付亞潔　邵芳　樊廷立

摘要：為研究玉米苗期生長(zhǎng)指標(biāo)和葉片抗逆性對(duì)黃河泥沙充填復(fù)墾不同覆土厚度的響應(yīng)，利用聚氯乙烯（PVC）管進(jìn)行室內(nèi)種植試驗(yàn)，設(shè)置7組不同的處理，每組設(shè)置3個(gè)平行。通過(guò)測(cè)定每組玉米苗期的株高、莖粗、葉面積指數(shù)、葉綠素含量、過(guò)氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過(guò)氧化氫酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相對(duì)含水率、細(xì)胞膜透性和游離脯氨酸含量等指標(biāo)，研究不同覆土厚度下玉米苗期的生長(zhǎng)發(fā)育狀況。結(jié)果表明，除全覆土（CK）處理外，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期株高、葉綠素含量、葉面積指數(shù)整體呈增加趨勢(shì)，莖粗整體呈降低趨勢(shì)；玉米苗期POD、CAT、SOD活性、細(xì)胞膜透性以及游離脯氨酸、可溶性糖、MDA含量整體均表現(xiàn)出降低趨勢(shì)，可溶性蛋白含量、相對(duì)含水率均整體呈上升趨勢(shì)，綜合分析可知，適宜玉米苗期生長(zhǎng)的最優(yōu)覆土厚度為60～80 cm，從而為引黃河泥沙充填復(fù)墾工程確定最優(yōu)覆土厚度提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：黃河泥沙；充填復(fù)墾；覆土厚度；玉米苗期；生長(zhǎng)特征；抗逆性

中圖分類(lèi)號(hào)： TD88；S156文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）14-0068-06

煤炭是我國(guó)最主要的能源，占一次能源消費(fèi)的70%左右[1-2]。同時(shí)，我國(guó)也是世界第一煤炭生產(chǎn)國(guó)，2013年的煤炭產(chǎn)量達(dá)到36.8億t，占世界煤炭產(chǎn)量的47.4%[3]。我國(guó)96%左右的煤炭產(chǎn)量來(lái)自于地下開(kāi)采，且多采用走向長(zhǎng)壁全部垮落法管理頂板，土地下沉系數(shù)大，地下開(kāi)采破壞土地占煤炭開(kāi)采破壞土地的91%[4]，因此采煤沉陷地復(fù)墾在我國(guó)礦區(qū)土地復(fù)墾中占有重要的地位。充填復(fù)墾技術(shù)可以最大程度地將沉陷土地恢復(fù)為耕地，且能很快恢復(fù)地力，尤其在高潛水位地區(qū)充填復(fù)墾是采煤塌陷地恢復(fù)地力的主要措施[5]。胡振琪等利用某些礦區(qū)鄰近黃河的地理位置優(yōu)勢(shì)，提出引黃河泥沙充填復(fù)墾技術(shù)，對(duì)黃河泥沙用作采煤沉陷地的充填復(fù)墾材料的可行性和黃河泥沙充填復(fù)墾技術(shù)流程等進(jìn)行了闡述[6]，該技術(shù)既可為采煤沉陷地充填復(fù)墾提供足夠的充填材料，又能緩解黃河下游黃河泥沙的危害，是一舉兩得的舉措。黃河泥沙充填層通體無(wú)結(jié)構(gòu)，質(zhì)地較粗，透水性好，保水性差，足夠的覆土厚度是黃河泥沙充填復(fù)墾技術(shù)應(yīng)用的前提。設(shè)計(jì)一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又能保證后期農(nóng)作物生長(zhǎng)的覆土厚度，對(duì)于土壤資源有限的地區(qū)具有十分重要的意義。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)充填復(fù)墾最優(yōu)覆土厚度的研究主要集中在粉煤灰55～70 cm[7]、煤矸石70 cm[8]等方面，而對(duì)引黃河泥沙充填復(fù)墾最優(yōu)覆土厚度的研究還鮮有報(bào)道。因此，本研究選擇黃河下游山東濟(jì)寧大路口鄉(xiāng)段的表土、心土和黃河泥沙作為研究對(duì)象，進(jìn)行室內(nèi)種植試驗(yàn)，分析玉米苗期生長(zhǎng)特性和抗逆性對(duì)覆土厚度的響應(yīng)，從而優(yōu)選黃河泥沙充填復(fù)墾覆土厚度，以期為黃河泥沙充填復(fù)墾的推廣提供參考。

