不同密度青贮玉米间作马铃薯侵蚀细沟发育研究.pdf

2023.09西北园艺试验研究不同密度青贮玉米间作马铃薯侵蚀细沟发育研究付饶陈立斌汤琰成王晓春阎建全向晓强摘要以不同密度青贮玉米间作马铃薯为研究对象，对比了不同处理对侵蚀细沟形成与发育的影响。结果表明：侵蚀细沟主要发生在两种作物生长前期。在整个生育期内，单作处理较间作处理侵蚀细沟发育情况更严重。苗期到小喇叭口期，在侵蚀细沟深度总和、侵蚀细沟平均深度方面，间作处理T4T8比单作处理T1和T2分别减小11.9 2%6 3.7 8%、1.51%31.34%；间作处理T6比同密度单作处理T2分别减小4 7.8 4%、16.4 2%。间作处理相较于单作处理，水土保持效应更好。增大玉米种植密度能有效减缓侵蚀细沟的发育，较高密度玉米间作处理T6T8在小喇叭口期之后减缓了侵蚀细沟的发育，并诱导侵蚀细沟退化，以T8密度最佳。小喇叭口期到大喇叭口期，在侵蚀细沟深度总和、侵蚀细沟平均深度、侵蚀细沟深度总和变化量、侵蚀细沟平均深度变化量方面，高密度单作处理T1比低密度单作处理T2分别减小2 8.4 4%、6.8 8%.6 4.3 8%、4 8%；较高密度玉米间作处理T6T8较低密度玉米间作处理T4和 T5分别减小4 5.18%6 6.2%、8.2 9%4 6.15%、12 9.2%6 15.3 8%、13 8.7 1%1 150%。关键词坡耕地；青贮玉米；马铃薯；间作；种植密度；侵蚀细沟细沟侵蚀是坡耕地时常发生的一种土壤侵蚀形式（图1）,地表植被对土壤侵蚀有一定的减缓作用。玉米马铃薯间作模式在陕南坡地较为常见，生产中大多采用普通玉米品种。与普通玉米品种相比，青贮玉米具有产量高、营养丰富、收割方便、便于长期保存等优点。我们选择10左右的坡地，采用不同密度青贮玉米单作或间作马铃薯生产模式，以侵蚀细沟发育过程中产生的形态特征为观察点，探究间作、种植密度等与侵蚀细沟发育间的定量、定性关系，以筛选有利于水土保持、最大限度防止水土流失的生产方式。1材料与方法1.1试验地概况试验地在陕西省城固县二里镇大盘村，海拔7 0 7 m，属北亚热带湿润季风付饶，陕西省洋县磨子桥人民政府，邮编7 2 3 3 0 0；陈立斌，汤琰成，陕西省城固县董家营镇农业综合服务站；王晓春，阁建全，城固县农技中心；向晓强，城固县农产品质量安全检验检测站。收稿日期：2 0 2 3-0 5-2 4气候区，年均温14 16，年蒸发量18 0 0 1900mm，年日照时数16 0 0 18 0 0 小时，年降水量8 0 0 9 0 0 mm,降雨集中在5一10 月。土壤为旱地沙壤。1.2供试材料玉米品种为眉单4 号，较高产,成株株形半紧凑，健壮,抗病性强；马铃薯品种为沃土5号，全生育期9 4 天，株型半扩散，生长势较强，可间（套）作。1.3试验设计采用径流小区，随机区组设计,8个处理(见表1),3 次重复,小区10 mX3m,坡度10图1细沟侵蚀示意图69试验研究种植模式T1单作T2T3T4T5间作T6T7T81.4种植规格各等高线种植，青贮玉米与马铃薯4:4 间作，种间行距4 0 cm，带幅宽3.2 m。1.5种植方式及田间管理2 0 2 2 年2 月4 日播种马铃薯,开沟直播，以常规种植密度4 0 kg/亩复合肥的标准，株施12 g复合肥作为底肥。5月13 日出苗，8 月2 7 日收获。2022年4 月10 日播种玉米，开沟直播，按降雨次数生育期低强度5月26月107月148月99月2总计37由表2 可知,2 0 2 2 年生育期内(5一9 月)共降雨4 9 次，总降雨量6 0 8.7 mm。其中7 一9 月降雨量4 3 8.5mm，占生育期内总降雨量的72.04%。7 月降雨量最大，占3 0.3 9%,5月降雨量最小，占9.56%。在4 9 次降雨中，低强度和中强度降雨分别占7 5.51%、18.3 7%，主要集中在6一8 月；高强度降雨仅占6.12%。2.2侵蚀细沟产生情况根据监测统计，侵蚀细沟主要发生于2 0 2 2 年6 月7 一11日的高强度降雨。6 月2 4 日观测，试验地共产生10 8 条侵蚀细沟，其中T5占比最大，为16.6 7%,T8占比最小，为8.3 3%，侵蚀细沟数量依次为T5T2 T4 T1 T3 T6=T7 T8;T1 比 T2 减少 了70西北园艺表1试验处理设置情况照每亩10 kg普钙、4 0 kg尿素、6.7 kg硫酸钾为种植作物及其密度标准，株施2.4 g普钙、8.9 6 g尿素、1.6 g硫酸钾玉米，6 0 0 0 株/亩作底肥，苗期株施2.4 g尿素，大喇叭口期株施玉米,4 2 0 0 株/亩4.8g尿素。