微集水種植對(duì)土壤水分蒸散和作物需水量的影響

　　摘要：微集水種植技術(shù)能提高北方農(nóng)業(yè)旱區(qū)對(duì)降水資源的利用率，改善作物的生長(zhǎng)環(huán)境，提高作物產(chǎn)量。本研究引入了農(nóng)田實(shí)際蒸散量、作物需水量?jī)蓚€(gè)參數(shù)評(píng)價(jià)微集水種植技術(shù)的保水效果。研究結(jié)果表明：作物生育期內(nèi)，微集水種植的農(nóng)田實(shí)際蒸散量、農(nóng)田作物需水量小于傳統(tǒng)種植技術(shù)，其中壟上覆膜溝內(nèi)覆蓋秸稈種植的農(nóng)田實(shí)際蒸散量、作物需水量最小。

　　關(guān)鍵詞：微集水；農(nóng)田實(shí)際蒸散量；作物需水量

　　微集水種植技術(shù)通過(guò)在田間修筑溝壟，重新構(gòu)建農(nóng)田地形，并利用薄膜覆蓋土壟，使得降雨盡可能由農(nóng)田壟面向壟溝內(nèi)匯集。這種技術(shù)能夠?qū)⒏珊档貐^(qū)有限的、時(shí)空分布不均的降雨盡可能集中匯集到地形改變后的蓄水區(qū)域內(nèi)，從而提高土壤水分含量。在以降雨為主要供水方式的干旱農(nóng)業(yè)區(qū)，利用微集水種植技術(shù)不但能夠減少土壤地表徑流損失，還能抑制農(nóng)田水分的無(wú)效蒸發(fā)，滿足作物生長(zhǎng)對(duì)水分的需求。經(jīng)過(guò)多年的科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，微集水種植技術(shù)既可以顯著改善干旱地區(qū)土層水分環(huán)境，又能夠提升地表溫度，從而增加干旱地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量，有效控制田間水土流失，直接提高水分利用效率，間接提高養(yǎng)分利用效率，微集水種植技術(shù)的核心功能為集雨、蓄水、保墑［１－３］。

　?。痹囼?yàn)設(shè)計(jì)和研究方法

　?。保痹囼?yàn)地概況

　　本試驗(yàn)區(qū)域位于遼寧省朝陽(yáng)市干旱種植試驗(yàn)區(qū)（東經(jīng)１２１°５５′，北緯４２°１０′），該處農(nóng)業(yè)試驗(yàn)時(shí)間為５—９月份，日照時(shí)間（作物生長(zhǎng)季節(jié)）為１２００～１３００ｈ，年平均氣溫達(dá)到了７～８°C，其中１０°C以上有效積溫達(dá)為２７００～３４００°C，氣候無(wú)霜期１３２～１６３ｄ。該地區(qū)年降水量?jī)H為３００～５００ｍｍ，降水變化較大，旱災(zāi)頻繁發(fā)生，該區(qū)土壤耕層的基本理化性質(zhì)見(jiàn)表１。

　　１．２試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　本試驗(yàn)供試作物為玉米，品種為先玉３３５號(hào)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組方式進(jìn)行，設(shè)計(jì)了４種微集水種植模式，分別為：ＣＫ處理———傳統(tǒng)平作種植，作物種植行距為５０ｃｍ，株距為３５ｃｍ；Ｔ１處理為壟上覆膜溝內(nèi)種植，耕地先進(jìn)行壟溝處理，其中，溝寬為６５ｃｍ，壟寬為３５ｃｍ，壟高為１５ｃｍ，在土壟上方覆蓋薄膜（塑料薄膜采用厚度為０．０８ｍｍ的微薄膜），溝內(nèi)種植兩行玉米，作物種植行距為５０ｃｍ，株距為３５ｃｍ，兩行植株距離兩側(cè)最近土壟距離均為７．５ｃｍ，如圖１；Ｔ２處理為壟上覆膜溝內(nèi)覆膜種植，在Ｔ１處理的基礎(chǔ)上，在作物種植溝內(nèi)的中間地帶（蓄水帶）進(jìn)行覆膜處理，覆膜寬度為３５ｃｍ，如圖２；Ｔ３處理為壟上覆膜溝內(nèi)覆蓋秸稈種植，在Ｔ１處理的基礎(chǔ)上，在溝內(nèi)蓄水地帶覆蓋秸稈，如圖２。試驗(yàn)過(guò)程中，每個(gè)處理設(shè)置３次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)種植區(qū)面積為１００ｍ２，小區(qū)四周埋設(shè)１ｍ深的防水板，以防止小區(qū)水分互相滲透，并設(shè)置１ｍ隔離帶，以防止田間徑流和土壤水分的側(cè)向滲漏。該試驗(yàn)于２０１３年、２０１４年和２０１５年進(jìn)行，降雨量分別為４６１．１ｍｍ，２７０．４ｍｍ，３９３．９ｍｍ。播種時(shí)施磷酸二銨和三元復(fù)合肥各１５０ｋｇ／ｈｍ２作為種肥，播種后覆膜或秸稈，秸稈覆蓋量為６０００ｋｇ／ｈｍ２，覆膜栽培出苗后人工放苗，拔節(jié)期打孔追施尿素４５０ｋｇ／ｈｍ２，其他管理正常。