1材料與方法

1.1材料準(zhǔn)備

覆土厚度優(yōu)選試驗(yàn)于2013年在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）溫室內(nèi)進(jìn)行，土壤采自黃河附近常年耕種農(nóng)田，黃河泥沙取自輸送至充填復(fù)墾施工現(xiàn)場(chǎng)的泥沙。將表土、心土和黃河泥沙在室內(nèi)進(jìn)行風(fēng)干、去雜、過(guò)篩，測(cè)定其理化性質(zhì)。表土的pH值為7.53，電導(dǎo)率為104.67 μS/cm，有機(jī)質(zhì)含量為24.81 g/kg，全氮含量為0.96 g/kg，有效磷含量為98.41 mg/kg，速效鉀含量為227.00 mg/kg，堿解氮含量為30.33 mg/kg，土壤質(zhì)地為黏土；心土的pH值為8.10，電導(dǎo)率為154.77 μS/cm，有機(jī)質(zhì)含量為14.64 g/kg，全氮含量為0.52 g/kg，有效磷含量為 59.56 mg/kg，速效鉀含量為114.00 mg/kg，堿解氮含量為16.04 mg/kg，土壤質(zhì)地為粉黏土；黃河泥沙的pH值為7.77，電導(dǎo)率為48.27 μS/cm，有機(jī)質(zhì)含量為4.09 g/kg，全氮含量為0.01 g/kg，有效磷含量為20.48 mg/kg，速效鉀含量為 54.33 mg/kg，堿解氮含量為4.96 mg/kg，質(zhì)地為沙土。建模試驗(yàn)材料為直徑16 cm的PVC管，底部為20 cm×20 cm的PVC板，并在其上均勻布設(shè)6個(gè)直徑為1.5 cm的圓孔，底部鋪設(shè)1層定性濾紙。按當(dāng)?shù)爻Ｄ旮N土壤的容重，分層填裝土柱，層間進(jìn)行打毛處理。試驗(yàn)用土柱在玉米播種前1個(gè)月一次性裝好，充分定量灌水使其自然沉實(shí)，備用[9]。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

覆土厚度優(yōu)選試驗(yàn)的土柱模型模擬黃河泥沙直接充填復(fù)墾農(nóng)田中“上土下沙”的特征[10]，共設(shè)7個(gè)處理：覆土厚度分別為0 cm（CT-0）、20 cm（CT-20）、40 cm（CT-40）、60 cm（CT-60）、70 cm（CT-70）、80 cm（CT-80）及全土柱90 cm（CK），每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。其中，CT-40、CT-60、CT-70、CT-80、CK等5個(gè)處理中設(shè)計(jì)表土厚度為30 cm，其余覆土為心土。試種作物根據(jù)研究區(qū)實(shí)地情況，選種玉米，品種為當(dāng)?shù)胤N植廣泛的農(nóng)化101。將土柱表層0～20 cm表土與底肥充分混勻后裝入PVC管中，底肥為尿素2.23 g/kg，磷酸二氫鉀1.5 g/kg，種植期間不追肥。玉米生長(zhǎng)期間，采用稱(chēng)質(zhì)量法監(jiān)測(cè)土壤含水量，當(dāng)土壤水分不足時(shí)及時(shí)補(bǔ)充水分。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