5月3 0 日出苗，9 月17 日收获。马铃薯，3 3 3 5株/亩1.6测定项目与方法观测各处理径流小区玉米，3 0 0 0 株/亩；马铃薯，2 0 8 3 株/亩底部侵蚀细沟深度及各时期发育情况。玉米，3 6 0 0 株/亩；马铃薯，2 0 8 3 株/亩1)侵蚀细沟深度。在径流小区底端侵蚀细玉米，4 2 0 0 株/亩；马铃薯，2 0 8 3 株/亩玉米，4 8 0 0 株/亩；马铃薯，2 0 8 3 株/亩玉米，54 0 0 株/亩；马铃薯，2 0 8 3 株/亩0313220109317.65%，间作模式T6一T8比单作模式T1T2减小3 5.2 9%4 7.0 6%。较高密度间作侵蚀细沟产生较少。详见图2。20181614806420T1图2 苗期一小喇叭口期侵蚀细沟产生情况2023.09沟终点位置，选取细沟最深处测量。2)侵蚀细沟发育情况。通过计算作物不同生育期侵蚀细沟深度变化量，统计分析细沟发育或退化情况。1.7数据统计与分析采用Excel2016和SPSS23.0进行数据统计分析，采用LSD法进行多重比较,显著水平均 0.0 5。2结果与分析2.1降雨特征表2 生育期内降雨特征中强度高强度0降雨量极高强度/mm058.20112.00186.80127.90123.80608.7川T2T3占比1%9.5618.4030.6921.0120.34100.00T4T5处理T6T7T82023.092.3不同生育期侵蚀细沟发育情况2.3.1玉米苗期一小喇叭口期该期为侵蚀细沟发生阶段，侵蚀细沟发育程度随玉米种植密度上升有下降趋势，侵蚀细沟深度总和随玉米种植密度的增大而减小。具体来看，间作处理T4一T8比单作处理处理细沟深度总和T110.003.24abcAT23.177.11aAT39.334.31abcAT410.773.79abcAT511.603.87abAT66.871.65abcAT75.570.93bcAT84.772.18cAF值1.829P值0.150注：表中数据为平均值标准差。同列不同小写和大写字母分别表示处理间差异显著(P0.05)和极显著（P0.01)。变异来源中的数据表示两个因素交互作用的F值。*表示P0.05,*表示P0.01，下表同2.3.2玉米小喇叭口期一大喇叭口期玉米小喇叭口期至大喇叭口期，单作处理T1一T3与较低密度间作处理T4、T 5侵蚀细沟总深度和平均深度都有加大趋势，较高密度单作处理T6一T8侵蚀细沟有退化趋势，且随玉米种植密度增大，处理细沟深度总和T110.573.61abcT214.778.50aT39.874.99abcT412.133.82abT511.734.05abT66.431.57bcT75.171.02bcT84.101.77cF值2.276P值0.0822.3.3玉米大喇叭口一抽雄期口期至抽雄期，高密度玉米单作处理T1和较高西北园艺T2减小11.9 2%6 3.7 8%,其中T8减少最多；较高密度玉米间作处理T6一T8比较低密度玉米间作处理T4、T 5减少3 6.2 1%58.8 8%；高密度处理T1比低密度处理T2减少2 4.0 7%;T7、T 8处理比T2减少57.7 1%6 3.7 8%。各处理详细数据及差异性表现见表3。表3 玉米苗期一小喇叭口期侵蚀细沟发育情况cm细沟深度总和变化量细沟平均深度10.003.24abcA2.2 0000.6 557aA13.177.11aA2.2.3330.6807aA9.334.31abcA2.1 6670.5 859aA10.773.79abcA2.1 6670.1 528aA11.603.87abA1.93330.1528aA6.871.65abcA1.8 6670.2 082aA5.570.93bcA1.5 6670.4 041aA4.772.18cA1.5 3330.2 887aA1.8291.2290.1500.344侵蚀细沟发育减缓和退化；间作处理中，除较低密度T4侵蚀细沟发育较为严重外，其他间作处理侵蚀细沟发育情况较单作处理轻微。各处理详细数据及差异性表现见表4。