不同覆盖措施对田间土壤水分影响的试验研究

节水中心2008届硕士研究生刘超，在导师汪有科研究员的指导下，经过三年努力完成了不同覆盖措施对田间土壤水分影响的试验研究。

摘 要

为研究秸秆覆盖、地膜覆盖和砂田覆盖三种覆盖措施的保墒能力，本试验分别在控水和非控水两种条件下，以无种植试验为主，玉米试验为辅展开研究。通过对控水条件下各处理土面累计蒸发量的观测，同时根据覆盖条件下土面蒸发的特殊性，将其划分为快速蒸发和慢速蒸发两个阶段。快速蒸发阶段控制时间短，覆盖措施对土面蒸发速率影响大，秸秆覆盖、地膜覆盖和砂田覆盖的土面蒸发速率分别仅为无覆盖处理的84.8%、53.7%和41.5%。慢速蒸发阶段控制时间较长，覆盖措施对土面蒸发速率无明显影响，但秸秆覆盖、地膜覆盖和砂田覆盖三种处理累计蒸发量始终较无覆盖处理少10.00m3/亩、20.65 m3/亩、23.55 m3/亩。

无种植控水条件下，秸秆覆盖、地膜覆盖和砂田覆盖的0~100cm层次保墒能力分别为11.77m3/亩、25.28m3/亩和24.68m3/亩，分别较无覆盖处理提高15.1%、32.4%和31.7%。表层土壤实际有效含水总量提高幅度较深层大，在0~20cm层次，秸秆覆盖、地膜覆盖和砂田覆盖分别较无覆盖提高5.35m3/亩、6.59 m3/亩和6.81 m3/亩，提高幅度分别为47.3%、58.2%和60.2%。通过对覆盖层下土壤温度的研究证明，覆盖层的物理结构特征对土面蒸发速率影响较大。

无种植非控水条件下，秸秆覆盖的保墒效应最明显，其0~100cm土壤实际有效含水总量在整个试验观测期间，较无覆盖处理多28.05m3/亩，提高29.5%。而砂田覆盖较无覆盖处理仅提高7.4%，即实际有效含水总量仅增加7.06m3/亩。地膜覆盖仅增加1.32 m3/亩，提高幅度为1.5%。砂田覆盖和秸秆覆盖0~20cm土壤实际有效含水总量分别较无覆盖处理多53.8%和32.7%，地膜覆盖仅增加0.53 m3/亩，提高幅度为4.6%。

玉米控水小区试验结果证明，在气候干旱，土壤水分亏缺条件下，砂田覆盖、地膜覆盖和秸秆覆盖处理玉米生育期耗水量，分别较无覆盖处理少21.51m3/亩、22.30 m3/亩和10.60 m3/亩，减少幅度分别为35.3%、36.6%和17.4%；产量分别增加78.47kg/亩、45.86kg/亩和23.64kg/亩，提高幅度分别为94.0%、70.5%和28.3%；水分利用效率分别提高3.00倍、2.69倍和0.55倍。

在非控水条件下，雨量充沛，土壤含水量水平较高，不同覆盖措施处理下，玉米生育期耗水量差异不大；砂田覆盖、地膜覆盖和秸秆覆盖产量分别较无覆盖处理增加128.03kg/亩、13.63kg/亩和32.15kg/亩，增产幅度分别为22.4%、2.3%和5.6%；作物水分利用效率分别提高24.1%、6.0%和7.6%。

三种覆盖措施均表现出不同程度的保墒增产能力。干旱条件下，砂田覆盖和地膜覆盖最有利于玉米增产和作物水分利用效率的提高；降雨充沛条件下，秸秆覆盖最有利于降雨水分在农田土壤中的蓄积，但产量和作物水分利用效率提高幅度不大，砂田和地膜覆盖因明显提高土壤温度而提高了玉米产量和作物水分利用效率。无论干旱或湿润条件下，砂田覆盖均能较大幅度提高玉米产量和水分利用效率。