待玉米種植后14 d左右進(jìn)行試驗(yàn)分析，測(cè)試的指標(biāo)包括植物生長(zhǎng)指標(biāo)[株高、莖粗、葉面積指數(shù)和葉片葉綠素含量（SPAD值）]、抗逆性指標(biāo)[相對(duì)含水率、過(guò)氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過(guò)氧化氫酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、細(xì)胞膜透性和游離脯氨酸含量]。

玉米的株高是植株整體伸直由土層表面的頸部到頂部的距離[11]，采用卷尺直接量測(cè)法；莖粗測(cè)定每株近地面處的莖粗，采用游標(biāo)卡尺測(cè)量法[12]；葉面積指數(shù)采用間接系數(shù)法[13]；葉片的葉綠素含量用SPAD-502型葉綠素測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定[14]，同種處理多次測(cè)量取平均值。

POD活性采用愈創(chuàng)木酚染色法測(cè)定，SOD活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）光化還原法測(cè)定，CAT活性采用紫外吸收法測(cè)定[15]，游離脯氨酸含量采用磺基水楊酸水浴提取茚三酮顯色法測(cè)定[16]，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法測(cè)定[17]，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250顯色法[18]，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[19]，細(xì)胞膜透性采用外滲電導(dǎo)法測(cè)定[20]，葉片相對(duì)含水率[21]按公式RWC=（鮮質(zhì)量-干質(zhì)量）/（飽和質(zhì)量-干質(zhì)量）×100%計(jì)算。

1.4統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析（Duncans multiple range test方法，α=0.05，n=3），利用Origin Pro 8.5軟件繪制圖表。

2結(jié)果與分析

2.1不同覆土厚度對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)特性的影響

2.1.1株高和莖粗的變化趨勢(shì)

株高、莖粗受植物自身生理特性和生長(zhǎng)環(huán)境條件的雙重制約[22]。不同覆土厚度下，玉米苗期株高、莖粗的變化趨勢(shì)如圖1所示。隨著覆土厚度的增加，玉米苗期株高整體呈上升趨勢(shì)。其中，CT-20、CT-40與CT-0處理之間無(wú)顯著性差異，當(dāng)覆土厚度達(dá)到60 cm時(shí)，玉米苗期株高顯著增加，分別比CT-0、CT-20、CT-40處理增加22.70%、36.24%、15.47%，但與CT-70、CT-80、CK處理無(wú)顯著性差異。這可能是因?yàn)楦餐梁穸扰c干旱脅迫呈負(fù)相關(guān)，玉米苗期受到干旱脅迫越重，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，受到的影響就越嚴(yán)重，植株就越矮[23]。除全覆土（CK）處理外，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期莖粗整體呈降低趨勢(shì)，各個(gè)處理之間沒(méi)有顯著性差異。CT-60、CT-40處理的莖最粗，CT-70、CT-80處理的莖最細(xì)，最粗莖與最細(xì)莖相差0.03 cm，差異不顯著。與全覆土（CK）處理相比，玉米莖粗最大相差 008 cm，最小相差0.05 cm，差異不顯著。這可能是因?yàn)楦珊得{迫越嚴(yán)重，玉米莖越細(xì)[24]，但玉米苗期生長(zhǎng)量小，對(duì)水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求量也小，因而差異不明顯。

2.1.2葉面積和葉綠素的變化趨勢(shì)