表4 玉米小喇叭口期一大喇叭口期侵蚀细沟发育情况cm细沟深度总和变化量细沟平均深度0.570.64abAB2.300.82ab1.601.40aA2.470.83a0.530.68abAB2.270.67ab1.370.42aA2.470.32a0.130.25bcAB1.930.15abc-0.430.12bcB1.770.21abc-0.400.10bcB1.470.38bc-0.670.42cB1.330.21c5.171*2.1940.0030.092在玉米大喇叭密度玉米间作处理T6一T8侵蚀细沟都有退化趋势（总深度和平均深度减小），而较低密度玉一7 1一试验研究细沟平均深度变化量2.2 0000.6 557aA2.23330.6 807aA2.1 6670.5 859aA2.1 6670.1 528aA1.93330.1528aA1.8 6670.2 082aA1.5 6670.4 041aA1.5 3330.2887aA1.1550.380细沟平均深度变化量0.130.17abAB0.250.19aA0.110.11abAB0.310.18aA0.020.04bcABC-0.120.04cdBC-0.120.06cdBC-0.210.09dC6.730*0.001试验研究米单作T2和马铃薯单作T3以及较低密度玉米间作处理T4、T 5的侵蚀细沟依然有变深的趋势。具体来看,细沟深度总和,间作处理T6一T8比单作处理T2减小6 0.8 9%7 5.7 1%。侵蚀细沟深度总和变化量，单作处理T1出现负增长（即侵蚀细沟开始退化），但T7与T1相比退化更多,T7比T1减小3 0.4 3%。侵蚀细沟平均深度，间作处理T4一T8比单作处理T2减小处理细沟深度总和T110.333.68abcdT215.938.90aT310.305.82abcdT412.733.88abT512.133.96abcT66.231.57bcdT74.871.01cdT83.871.60dF值2.601P值0.0542.3.4玉米抽雄期一成熟期在玉米抽雄期一成熟期（8 月8 一2 7 日），侵蚀细沟出现退化趋势的处理有高密度单作处理T1和较高密度间作处理T6一T8，T 4、T 5在此时期相较于大喇叭口期一抽雄期，侵蚀细沟加深的幅度变小。具体来看，侵蚀细沟深度总和，间作处理T4T8与单作处理T2相比减小2 3.3 5%78.81%；较高密度间作处理T6一T8比较低密度间作处理T4、T 5减小4 9.7 1%7 2.3 5%;T6T8比T2减少6 3.9 8%7 8.8 1%。侵蚀细沟深度总和变化量，较高密度间作处理T6一T8比较低密度间作处理T4、T 5减小117.5%276.92%；间作处理T5T8比T2减小8 9.17%119.17%；侵蚀细沟平均深度，间作处理T4T8比单作处理T2减小6.6 2%58.19%；高密度单作处理T1比低密度单作处理T2减小24.04%；较高密度间作处理T6一T8比较低密-72一一西北园艺2.62%52.81%；较高密度间作处理T6T8比较低密度间作处理T4、T 5减小14.4 3%51.54%；高密度单作处理T1比低密度单作处理T2减小15.7 3%。侵蚀细沟平均深度变化量，T6T8比T1减小50%150%；较高密度间作处理T6T8比较低密度间作处理T4、T 5减小146.15%225%；高密度单作处理T1比低密度单作处理T2减小12 0%。各处理详细数据及差异性表现见表5。表5玉米大喇叭口期一抽雄期侵蚀细沟发育情况cm细沟深度总和变化量细沟平均深度-0.230.31deBC2.250.86abcABC1.170.40aA2.670.87aA0.430.84bcABC2.330.74abABC0.600.10abAB2.600.34abAB0.400.10bcdABC2.010.12abcdABC-0.200.00cdeBC1.720.16bcdABC-0.300.26eC1.360.27cdBC-0.230.21deBC1.260.14dC6.191*3.002*0.0010.033度间作处理T4、T 5减小16.2 6%55.2 2%；侵蚀细沟平均深度变化量，间作处理T4一T8比单作处理T2减小6 0%13 5%；较高密度间作处理T6T8比较低密度间作处理T4、T 5减小125%333.33%。各处理详细数据及差异性表现见表6。3小结与讨论通过试验数据对比可以看出，单作处理比间作处理侵蚀细沟发育情况更为严重。间作处理相较于单作处理，其侵蚀细沟的发生与发育稳定性更高，可见间作能够减缓侵蚀细沟的发育，有较好的水土保持效应。