不同土體剖面構型對水稻生長與產量的影響

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型對旱稻生長及產量的影響，2016年在陜西省富平縣中試基地開展了5種土體剖面構型對于水稻生長及產量影響的試驗。結果表明，不同處理的土壤耕層水分含量在不同時期有差異，各處理間表現為容重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。不同土體剖面構型影響水稻的株高、分蘗以及產量。水稻株高、分蘗、產量在處理間表現為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。水稻收獲后測定的土壤養分指標的大小趨勢也是如此。本試驗表明，韓城下峪口土地整治項目區需要進行土體有機重構，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型。

關鍵詞 水稻；剖面構型；生長；產量

中圖分類號 S282；S511 文獻標識碼 A 文章編號 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目區位于韓城市東部黃河右岸灘地內，地理位置介于東經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展需求。但是，根據《韓城市下峪口土地整治項目土質基礎普探報告》對項目區沙洲的土質分析，項目區沙洲土中砂粒為56.3%，粉粒為40.8%，土壤質地為砂壤，土壤質地偏砂，水肥流失嚴重，土壤貧瘠，土地生產力低下，不適宜直接種植水稻。水稻高產的限制因子除了有土壤養分和水分外，還有土壤的物理性限制因子，如質地、容重等[1]。長期以來國內外研究主要著重于養分和水分對作物生長的影響[2-3]，而對物理性因子與作物生長的關系研究較少，特別是犁底層基質和容重與水稻的生長關系更是少見報道[4-5]。為解決以上沙洲土地資源利用中存在的技術問題，依托韓城下峪口土地整治項目，于陜西省富平縣中試基地二期水田試驗小區開展了不同土體剖面構型小區模擬試驗，旨在探明不同土體剖面構型水稻生長的關系及適合韓城下峪口土地整治的栽培技術。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

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

1.2 試驗設計

試驗設5種土體剖面構型處理，具體見表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分性狀見表2。每個處理2次重復，隨機區組排列，共計10個小區。每個小區周圍用水泥磚隔離，防止水分和溶質運移的相互影響[2]，每個試驗區面積為9 m2（3 m×3 m）。

1.3 試驗實施

水稻于4月中旬育秧，5月底采用人工插秧，每個試驗小區種植10行，每行19株，插秧密度為211 111株/hm2。于9月28日成熟收獲。試驗區周圍種植1 m寬的保護區。播后及時澆水，試驗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 測定內容與方法

1.4.1 土壤水分。用土鉆取土，鋁盒烘干法測定土壤含水量，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。在水稻返青期、分蘗期、長穗期（穗分化期）、成熟期，按照每個小區內標記的6株測定株高、分蘗。

1.4.3 產量。各試驗小區水稻成熟后，分別收獲，并于室內考種、記產。

1.4.4 水肥流失差異。水肥流失差異成熟期取耕層土壤，測定有機質、全氮、有效磷、速效鉀，分析不同土體剖面構型的水肥流失差異情況[7]。

1.5 數據處理

采用SPSS 23.0和Excel 2010對各試驗小區數據進行處理與分析。

2 結果與分析

2.1 對水稻田土壤耕層水分含量的影響

不同剖面構型土壤的耕層水分含量在不同時期有差異（表3），各試驗小區上層土體剖面（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，漏水嚴重，含水量遠低于其他4個試驗小區。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。在每個時期，土壤耕層水分含量處理間表現為處理S1>處理S3>處理S2>處理S4>處理S5。

2.2 對水稻株高和分蘗的影響

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

水稻成熟期，各試驗小區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，根據統計學分析結果可知，這2個處理水稻株高間無顯著差異。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，分蘗數表現為處理S2>處理S1>處理S3>處理S4>處理S5，分蘗結束后，處理S1、S2、S3、S4、S5分蘗數分別為20、19、22、18、9個/株，分蘗結束后分別較分蘗初期增長幅度為122%、90%、175%、157%、80%。

2.3 對水稻產量及產量構成因素的影響

產量是土壤理化性質和水熱條件的最終體現。不同土體剖面構型處理下的水稻的產量及產量構成因素有差異[8]。從表4可以看出，各處理間穗數的由大至小順序為處理S3>處理S1>處理S2>處理S4>處理S5，其中處理S3穗數最多，為474穗/m2，處理S1、S2、S4穗數均大于395穗/m2，相互間差異不顯著，處理S5的穗粒數為308穗/m2。從不同構型看，水稻穗粒數和水稻穗數存在差異，處理S1、S3穗粒數明顯大于其他處理，兩者之間相差不大，處理S2、S4穗粒數相差不大，略大于處理S5。

水稻百粒重是體現種子大小與飽滿程度的一項指標，是檢驗種子質量和作物考種的內容，也是田間預測產量時的重要依據。各處理間百粒重由大至小順序為處理S3>處理S1>處理S4>處理S2>處理S5，但處理間差異不顯著。不同土體剖面構型的水稻產量不同，處理S3的百粒重和產量最大，分別為2.43 g和9 673.5 kg/hm2。處理S3與處理S2、S1、S4產量差異達到顯著水平，說明構建合適的犁底層對于水稻的單穗質量以及產量有明顯增加，處理S2與處理S4之間產量差異也達顯著水平，處理S5作為對照處理，犁底層為沙土，且未構造有效耕作層，漏水漏肥嚴重，產量最差，只有5 013.0 kg/hm2。

2.4 不同土體剖面構型土壤下養分指標變化

從表5可以看出，水稻收獲后耕層土壤（0～20 cm）殘余的有機質含量較土壤中原有含量有所增加，有機質含量在處理間表現為處理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土層有機質平均含量均較高，40～60、60～80 cm土層有機質含量明顯低于耕層。處理S4 20～40 cm土層有機質含量明顯高于耕層（0～20 cm），40～60、60～80 cm有機質含量較低。處理S5 20～40 cm有機質含量明顯低于耕層，40～60、60～80 cm土層有機質含量又逐漸增加。造成這種現象的原因是沙土土層保水保肥能力差，有機質含量低，而較密實的犁底層發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水稻的生長發育有重要意義。施磷肥使以黃土作為土壤耕層的試驗小區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。從整個土壤剖面來看處理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深度時有效磷含量達到最低，為1.1 mg/kg。

田間試驗小區土壤中速效鉀含量的變化趨勢與有效磷基本一致，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剖面中速效鉀含量無顯著差異，而處理S4、S5試驗小區深部土壤（60 cm）中速效鉀含量顯著高于其他位置。endprint

3 結論與討論

本試驗結果表明，不同土體剖面構型處理下的土壤水分含量、水稻株高、分蘗、產量及產量構成因素均有差異：耕作層水分含量處理間表現為容重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、產量在處理間表現為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、特性及排列狀態的影響。土壤固相顆粒是組成土壤的物質基礎，其作用是十分重要的[10]。粉煤灰作為一種高度分散的微細顆粒集合體，是優良的土壤改良劑，可以使土壤容重降低、持水能力增強，飽和導水率降低，并有效降低土壤薄膜水斷裂的可能性[8]。良好的水稻田土體構型要求有良好發育的犁底層[11]，厚7～10 cm，日滲漏量控制在9～15 mm之間，以利托水托肥，試驗結果也表明，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目區土質地偏砂，水肥流失嚴重，土壤貧瘠，不能滿足水稻生長的需求。試驗表明，構造容重1.8 g/cm3的黃土和1∶2的粉煤灰和沙2種土體剖面構型，均能夠滿足水稻生長需求，但是考慮到韓城下峪口項目區地處沙洲，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型，對韓城下峪口項目區進行土地整治。

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