不同覆蓋厚度下土壤水分變化狀況分析

　　[摘 要] 在塔城盆地老風(fēng)口生態(tài)區(qū)，進(jìn)行了造林地覆蓋秸稈的試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，秸稈覆蓋條件比未覆蓋的土壤蒸發(fā)量明顯降低，含水率顯著增高，隨著覆蓋厚度的增加，抑制土壤蒸發(fā)，蓄水保墑的效果越顯著。
　　[關(guān)鍵詞] 秸稈覆蓋；土壤水分
　　秸稈覆蓋改變了近地面下墊面的性質(zhì)和能量平衡，對(duì)改善農(nóng)田小氣候和作物生長(zhǎng)具有重要的意義【1】。秸稈覆蓋可以抑制土壤蒸發(fā)，改善土壤水分狀況，提高作物產(chǎn)量和水分利用效率，同時(shí)可以培肥地力，抑制雜草生長(zhǎng)，因而成為旱地農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)重要栽培技術(shù)措施?！?-4】。國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)覆蓋量的多少進(jìn)行了廣泛的研究，研究表明，不同覆蓋量對(duì)土壤水分保蓄及水分利用效率不同【5-6】。而且，秸稈覆蓋量對(duì)土壤水分的影響因不同區(qū)域的氣候、土壤類型等條件的不同而產(chǎn)生不同的效果。因此，如何確定合理的秸稈覆蓋量或覆蓋厚度，進(jìn)一步提高秸稈覆蓋效應(yīng)十分重要。本文在深溝造林的試驗(yàn)基礎(chǔ)上，研究了不同覆蓋厚度下土壤水分變化狀況，以便明確不同秸稈覆蓋量對(duì)土壤水分動(dòng)態(tài)的影響，為本區(qū)域合理應(yīng)用深溝造林秸稈覆蓋技術(shù)提供理論依據(jù)。
　　一、材料與方法
　　1.試驗(yàn)區(qū)概況
　　試驗(yàn)于2007年在塔城盆地老風(fēng)口生態(tài)區(qū)新植林地內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)屬中溫帶大陸干旱區(qū)，年均氣溫4.4～5.8℃，年均降水量290～350mm，降水為春、夏季偏多，冬、秋季偏少，年均蒸發(fā)量2300～2500mm，全年品均日照總時(shí)數(shù)為2300～2700h。生態(tài)區(qū)內(nèi)以棕鈣土為主，土壤風(fēng)蝕嚴(yán)重，土層薄、滲水力強(qiáng)。
　　2.試驗(yàn)處理設(shè)置
　　2007年試驗(yàn)處理設(shè)不覆蓋（W），覆草20cm（FC20），覆草40cm（FC40），覆草60cm（FC60），共4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，2008年試驗(yàn)處理設(shè)不覆蓋（W），覆草10cm（FC10），覆草20cm（FC20），共3個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積450m2。2007年造林后澆水一次，以秸稈進(jìn)行覆蓋，7月，8月各補(bǔ)灌一次。2008年樹(shù)木萌動(dòng)后開(kāi)始觀測(cè)，8月補(bǔ)灌一次。
　　3.項(xiàng)目觀測(cè)
　　觀測(cè)項(xiàng)目包括：①土壤水分，用土鉆取土樣采用烘干法測(cè)定，取土深度60cm，每層間隔20cm，灌溉后第15d，20d，25d進(jìn)行測(cè)定。②土壤蒸發(fā)，用土盒取土樣，測(cè)定24h前后土盒重量變化，6～8月每月連續(xù)測(cè)定10d，降雨及灌溉后加測(cè)。
　　二、結(jié)果與分析
　　1.秸稈覆蓋對(duì)土壤蒸發(fā)的影響
　　秸稈覆蓋可在地面形成一個(gè)隔熱層，影響土壤表面與外界熱量的交流，蒸發(fā)界面由原先的土壤－大氣界面轉(zhuǎn)變成覆蓋層－大氣界面，土壤水分只有先到達(dá)覆蓋層表面后才能夠蒸發(fā)，因此使土壤蒸發(fā)受限。從圖1的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，2年的觀測(cè)效果具有相同的變化規(guī)律，灌水后土壤持水量較大，覆蓋處理的土壤表層蒸發(fā)量小于不覆蓋處理，且覆蓋厚的處理，其蒸發(fā)量要低于覆蓋量少的處理。6～8月W、FC20、FC40、FC60的平均日蒸發(fā)量分別為2.55、2.02、1.69、1.44g/d，F(xiàn)C20、FC40、FC60比W分別減少了21%，34%和44%。在未灌溉的情況，秸稈覆蓋下的土壤蒸發(fā)處于平衡的狀態(tài)，波動(dòng)較小。
　　2.秸稈覆蓋對(duì)土壤含水量的影響
　　秸稈覆蓋可以顯著減少土壤蒸發(fā)，具有明顯的保墑作用，因此秸稈覆蓋對(duì)土壤儲(chǔ)水量，尤其是表層土壤的儲(chǔ)水量有一定影響。試驗(yàn)區(qū)礫石含量過(guò)高，且不同深度下土質(zhì)不同，僅在0-20cm內(nèi)有較好土層，因此只對(duì)這一土層的含水率進(jìn)行對(duì)比分析。土壤含水率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖2。從圖中可以看出，灌水后覆蓋秸稈對(duì)表層土壤含水率影響顯著，15d后未覆蓋的土壤含水率已降到6.48%，覆蓋10cm和20cm的則分別為12.38%和17.59%，隨著日期的推移，秸稈覆蓋處理的表層土壤含水率都高于不覆蓋處理，表明秸稈覆蓋可起到顯著的保墑效果。
　　三、結(jié)論與討論
　　秸稈覆蓋可以有效抑制土壤蒸發(fā)，提高土壤蓄水保墑能力，但是調(diào)控的效果與秸稈覆蓋量的多少直接相關(guān)，通過(guò)本試驗(yàn)研究證明，秸稈覆蓋能夠抑制土壤蒸發(fā)，提高保墑效果，覆蓋量越大效果越明顯。但已有研究表明覆蓋量過(guò)大保墑效果不在明顯提高，并且會(huì)在土壤表層引起低溫效應(yīng)從而影響作物根系生長(zhǎng)【6】。因此，因試驗(yàn)的局限性，許多不完善的地方，需在以后的試驗(yàn)中進(jìn)一步加以解決。例如，在結(jié)合成本計(jì)算的情況下，找出最佳的覆蓋厚度。立地條件的差異及造成試驗(yàn)上的誤差也需進(jìn)一步深入研究。
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　　2007年土壤水分蒸發(fā)表
　　
　　2008年土壤水分蒸發(fā)表
　　
　　圖1 不同覆蓋對(duì)土壤蒸發(fā)的影響
　　
　　圖2 不同覆蓋對(duì)土壤含水率的影響