葉片是植物進(jìn)行光合作用的重要器官，葉面積指數(shù)對(duì)玉米光合產(chǎn)物的生產(chǎn)有重要作用[25]。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，其含量的多少影響著對(duì)光能的吸收和能量的轉(zhuǎn)換[26]。葉面積指數(shù)和葉片功能期受土壤水分含量的影響[27]。由圖1可知，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期葉面積指數(shù)總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。其中，全覆土（CK）處理的葉面積指數(shù)最大，無(wú)覆土（CT-0）處理時(shí)最小。除全覆土（CK）處理外，CT-70處理的葉面積指數(shù)最大，比CT-0、CT-20、CT-40、CT-60、CT-80處理分別高38.07%、37.92%、2.50%、7.47%、17.07%。隨著覆土厚度的增加，玉米苗期葉綠素含量整體呈增加趨勢(shì)。當(dāng)覆土厚度達(dá)到40 cm時(shí)，葉綠素含量明顯增多，分別比CT-0、CT-20處理高22.30%、7.35%，但與CT-60、CT-80處理之間無(wú)顯著性差異。在全覆土處理（CK）下，葉綠素含量達(dá)到最大，顯著高于其他處理（P<0.05）；CT-70與CT-0、CT-20處理之間無(wú)顯著性差異，但分別較CT-60、CT-80處理顯著降低13.03%、16.63%。這可能是因?yàn)樵谑艿礁珊得{迫時(shí)，植物會(huì)降低葉片的生長(zhǎng)速度來(lái)維持葉片中正常的葉綠素含量，干旱脅迫越嚴(yán)重，葉面積指數(shù)增長(zhǎng)速度越慢[28]。

不同覆土厚度對(duì)玉米的影響最終體現(xiàn)在植株的生長(zhǎng)上[29]。杜彩艷等的研究結(jié)果表明，干旱脅迫抑制了玉米植株的生長(zhǎng)，減小了玉米葉面積指數(shù)[30]。竇超銀等的研究結(jié)果表明，玉米各生育階段的干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致植株矮化，生長(zhǎng)發(fā)育受阻[31]。齊健等的研究結(jié)果表明，干旱脅迫影響植物的生長(zhǎng)和生理過(guò)程，導(dǎo)致葉面積指數(shù)減小，葉綠素含量降低[25]。本研究結(jié)果表明，除全覆土（CK）處理外，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期株高、葉綠素含量、葉面積指數(shù)整體呈增加趨勢(shì)，莖粗整體呈降低趨勢(shì)。這可能是因?yàn)楦餐梁穸戎苯佑绊懹衩撰@取的水分含量，當(dāng)處于薄覆土條件時(shí)，抑制了玉米苗期的生長(zhǎng)。當(dāng)覆土厚度為60～70 cm時(shí)，玉米苗期株高比覆土0、20、40 cm 時(shí)更優(yōu)，且差異顯著，莖粗與覆土0、20、40 cm時(shí)相比有差異，但差異不顯著；當(dāng)覆土厚度為70 cm時(shí)，葉面積指數(shù)與覆土0、20 cm 差異顯著；當(dāng)覆土厚度不低于40 cm（覆土70 cm 除外）時(shí)，玉米苗期葉綠素含量比覆土0、20 cm時(shí)更優(yōu)，且差異顯著；當(dāng)覆土厚度達(dá)到60 cm及其以上時(shí)，株高、莖粗和葉面積指數(shù)的差異不顯著，葉綠素在覆土厚度為60、80 cm 無(wú)顯著性差異。初步得出適宜玉米苗期生長(zhǎng)的最優(yōu)覆土厚度為60～80 cm。

2.2不同覆土厚度對(duì)玉米苗期抗逆性的影響

2.2.1酶活性變化趨勢(shì)

植物對(duì)于逆境傷害的主要生理響應(yīng)特征之一就是植物體內(nèi)會(huì)通過(guò)啟動(dòng)相應(yīng)的自由基清除劑來(lái)有效防范這種傷害，其中SOD是細(xì)胞膜系統(tǒng)的保護(hù)酶，能提高植物對(duì)逆境的抗性[32]；POD是一種含鐵的蛋白質(zhì)，在植物呼吸代謝中起重要作用[33]；CAT是抗氧化酶系統(tǒng)的重要組成，對(duì)細(xì)胞內(nèi)H2O2的分解有重要作用[32]。SOD、POD和CAT膜保護(hù)酶相互協(xié)調(diào)共同清除體內(nèi)多余的氧自由基，以減輕或防止植物細(xì)胞膜受到傷害[34]。

