有機質含量、地形坡度對土壤保水效果及作物產量的影響

劉建華 李銘亮 蘇劍波 彭太平 湯楚軍 羅志波 伍超吾 匡凱

摘 要：以湖南省沅江市新灣村為供試地，選擇不同土壤（不同有機質、不同地形）為研究對象，對土壤屬性、土壤含水量和作物生長發育及產量、品質進行觀測。結果表明，土壤含水量與土壤有機質豐缺、地形坡度密切相關：有機質豐富和地形坡度小的土壤，土質結構良好，使土壤容重下降，加快降水入滲，減少地表徑流，增加土壤含水量，增強保水能力，相應地作物產量大幅度提高。建議平整土地和增施有機肥，保持水土，培肥地力，提高抗旱能力，增加作物單產，提高品質。

關鍵詞：土壤條件；土壤含水量；作物產量；影響

中圖分類號：S147.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2017）01-0016-03

Abstract：Taking different conditions of soil （organic matter content， terrain slope） as the research objects， the soil properties， soil water content and crop growth development， yield and quality were observed. The results showed that the soil water content was closely related to the abundance of soil organic matter and the slope of the terrain. The richer the organic matter and the lesser the gradient， the better the soil structure， and the soil bulk density decreased， accelerate the precipitation infiltration， reduce runoff， increased soil moisture content and enhance water retention capacity and corresponding crop yields greatly improve. Some measures were suggested such as conserving soil and water， increasing soil fertility by leveling land and increasing application of organic fertilizer， which will improve the capacity of drought resistance， increase crop yield and quality.

Key words：soil condition； soil moisture； crop yield； effect experiment

“南方旱作節水栽培技術研究”是湖南省“十五”農業發展戰略重點研究課題，沅江市農業局10多年來一直堅持研究。針對湖南省旱土資源適種區多、但利用率不高、產出量低和干旱嚴重的現狀，研究高效旱作節水技術，對于提高水資源利用率，充分挖掘旱土的增產潛力具有十分重要的意義。試驗在不同有機質含量、不同地形坡度土壤條件下觀測保水效果，分析土壤容重、土壤含水量、作物生長發育及產量、品質等與土壤有機質豐缺、地形坡度關系，以期為相應作物產量的大幅度提高提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與試驗設計

試驗在沅江市新灣鎮新灣村進行。供試作物為西瓜；供試土壤為第四紀紅土母質發育而成的熟紅土。試驗分為地形保水試驗（陡坡18°58′、中坡12°50′、緩坡1°15′）和有機質保水試驗（高有機質30.5 g/kg、中有機質18.9 g/kg、低有機質9.4 g/kg）兩個方面。每個處理小區面積為66.7 m2。各設置3個處理，每個處理1個重復。試驗前測定各處理試驗地的農化性狀（表1）。

1.2 試驗管理與取樣測定

各試驗的不同處理均在同一地塊進行，各處理供試作物均為西瓜，不同地形和有機質含量的施肥方式不同，但單個試驗不同處理施肥量相同（見表2），定期觀察記載各作物的生長情況，作物收獲時均按小區單收單計產。其他管理按作物高產栽培技術進行。

試驗前在試驗地采集0～20 cm土樣供分析，測定各處理土壤容重、總孔隙度、毛細管水、田間持水量和飽和持水量等物理現狀指標，以及土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效鉀、pH值等指標。試驗期間每隔10 d（遇雨相應推遲5 d），于各小區分別采取0～10 cm和10～20 cm土層的土樣，測定土壤含水量。

2 結果與分析

2.1 不同土壤條件對土壤容重的影響

土壤容重不僅是反映土壤肥力的重要指標，也是反映土壤保水能力強弱的基本參數之一。結果表明：不同有機質含量、不同地形，土壤容重都有明顯差異。

（1）隨土壤有機質含量的增高，土壤容重降低。高有機質、中有機質、低有機質土壤容重分別為：1.18、1.27、1.33 g/cm3。高有機質的土壤容重平均比中有機質的下降0.09 g/cm3，比低有機質的下降0.15 g/cm3，土壤有機質含量與土壤容重呈現線性負相關（Y=-0.007 1X+1.399 8，R2=0.996 7）。

（2）土壤坡度越大，土壤容重越大。陡坡、中坡、緩坡的土壤容重分別為：1.46、1.39、1.22 g/cm3。陡坡的土壤容重比中坡的高5%，比緩坡的高19.6%，且坡度度數與土壤容重呈現正相關（Y=0.014 1X+1.207 9，

