.4 水肥流失差异。水肥流失差异成熟期取耕层土壤，测定有机质、全氮、有效磷、速效钾，分析不同土体剖面构型的水肥流失差异情况[7]。

1.5 数据处理

采用SPSS 23.0和Excel 2010对各试验小区数据进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 对水稻田土壤耕层水分含量的影响

不同剖面构型土壤的耕层水分含量在不同时期有差异（表3），各试验小区上层土体剖面（0～20 cm）含水量要低于下层土体（20～40 cm）。处理S5耕作层和犁底层均为沙土，颗粒较粗，漏水严重，含水量远低于其他4个试验小区。处理S1、S2和处理S3、S4在分蘖期（7月25日）含水量差异显著，成熟期（9月28日）各处理间差异不明显。在每个时期，土壤耕层水分含量处理间表现为处理S1>处理S3>处理S2>处理S4>处理S5。

2.2 对水稻株高和分蘖的影响

从图1和图2可以看出，水稻生长早期，耕作层覆黄土厚度30 cm的试验小区，水稻平均株高和分蘖均大于耕作层覆沙土的试验小区。分蘖期，处理S1、S2、S3株高增长速度明显高于处理S4、S5。处理S3水稻平均株高在其生长的大多数时期均大于其他处理。

水稻成熟期，各试验小区水稻平均株高的顺序分别为处理S3>处理S1>处理S2>处理S4>处理S5，处理S1、S3水稻平均株高均在100 cm以上，根據统计学分析结果可知，这2个处理水稻株高间无显著差异。处理S4水稻平均株高为93.3 cm，明显大于处理S5的株高。

分蘖初期，分蘖数表现为处理S2>处理S1>处理S3>处理S4>处理S5，分蘖结束后，处理S1、S2、S3、S4、S5分蘖数分别为20、19、22、18、9个/株，分蘖结束后分别较分蘖初期增长幅度为122%、90%、175%、157%、80%。

2.3 对水稻产量及产量构成因素的影响

产量是土壤理化性质和水热条件的最终体现。不同土体剖面构型处理下的水稻的产量及产量构成因素有差异[8]。从表4可以看出，各处理间穗数的由大至小顺序为处理S3>处理S1>处理S2>处理S4>处理S5，其中处理S3穗数最多，为474穗/m2，处理S1、S2、S4穗数均大于395穗/m2，相互间差异不显著，处理S5的穗粒数为308穗/m2。从不同构型看，水稻穗粒数和水稻穗数存在差异，处理S1、S3穗粒数明显大于其他处理，两者之间相差不大，处理S2、S4穗粒数相差不大，略大于处理S5。

水稻百粒重是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顺序为处理S3>处理S1>处理S4>处理S2>处理S5，但处理间差异不显著。不同土体剖面构型的水稻产量不同，处理S3的百粒重和产量最大，分别为2.43 g和9 673.5 kg/hm2。处理S3与处理S2、S1、S4产量差异达到显著水平，说明构建合适的犁底层对于水稻的单穗质量以及产量有明显增加，处理S2与处理S4之间产量差异也达显著水平，处理S5作为对照处理，犁底层为沙土，且未构造有效耕作层，漏水漏肥严重，产量最差，只有5 013.0 kg/hm2。

2.4 不同土体剖面构型土壤下养分指标变化

从表5可以看出，水稻收获后耕层土壤（0～20 cm）残余的有机质含量较土壤中原有含量有所增加，有机质含量在处理间表现为处理S1>处理S3>处理S2>处理S4>处理S5。从剖面分布看，处理S1、S2、S3 0～20、20～40 cm土层有机质平均含量均较高，40～60、60～80 cm土层有机质含量明显低于耕层。处理S4 20～40 cm土层有机质含量明显高于耕层（0～20 cm），40～60、60～80 cm有机质含量较低。处理S5 20～40 cm有机质含量明显低于耕层，40～60、60～80 cm土层有机质含量又逐渐增加。造成这种现象的原因是沙土土层保水保肥能力差，有机质含量低，而较密实的犁底层发挥了较好的保水保肥效果[9]。

水稻收获后，土壤全氮含量与原有土壤有着显著差异，处理S1、S2、S3、S4、S5的各个剖面均有显著增加，分别增加了17.1%、5.7%、8.6%、8.6%。处理S1、S2、S3、S4全氮含量相互之间无显著差异，处理S5全氮含量最低，且与其他处理有着显著差异。

土壤有效磷含量的多少对水稻的生长发育有重要意义。施磷肥使以黄土作为土壤耕层的试验小区有效磷含量有一定提高，处理S1、S2、S3、S4耕层（0～20 cm）有效磷含量分别较原有土壤有了较大提高。从整个土壤剖面来看处理S1、S2、S3的0～40 cm有效磷含量逐渐减少，40～80 cm又逐渐增加，在40 cm左右处达到最低；处理S5有效磷含量较低，在0～80 cm有效磷含量逐渐降低，80 cm深度时有效磷含量达到最低，为1.1 mg/kg。

田间试验小区土壤中速效钾含量的变化趋势与有效磷基本一致，水稻收获后土壤中残余的速效钾含量均有一定提高，在其耕作层（0～20 cm）处理间依然表现为处理S1>处理S2>处理S3>处理S4>处理S5，黄土中速效钾的初始含量为64 mg/kg，是韩城下峪口沙土中含量（41 mg/kg）的1.56倍。在深部土壤（60 cm）中，处理S1、S2、S3中的速效钾含量与整个剖面中速效钾含量无显著差异，而处理S4、S5试验小区深部土壤（60 cm）中速效钾含量显著高于其他位置。endprint

3 结论与讨论

本试验结果表明，不同土体剖面构型处理下的土壤水分含量、水稻株高、分蘖、产量及产量构成因素均有差异：耕作层水分含量处理间表现为容重1.8 g/cm3的黄土>1∶3的粉煤灰和沙>1∶2的粉煤灰和沙>容重1.2 g/cm3的黄土>容重1.8 g/cm3的沙土。水稻耕层株高、分蘖、产量在处理间表现为1∶2的粉煤灰和沙>容重1.8 g/cm3的黄土>1∶2的粉煤灰和沙>容重1.2 g/cm3的黄土>容重1.8 g/cm3的沙土。

土壤是由固、液、气三相组成，但都受固相颗粒的组成、特性及排列状态的影响。土壤固相颗粒是组成土壤的物质基础，其作用是十分重要的[10]。粉煤灰作为一种高度分散的微细颗粒集合体，是优良的土壤改良剂，可以使土壤容重降低、持水能力增强，饱和导水率降低，并有效降低土壤薄膜水断裂的可能性[8]。良好的水稻田土体构型要求有良好发育的犁底层[11]，厚7～10 cm，日渗漏量控制在9～15 mm之间，以利托水托肥，试验结果也表明，容重为1.8 g/cm3、1∶2的粉煤灰和沙混合物作为犁底层，既能保证水田土体通气性，又可以保水保肥[12]。

韩城市下峪口土地整治项目区土質地偏砂，水肥流失严重，土壤贫瘠，不能满足水稻生长的需求。试验表明，构造容重1.8 g/cm3的黄土和1∶2的粉煤灰和沙2种土体剖面构型，均能够满足水稻生长需求，但是考虑到韩城下峪口项目区地处沙洲，缺乏适宜的覆土土源，因此综合考虑工程成本和土地整治效果[13]，建议借鉴1∶2的粉煤灰和沙土体剖面构型，对韩城下峪口项目区进行土地整治。

4 参考文献

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