不同覆土厚度下，玉米苗期POD、SOD、CAT活性變化趨勢(shì)如圖2所示。隨著覆土厚度的增加，POD活性呈降低趨勢(shì)。CT-0處理POD活性顯著高于其他處理，分別為CT-20、CT-40、CT-60、CT-70、CT-80、CK處理的1.33、1.47、1.5、1.86、2.12、3.64倍；CT-70、CT-80處理之間無(wú)顯著性差異，但與CT-20、CT-40、CT-60處理呈顯著性差異（P<0.05）；在全覆土（CK）處理下，POD活性達(dá)到最小，顯著低于其他處理（P<0.05）。隨著覆土厚度的增加，玉米苗期SOD活性呈降低趨勢(shì)，CT-0處理顯著高于CT-70、CT-80、CK處理，分別為它們的1.26、1.32、1.32倍；CT-70、CT-80與CK處理之間無(wú)顯著性差異，與CT-20、CT-40、CT-60處理有差異，但差異不顯著。隨著覆土厚度的增加，玉米苗期CAT活性呈降低趨勢(shì)，CT-0處理的CAT活性分別為CT-20、CT-40、CT-60、CT-70、CT-80、CK處理的1.09、1.17、14、1.47、1.62、1.68倍；CT-60與CT-70、CT-70與CT-80之間無(wú)顯著性差異，但都與CT-20、CT-40處理之間差異顯著（P<0.05）；CT-60與CK處理之間差異顯著，CT-70、CT-80與CK之間有差異，但差異不顯著。不同覆土處理的POD、SOD、CAT活性表現(xiàn)不同，POD活性變化幅度最大，CAT次之，SOD最小。這可能是因?yàn)镻OD、SOD、CAT等3種酶適應(yīng)水分脅迫的特點(diǎn)不同，玉米POD、CAT對(duì)水分脅迫的反應(yīng)均比SOD敏感[35-36]，因此SOD活性的變化趨勢(shì)不明顯。

2.2.2葉片相對(duì)含水率變化趨勢(shì)

植物葉片相對(duì)含水率是植物組織水分狀況的重要指標(biāo)，反映植物體內(nèi)水分虧缺的程度，與水分代謝密切相關(guān)[37]。由圖3可知，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期相對(duì)含水率整體呈上升趨勢(shì)。當(dāng)覆土厚度為60 cm時(shí)，玉米苗期相對(duì)含水率較CT-0、CT-20、CT-40處理分別顯著高8.89%、6.07%、5.00%，與CT-70、CT-80處理之間有差異，但差異不顯著，與全覆土（CK）處理無(wú)顯著性差異。這可能是因?yàn)殡S著干旱的加劇，葉片相對(duì)含水率呈降低趨勢(shì)[38]，在薄覆土條件下，玉米受到的干旱脅迫較覆土60、70、80 cm及全覆土嚴(yán)重，因而葉片相對(duì)含水率較低。

2.2.3細(xì)胞膜透性變化趨勢(shì)

細(xì)胞質(zhì)膜是細(xì)胞與外界環(huán)境之間物質(zhì)和能量交換的第一道屏障，當(dāng)細(xì)胞受到環(huán)境脅迫時(shí)，質(zhì)膜會(huì)加速或減緩細(xì)胞與環(huán)境之間的物質(zhì)和能量交換，使植物體與改變了的環(huán)境之間盡快達(dá)到相對(duì)平衡[39]。由圖3可知，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期細(xì)胞膜透性呈降低的趨勢(shì)。CT-20、CT-40、CT-60、CT-70、CT-80、CK處理與CT-0處理相比細(xì)胞膜透性分別減少2.72%、15.55%、2855%、35.86%、34.84%、41.53%。當(dāng)覆土厚度達(dá)到70 cm時(shí)，細(xì)胞膜透性顯著降低，比CT-0、CT-20、CT-40、CT-60處理分別降低 35.86%、34.07%、24.04%、10.23%。CT-70、CT-80之間差異不顯著。全覆土（CK）處理時(shí)，細(xì)胞膜透性最低，除CT-70處理外，顯著低于其他處理組，與CT-70處理有差異，但差異不顯著。