R2=0.995 8）。

2.2 不同土壤條件對土壤保水效果的影響

由表3可知，隨土壤有機質含量的提高，土壤保水能力增強；隨地面坡度的降低，土壤保水能力增強；平地的土壤保水效果最好。

試驗表明，土壤含水量與土壤容重、地面坡度密切相關：高有機質的土壤含水量比中有機質的平均高2.02%，比低有機質的平均高4.72%，且有機質含量與含水量呈現線性正相關（Y=0.221 9X+17.120 4，R2=0.980 4）；緩坡的土壤含水量比中坡的平均高3.25%，比陡坡的平均高5.39%，且坡度度數與土壤水含量呈現線性負相關（方程式Y=-0.309 5X+23.034， R2=0.997 2）。

2.3 不同土壤條件對作物生長的影響

由表4可知，在不同土壤條件下，土壤有機質含量高或者地形坡度小時，作物生長較好，而土壤有機質含量低或者地形坡度大時，作物生長相對較差。高有機質的西瓜蔓長比中有機質的長74～80 cm，比低有機質的長105～180 cm，莖粗、葉片數、葉面積的差異也同樣明顯，且有機質含量與蔓長（Y=8.569 6X

+35.814，R2=0.979 2）、莖粗（Y=0.058 5X+1.285 4，R2=0.911 5）、分蔓數（Y=0.112 8X+1.677 4，R2=0.892 7）、

葉片數（Y=1.966 1X+1.645 9，R2=0.996）、葉面積（Y=0.079 8X+13.802，R2=0.975）等都呈現線性正相關。

2.4 不同土壤條件對作物產量的影響

由表5可知，不同有機質條件下，據西瓜收中取樣考種結果，西瓜的生物產量和經濟產量都與土壤有機質豐缺成正相關（Y=87.949X+582.14，R2=0.897 1）。高有機質區的營養體、瓜果重量（鮮）均明顯重于中有機性質區和低有機質區的。土壤有機質含量較低的，其生物產量和經濟產量則相對較低。

由表6可知，不同坡度條件下，西瓜產量差異顯著。緩坡的比中坡的高將近1倍，比低坡的高出1倍多。西瓜的含糖量變化趨勢亦是如此。

3 結論與討論

已有研究表明，土壤的容重、含水量與土壤有機質豐缺密切相關[1-7]。該試驗研究結果也支持這種結論。有機質豐富的土壤，土質結構良好，使土壤容重下降，加快降水入滲，減少地表徑流，增加土壤含水量，增強保水能力。在相同的耕作制度和方法下，地形坡度對土壤容重和土壤含水量有很大的影響，這是由于坡度越大，降水形成徑流越大，洗涮沖擊力就越大，土肥流失越嚴重，導致土壤貧脊，土層淺溥，土壤保肥保水能力減弱。土壤有機質含量越高，地面坡度越小，則土壤的保水性越好。

有機質含量豐富的土壤，作物生長良好、枝繁葉茂，可以避免雨水直接打在土面上，從而有效地減少地表徑流，在晴天時，由于匍匐莖基本覆蓋地面，能減少土壤水分蒸發，增強土壤的蓄水保墑能力。地形對作物生長發育及產量影響都很大，這主要是影響土壤結構和土壤肥力所致。坡度越小，地表徑流難以形成，降水入滲快，土肥流失少，土質松厚肥沃，土壤結構較好，這樣有利于作物的生長發育，同時也使土壤的保肥、保水能力增強。

綜上所述，平整土地和增施有機肥是保持水土、培肥地力、提高抗旱能力、增加作物單產和品質十分重要的農業基礎性工作。因此，首先應終止數千年遺留下來的順坡翻耕習慣，對坡度25°以上的實行退耕還林還草；對3°～25°之間的坡耕地實行平梯改土，千方百計保持水土，既培肥土壤，增強地力，又提高抗御自然災害的能力。

參考文獻：

[1]蔣 平，危長寬，周魁鐵. 不同有機質含量的菜園土保水效果研究[J]. 作物研究，2005，（4）：234-235，238.

[2]黃智磊. 湘西保靖縣耕地土壤有機質和全氮現狀及其影響因素研究[D]. 長沙：湖南農業大學，2012.

[3]宗萍萍. 不同旱作保水措施對龍廷杏梅產量和品質的影響研究[D]. 濟南：山東農業大學，2007.

[4]董賢春. 興山煙區土壤肥力保持技術研究[D]. 武漢：華中農業大學，2007.

[5]車明軒，宮淵波，Muhammad N K，等. 不同雨強、坡度對秸稈覆蓋保持水土效果的影響[J]. 水土保持學報，2016，（2）：131-135，142.

[6]韓 賓. 保護性耕作措施對農田土壤健康狀況的影響及作物響應研究[D]. 濟南：山東農業大學，2007.

[7]廖興勇. 重慶丘陵山區土地整理模式及其關鍵技術研究[D]. 重慶：西南大學，2012.

（責任編輯：夏亞男）