增大青贮玉米种植密度能减轻侵蚀细沟的发育。较高密度青贮玉米间作处理T6一T8在小喇叭口期之后可以减缓侵蚀细沟的发育，并诱导侵蚀细沟退化，其中以青贮玉米54 0 0 株/亩与马铃薯2 0 8 3 株/亩间作模式效果最好。2023.09细沟平均深度变化量-0.040.06cdBC0.200.03aA0.070.14bcABC0.130.04abA0.080.05bcAB-0.060.02dBC-0.100.09dC-0.070.07dBC7.006*0.0012023.09处理T1T2T3T4T5T6T7T8F值P值参考文献1孙习稳,李晓妹.水土流失是我国最严重的公害 .国土与自然资源研究,2 0 0 2(0 4):3 6-38.2 Van Oost K,Quine T A,Govers G,et al.The Impact of Agricultural Soil Erosion on theGlobal Carbon CycleJJ.Science.2007,318(5 850):626-629.3燕静博.辽宁省水土流失现状及生态修复体系措施研究 J.黑龙江水利科技,2 0 2 2,50(02):202-204.4朱烈红.分析水土流失的危害及做好水土保持工作的主要措施 .农村实用技术,2 0 2 1(08):143-144+140.5胡良杰.论水土流失的危害与水土保持措施及发展 J.科技视界,2 0 14(3 5):3 18+3 2 1.6王一志.浅谈水土流失与土壤侵蚀及其有关概念的界定 J.黑龙江科技信息,2 0 16(3 3):256.7李君兰,蔡强国,孙莉英,等.细沟侵蚀影响因素和临界条件研究进展 .地理科学进展，2010,29(11):1 319-1 325.8刘俊体,孙莉英,张学培,等.黄土坡面细沟侵蚀发育阶段的影响因素及其效应分析 .水土保持学报,2 0 13,2 7(0 4):53-57.9蔡强国,朱远达,王石英,等.几种土壤的细沟侵蚀过程及其影响因素 J.水科学进展，西北园艺表6 抽雄期一成熟期侵蚀细沟发育情况细沟深度总和细沟深度总和变化量10.033.50abc-0.300.26c17.1310.10a1.201.30a11.076.79abc0.770.98ab13.133.98ab0.400.10abc12.273.91ab0.130.12bc6.171.53bc-0.070.06bc4.701.15bc-0.170.15bc3.631.36c-0.230.25bc2.6072.4250.0530.067试验研究cm细沟平均深度细沟平均深度变化量2.180.79abcAB-0.070.07cC2.871.02aA0.200.17aA2.480.84abAB0.150.15abAB2.680.36abA0.080.02abcABC2.030.11abcAB0.030.03bcABC1.700.15bcAB-0.020.02cABC1.310.25cB-0.060.05cBC1.200.09cB-0.070.07cBC3.478*3.905*0.0180.0112004(01):12-18.10郑良勇，李占斌,李鹏，等.稀土元素示踪坡面次降雨条件下的侵蚀过程 J.农业工程学报,2 0 10,2 6(3):8 7-9 1.11张攀,姚文艺,唐洪武,等.黄土坡面细沟形态变化及对侵蚀产沙过程的影响 J.农业工程学报,2 0 18,3 4(5):114-119.12沈海鸥,郑粉莉,温磊磊,等.雨滴打击对黄土坡面细沟侵蚀特征的影响 J.农业机械学报,2 0 15,4 6(8):10 4-112+8 9.13沈海鸥,郑粉莉,温磊磊,等.细沟发育与形态特征研究进展 J.生态学报,2 0 18,3 8(19):6818-6 825.14王玲玲,姚文艺,杨春霞,等.草被覆盖对坡面细沟发育影响试验研究 J.水土保持研究，2007,14(3):349-350+354.链接：土壤沟蚀危害大沟蚀是土壤侵蚀的一种类型，指暂时性线状水流对地表的侵蚀作用，主要分为细沟侵蚀和浅沟侵蚀。黄土区侵蚀性降水较为集中,坡地容易跑水跑土，下雨时，雨水顺着陡峭的坡面汇集成沟。长年累月，浅(细)沟变成深沟，暴雨季节可能引发山洪，严重破坏地质结构。在农业种植区域，土壤沟蚀会冲走种子和幼苗，甚至冲开土壤露出植物根系造成大幅减产，对生产危害极大。一7 3 一