2.2.4游離脯氨酸變化趨勢(shì)

玉米植株在干旱或水分脅迫的條件下可迅速累積游離脯氨酸。脯氨酸是玉米葉片中主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，植株可以通過(guò)累積脯氨酸來(lái)降低細(xì)胞的滲透勢(shì)以適應(yīng)干旱[40]。從圖3可以看出，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期游離脯氨酸含量整體呈降低趨勢(shì)。CT-0處理的游離脯氨酸含量顯著高于其他處理，分別為CT-20、CT-40、CT-60、CT-70、CT-80、CK處理的1.28、1.38、1.31、1.38、1.36、1.46倍。除CT-0和CK處理外，其余各處理之間有差異，但差異不顯著。這可能是因?yàn)樵谑艿剿置{迫時(shí)，玉米苗期根系的脯氨酸含量遠(yuǎn)大于葉片，且對(duì)干旱響應(yīng)更敏感[25，29]，因而各覆土處理葉片游離脯氨酸的含量有差異，但差異不是很明顯。

2.2.5MDA含量的變化趨勢(shì)

MDA是膜脂過(guò)氧化分解的主要產(chǎn)物，通常用來(lái)反映植物對(duì)逆境條件反應(yīng)的程度[41]，即MDA含量越低，表明植株的抗逆性越強(qiáng)。從圖3可以看出，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期MDA含量呈降低趨勢(shì)。CT-60、CT-70、CT-80處理之間無(wú)顯著性差異，與CK處理有差異，但差異不顯著。全覆土（CK）處理的MDA含量較 CT-0、CT-20、CT-40處理分別顯著降低64.12%、7061%、54.56%；CT-60、CT-70、CT-80處理的MDA含量顯著低于CT-20處理，與CT-40、CT-0處理有差異，但差異不顯著。這可能是因?yàn)楫?dāng)覆土達(dá)到一定厚度（60 cm及其以上）時(shí)，水分對(duì)植物的脅迫作用降低，導(dǎo)致MDA含量降低。

2.2.6可溶性蛋白、可溶性糖含量的變化趨勢(shì)

可溶性蛋白、可溶性糖等有機(jī)溶質(zhì)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞質(zhì)的滲透壓來(lái)保護(hù)酶、蛋白質(zhì)和生物膜等[42]。由圖4可知，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期可溶性蛋白含量整體呈上升趨勢(shì)，當(dāng)覆土厚度為60 cm時(shí)，可溶性蛋白含量較CT-0、CT-20、CT-40處理分別顯著提高39.69%、68.89%、17.82%；當(dāng)覆土厚度為 80 cm 時(shí)，其可溶性蛋白含量分別為CT-0、CT-20、CT-40、CT-60、CT-70處理的1.50、1.81、1.26、1.07、1.15倍；除CT-80處理外，全覆土（CK）處理可溶性蛋白含量均顯著高于其他處理，CT-80與CT-60、CT-70、CK處理之間無(wú)顯著性差異。

隨著覆土厚度的增加，玉米苗期可溶性糖含量呈降低趨勢(shì)（圖4）。全覆土（CK）處理可溶性糖含量顯著低于其他處理，分別比CT-0、CT-20、CT-40、CT-60、CT-70、CT-80低11.09、7.39、6.37、4.56、1.62、2.49倍。當(dāng)覆土厚度達(dá)到70 cm時(shí)，可溶性糖含量顯著低于CT-0、CT-20、CT-40、CT-60處理78.32%、68.77%、64.46%、52.89%。CT-70與CT-80處理之間可溶性糖含量無(wú)顯著性差異。

這可能是因?yàn)橹参镌谑艿礁珊得{迫時(shí)，通過(guò)降低可溶性蛋白、提高可溶性糖的含量來(lái)增強(qiáng)植物滲透調(diào)節(jié)能力，清除葉片內(nèi)的活性氧，以維持植物的正常生長(zhǎng)[38，43]，因此覆土越薄，可溶性蛋白含量越低、可溶性糖含量越高。