　?。步Y(jié)果與分析

　?。玻蔽⒓N植對(duì)農(nóng)田實(shí)際蒸散量的影響

　　圖３為各年份不同微集水種植技術(shù)對(duì)農(nóng)田實(shí)際蒸散量變化的影響。２０１３年為豐水年，微集水種植的農(nóng)田實(shí)際蒸散量小于ＣＫ處理，由于各微集水種植覆蓋方式不同，其實(shí)際蒸散量也存在一定的差異，統(tǒng)計(jì)表明：各處理平均日蒸散量由大到小的順序?yàn)椋海茫耍荆裕保荆裕常荆裕?，玉米生育周期?nèi)，Ｔ１、Ｔ２和Ｔ３農(nóng)田實(shí)際蒸散量相比ＣＫ處理下降低了４．７８％，９．９７％，９．０７％。２０１４年為枯水年，微集水種植的實(shí)際蒸散量也小于ＣＫ處理，統(tǒng)計(jì)表明：各處理平均日蒸散量由大到小的順序?yàn)椋海茫耍荆裕保荆裕玻荆裕常唬裕?、Ｔ２和Ｔ３農(nóng)田實(shí)際蒸散量相比ＣＫ下降了８．７８％，１７．９７％，１９．０７％，ＣＫ處理的農(nóng)田實(shí)際蒸散量與Ｔ２和Ｔ３處理差異達(dá)到顯著。２０１５年為平水年，微集水種植在平水年的實(shí)際蒸散量也小于ＣＫ處理，生育周期內(nèi)，Ｔ１、Ｔ２和Ｔ３農(nóng)田實(shí)際蒸散量相比ＣＫ處理下降了５．５２％，１２．２８％，１３．３５％，其中Ｔ２和Ｔ３處理的農(nóng)田實(shí)際蒸散量最低，與ＣＫ處理的差異達(dá)到顯著。

　?。玻参⒓N植對(duì)作物需水量的影響

　　圖４為各年份不同微集水種植技術(shù)對(duì)作物需水量的影響。由圖可知，同一時(shí)期，不同微集水處理之間作物需水量存在差異。統(tǒng)計(jì)表明：２０１３年作物生育周期內(nèi)，各處理作物需水量由大到小的順序?yàn)椋海茫耍荆裕保荆裕玻荆裕?，Ｔ１、Ｔ２和Ｔ３生育期?nèi)需水量相比ＣＫ處理減少了４８．４５ｍｍ、６９．２０ｍｍ和８１．６６ｍｍ，Ｔ２和Ｔ３處理的作物需水量與ＣＫ處理差異達(dá)到顯著。２０１４年作物生育周期內(nèi)，ＣＫ處理的作物需水量也大于微集水種植處理，各處理作物需水量由大到小的順序?yàn)椋海茫耍荆裕保荆裕玻荆裕?，Ｔ１、Ｔ２和Ｔ３生育期?nèi)需水量相比ＣＫ處理減少了５４．９８ｍｍ，８５．０１ｍｍ，８９．０１ｍｍ，各微集水處理的作物需水量與ＣＫ處理的差異達(dá)到顯著。２０１５年玉米生育周期內(nèi)，作物需水量從大到小的順序?yàn)椋海茫耍荆裕保荆裕玻荆裕?；相比ＣＫ處理，Ｔ１、Ｔ２和Ｔ３農(nóng)田作物需水量分別減少４０．８６ｍｍ、７５．０９ｍｍ、８０．３５ｍｍ，Ｔ２和Ｔ３處理的作物需水量與ＣＫ處理差異達(dá)到顯著

　　３結(jié)論

　　對(duì)于不同降雨年份，由于氣候條件、作物生長(zhǎng)情況不同，各處理之間的蒸散規(guī)律也不盡相同。在作物生長(zhǎng)發(fā)育周期內(nèi)，微集水種植條件下，農(nóng)田實(shí)際蒸散量要小于ＣＫ處理，這是由于微集水種植的覆蓋材料能夠在作物生長(zhǎng)發(fā)育前期有效減少太陽(yáng)輻射對(duì)土壤表面的影響，降低表層水分的散失。壟上覆膜溝內(nèi)覆秸稈處理的農(nóng)田實(shí)際蒸散量最小，這是由于秸稈覆蓋不但能有效減少太陽(yáng)直接輻射作用，還能適當(dāng)降低土壤表層溫度，減少農(nóng)田水分損失。微集水種植能夠顯著改善土壤水環(huán)境，所以，微集水種植條件下，農(nóng)田作物需水量也小于ＣＫ處理，壟上覆膜溝內(nèi)覆秸稈處理的作物需水量最小。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　李訪

《微集水種植對(duì)土壤水分蒸散和作物需水量的影響》

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