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T4—T8比单作处理T1和T2分别减小11.92%～63.78%、1.51%～31.34%；间作处理T6比同密度单作处理T2分别减小47.84%、16.42%。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T6—T8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28.44%、6.88%、64.38%、48%；较高密度玉米间作处理T6—T8较低密度玉米间作处理T4和T5分别减小45.18%～66.2%、8.29%～46.15%、129.2%～615.38%、138.71%～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鈴薯生产模式，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707 m，属北亚热带湿润季风气候区，年均温14～16 ℃，年蒸发量1 800～     1 900 mm，年日照时数1 600～1 800小时，年降水量800～900 mm，降雨集中在5—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94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 m×3 m，坡度10°。

1.4   种植规格   等高线种植，青贮玉米与马铃薯4∶4间作，种间行距40 cm，带幅宽3.2 m。

1.5   种植方式及田间管理   2022年2月4日播种马铃薯，开沟直播，以常规种植密度40 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27日收获。

2022年4月10日播种玉米，开沟直播，按照每亩10 kg普钙、40 kg尿素、6.7 kg硫酸钾为标准，株施2.4 g普钙、8.96 g尿素、1.6 g硫酸钾作底肥，苗期株施2.4 g尿素，大喇叭口期株施4.8 g尿素。5月30日出苗，9月17日收获。

1.6   测定项目与方法   观测各处理径流小区底部侵蚀细沟深度及各时期发育情况。

1）侵蚀细沟深度。在径流小区底端侵蚀细沟终点位置，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Excel 2016和SPSS 23.0进行数据统计分析，采用LSD法进行多重比较，显著水平均＜0.05。

2   结果与分析

2.1   降雨特征

由表2可知，2022年生育期内（5—9月）共降雨49次，总降雨量608.7 mm。其中7—9月降雨量438.5 mm，占生育期内总降雨量的72.04%。7月降雨量最大，占30.39%，5月降雨量最小，占9.56%。在49次降雨中，低强度和中强度降雨分别占75.51%、18.37%，主要集中在6—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2022年6月7—11日的高强度降雨。6月24日观测，试验地共产生108条侵蚀细沟，其中T5占比最大，为16.67%，T8占比最小，为8.33%，侵蚀细沟数量依次为T5＞T2＞T4＞T1＞T3＞T6=T7＞T8；T1比T2减少了17.65%，间作模式T6—T8比单作模式T1—T2减小35.29%～47.06%。较高密度间作侵蚀细沟产生较少。详见图2。

2.3   不同生育期侵蚀细沟发育情况

2.3.1   玉米苗期—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—T8比单作处理T2减小11.92%～63.78%，其中T8减少最多；较高密度玉米间作处理T6—T8比较低密度玉米间作处理T4、T5减少36.21%～58.88%；高密度处理T1比低密度处理T2减少24.07%；T7、T8处理比T2减少57.71%～63.78%。

各处理详细数据及差异性表现见表3。

2.3.2   玉米小喇叭口期—大喇叭口期   玉米小喇叭口期至大喇叭口期，单作处理T1—T3与较低密度间作处理T4、T5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—T8侵蚀细沟有退化趋势，且随玉米种植密度增大，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。

2.3.3   玉米大喇叭口—抽雄期   在玉米大喇叭口期至抽雄期，高密度玉米单作处理T1和较高密度玉米间作处理T6—T8侵蚀细沟都有退化趋势（总深度和平均深度减小），而较低密度玉米单作T2和马铃薯单作T3以及较低密度玉米间作处理T4、T5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—T8比单作处理T2减小60.89%～75.71%。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30.43%。侵蚀细沟平均深度，间作处理T4—T8比单作处理T2减小2.62%～52.81%；较高密度间作处理T6—T8比较低密度间作处理T4、T5减小14.43%～51.54%；高密度单作处理T1比低密度单作处理T2减小15.73%。侵蚀细沟平均深度变化量，T6—T8比T1减小50%～150%；较高密度间作处理T6—T8比较低密度间作处理T4、T5减小146.15%～225%；高密度单作处理T1比低密度单作处理T2减小120%。

各处理详细数据及差异性表现见表5。

2.3.4   玉米抽雄期—成熟期   在玉米抽雄期—成熟期（8月8—27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—T8，T4、T5在此时期相较于大  喇叭口期—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T4—T8与单作处理T2相比减小23.35%～78.81%；较高密度间作处理T6—T8比较低密度间作处理T4、T5减小49.71%～72.35%；T6—T8比T2减少63.98%～78.81%。侵蚀细沟深度总和变化量，较高密度间作处理T6—T8比  较低密度间作处理T4、T5减小117.5%～276.92%；间作处理T5—T8比T2减小89.17%～119.17%；侵蚀细沟平均深度，间作处理T4—T8比单作处理T2减小6.62%～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—T8比较低密度间作处理T4、T5减小16.26%～55.22%；侵蚀细沟平均深度变化量，间作处理T4—T8比单作处理T2减小60%～135%；较高密度间作处    理T6—T8比较低密度间作处理T4、T5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—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5 400株/亩与马铃薯2 083株/亩间作模式效果最好。

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鏈接：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。