植物在受到傷害時(shí)，自身會(huì)形成一套相應(yīng)的系統(tǒng)保護(hù)自己。張仁和等的研究結(jié)果表明，植物通過(guò)提高SOD、POD、CAT活性、MDA含量來(lái)減輕干旱的傷害[44]。王智威等的研究結(jié)果表明，在干旱脅迫下，玉米幼苗主要通過(guò)增加葉片游離脯氨酸含量、降低可溶性蛋白含量，提高SOD、POD、CAT活性來(lái)保護(hù)植物，維持植物的正常生長(zhǎng)[29]。葛體達(dá)等的研究結(jié)果表明，干旱脅迫越嚴(yán)重，植物葉片相對(duì)含水率越低，細(xì)胞膜透性越高[43]。杜偉莉等的研究結(jié)果表明，植物在受到干旱脅迫時(shí)，通過(guò)提高葉片脯氨酸、可溶性糖、MDA的含量來(lái)增強(qiáng)葉片的保水能力，提高植物的抗逆性[45]。覆土厚度直接影響玉米吸收水分的量，即玉米的抗逆性表現(xiàn)得越不明顯，覆土厚度越適宜。除全覆土（CK）處理外，當(dāng)覆土厚度在70～80 cm 時(shí)，POD、CAT活性均顯著低于CT-0、CT-20、CT-40處理，SOD活性顯著低于CT-0處理，但與CT-20和CT-40處理差異不顯著；當(dāng)覆土厚度在60～80 cm時(shí)，細(xì)胞膜透性和可溶性糖含量均顯著低于CT-0、CT-20、CT-40處理；當(dāng)覆土厚度為60 cm時(shí)，相對(duì)含水率和可溶性蛋白含量均顯著高于 CT-0、CT-20和CT-40處理；當(dāng)覆土厚度在60～80 cm時(shí)，MDA、游離脯氨酸含量差異不顯著。因此，初步得出適宜玉米苗期生長(zhǎng)的最優(yōu)覆土厚度為 60～80 cm 。

2.3玉米苗期各指標(biāo)間相關(guān)性分析

由表1可以看出，玉米苗期的生長(zhǎng)特性指標(biāo)與抗逆性指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性，且不同指標(biāo)間相關(guān)性程度不一樣。其中，株高與MDA含量的相關(guān)性最為顯著，達(dá)到了0.984，這可能是因?yàn)镸DA含量是植物在遭受逆境傷害時(shí)最重要的產(chǎn)物之一，而葉片是MDA的主要積累場(chǎng)所，株高是植物在受到脅迫時(shí)最明顯的表現(xiàn)之一，因而二者相關(guān)性最為顯著。玉米苗期株高與SOD活性、可溶性糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與相對(duì)含水率呈顯著正相關(guān)，與CAT活性、細(xì)胞膜透性、MDA含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與可溶性蛋白含量呈極顯著正相關(guān)。即玉米植株越高，相對(duì)含水率、可溶性蛋白含量越高，SOD活性、可溶性糖含量、CAT活性、細(xì)胞膜透性、MDA含量越低，植物的抗逆性表征越弱。玉米苗期葉面積指數(shù)與可溶性蛋白含量呈顯著正相關(guān)，與POD活性、可溶性糖含量、細(xì)胞膜透性、MDA含量呈顯著負(fù)相關(guān)，即玉米葉面積指數(shù)越大，可溶性蛋白含量越高，POD活性、可溶性糖含量、細(xì)胞膜透性、MDA含量越低，植物的抗逆性表征越弱。玉米苗期葉綠素含量與POD活性呈顯著負(fù)相關(guān)，即玉米葉綠素含量越高，POD活性越低，植物的抗逆性表征越弱。玉米苗期株高、莖粗、葉面積指數(shù)、葉綠素含量均與游離脯氨酸含量呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著，這可能是因?yàn)樵诟珊得{迫下，脯氨酸在根系中的積累量遠(yuǎn)大于葉片，因而與植物的生長(zhǎng)指標(biāo)相關(guān)性不是很顯著。當(dāng)覆土厚度為60～70 cm時(shí)，玉米苗期株高顯著高于CT-0、CT-20、CT-40處理，莖粗與CT-0、CT-20、CT-40處理的差異不顯著；當(dāng)覆土厚度為70 cm時(shí)，葉面積指數(shù)與覆土0、20 cm 差異顯著；當(dāng)覆土厚度達(dá)到80 cm左右時(shí)，玉米苗期的葉綠素含量顯著高于CT-0、CT-20處理，與CT-40、CT-60 差異不顯著。根據(jù)相關(guān)性分析，玉米的抗逆性表征顯著低于其他覆土處理（除CK外），適合玉米苗期生長(zhǎng)。

3結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定黃河泥沙不同覆土厚度下玉米苗期的生長(zhǎng)指標(biāo)[株高、莖粗、葉面積指數(shù)和葉片葉綠素含量（SPAD值）]、抗逆性指標(biāo)[過(guò)氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過(guò)氧化氫酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相對(duì)含水率、細(xì)胞膜透性和游離脯氨酸含量]，表明不同覆土厚度對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)有不同程度的影響。除全覆土（CK）處理外，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期株高、葉綠素含量、葉面積指數(shù)整體呈增加趨勢(shì)，莖粗整體呈降低趨勢(shì)。覆土厚度為60～70 cm時(shí)，玉米苗期株高比覆土0、20、40 cm 時(shí)更優(yōu)，莖粗無(wú)顯著差異。當(dāng)覆土厚度為70 cm時(shí)，葉面積指數(shù)與覆土0、20 cm差異顯著；當(dāng)覆土厚度達(dá)到80 cm左右時(shí)，玉米苗期葉綠素含量比覆土0、20 cm時(shí)更優(yōu)。

除全覆土（CK）處理外，隨著覆土厚度的增加，玉米苗期POD活性、CAT活性、SOD活性、細(xì)胞膜透性、游離脯氨酸含量、可溶性糖含量、MDA含量整體均表現(xiàn)出降低趨勢(shì)，可溶性蛋白含量、相對(duì)含水率均整體呈上升趨勢(shì)。覆土厚度在70～80 cm時(shí)，POD、CAT活性均顯著低于CT-0、CT-20、CT-40處理，SOD活性顯著低于CT-0處理，但與CT-20、CT-40處理差異不顯著；覆土厚度在60～80 cm時(shí)，細(xì)胞膜透性和可溶性糖含量均顯著低于CT-0、CT-20、CT-40處理；當(dāng)覆土厚度為 60 cm 時(shí)，相對(duì)含水率和可溶性蛋白含量均顯著高于CT-0、CT-20、CT-40處理；當(dāng)覆土厚度為60～80 cm時(shí)，MDA、游離脯氨酸含量差異不顯著。

由相關(guān)性分析可知，當(dāng)覆土厚度在60～80 cm時(shí)，玉米苗期的抗逆性表征顯著低于其他覆土處理（除CK外），適合玉米苗期生長(zhǎng)。

綜上所述，適宜玉米苗期生長(zhǎng)的最優(yōu)覆土厚度為 60～80 cm。

本研究結(jié)果是根據(jù)玉米苗期對(duì)黃河泥沙充填復(fù)墾不同覆土厚度的響應(yīng)得出的，具有一定的局限性。作為理想的采煤沉陷地的充填復(fù)墾材料，黃河泥沙透水性好，保水保肥性差，需要對(duì)黃河泥沙進(jìn)行適當(dāng)改良，以增強(qiáng)其保水保肥的能力，使其既適合作物生長(zhǎng)，又節(jié)約土地資源，為進(jìn)一步研究引黃河泥沙充填復(fù)墾工程、減少?gòu)?fù)墾施工過(guò)程中的表土覆蓋提供依據(jù)。

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