自然降雨条件下不同种植模式土面蒸发规律研究

2018-01-09李王成刘民安王帅刘学智董亚萍

湖北农业科学 2017年23期

关键词：覆盖

李王成+刘民安+王帅+刘学智+董亚萍

摘要：在自然降雨条件下，对西瓜不同种植模式的土壤水分运动及土面蒸发规律进行研究。结果表明，不同种植方式的土壤水分在0～100 cm的土层内，土壤含水率随时间的变化幅度较大，在100 cm以下的土层所受影响较小，各处理动态储水量变化范围为0～100 cm。在降雨后的2 d内裸地的蒸发量与水面蒸发量接近一致，日蒸发量可达到9.3 mm，2 d后，土面蒸发量从9.3 mm减小至0.3 mm，在没有降雨补给的情况下，土面蒸发量无限接近于0，而压沙地的土面蒸发则始终维持在1.1 mm左右；总体上，水面日平均蒸发量为9.3 mm，裸地土面日平均蒸发量为1.8 mm，压沙地土面日平均蒸发量为1.1 mm。

关键词：土面蒸发量；覆盖；压沙地；水分运动

中图分类号：S152.7 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）23-4507-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.23.021

Abstract： Under natural rainfall conditions，the study on soil water movement and soil surface evaporation of different planting patterns of watermelon was carried out. The results showed that， soil moisture had large variation with time on different planting patterns of soil moisture in the 0 cm to 100 cm soil layer， and it was less affected below 100 cm soil，so the range of dynamic storage capacity was 0 cm to 100 cm. The soil evaporation and water surface evaporation was in close agreement within two days after the rain，and daily evaporation could reach 9.3 mm. Two days later， the evaporation of soil surface decreased to 0.3 mm. In the absence of rainfall recharge conditions， soil evaporation was infinitely close to 0. But the soil evaporation of the gravel mulched field was maintained at about 1.1 mm. In the whole， the average daily evaporation of water was 9.3 mm， of bare soil surface was 1.8 mm， and of the gravel mulched field was 1.1 mm.

Key words： the soil evaporation； cover； the gravel mulched field； water movement

在干旱半干旱地區，土面蒸发是土壤水分损失的一个重要途径。很多学者在如何改变土壤表面蒸发条件、削弱地表的蒸发能力方面做了大量的研究工作，其中，进行地表覆盖是应用较多的方法之一[1-5]。研究发现，利用不同材料覆盖可抑制蒸发、蓄水保墒、减少地表径流、培肥地力、改善土壤物理性状[6-9]。这些材料根据研究区的实际情况，因地制宜，就地取材，涉及到的覆盖材料主要包括沙砾石、黑火山灰、白色沸石、黑沙和秸秆[10-13]。针对这些覆盖材料的主要特征进行了相关的研究，研究成果具有较高的应用价值。本研究在借鉴已有成果的基础上，结合研究区的实际情况，通过对自然降雨条件下不同种植模式的土壤蒸发进行观测，比较不同种植模式下土壤的蒸发能力。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区位于中卫市香山乡红圈子村核心示范区（北纬36°56′，东经105°15′，海拔1 697.8 m）。多年平均降雨量为158 mm，多年平均蒸发量为1 800 mm。土壤为沙壤土，容重为1.43 g/cm3，田间持水率为25.5%（质量比）。

1.2 试验方法

试验共有8种种植方式（即8个处理）：①压沙+覆膜方式，②压沙+穴覆膜方式，③压沙+保水剂+穴覆膜方式，④裸地+穴覆膜方式，⑤裸地+覆膜方式，⑥裸地+保水剂+穴覆膜方式，⑦鱼鳞坑+穴覆膜方式，⑧水平沟+穴覆膜方式。其中，鱼鳞坑的开口直径为2.0 m，深度为0.3 m；平行沟的横截面为梯形，上底为2.0 m，下底为0.3 m，高为0.3 m。每一种种植方式均选取地面平整面积为2 m×5 m的地块种植西瓜，株行距为1.5 m×2.0 m。

1.3 观测指标

1.3.1 含水率在每一个处理中布置1根1.5 m的TRIME管，间隔10 cm土层为一个土壤含水率取样点，每15 d观测1次，降水或灌水前后加测1次。

1.3.2 土面蒸发量在裸地、压沙地上共布置4个直径为20 cm、高为20 cm的微型蒸发器，分别用于观测压沙地、裸地土面蒸发，同时布置1个微型蒸发器观测水面蒸发。

2 结果与分析

2.1 自然降雨条件下土壤水分运动变化规律

根据降雨资料分析，西瓜的全生育期内，累积降雨量为61.8 mm（618 m3/hm2）。由图1可知，自然降雨条件下，不同种植方式的土壤水分在0～100 cm土层内，因土壤蒸发及作物耗水的影响，土壤含水率随时间的变化幅度较大，在100 cm以下的土层所受影响较小，含水率随时间的改变量很小。

各处理动态储水量变化范围为0～100 cm，对观测数据进行分析可得各处理土壤动态储水量，见表1。从表1可以看出，对于不同的种植方式，由于西瓜的生长状况不一样，对土壤水分的利用程度也有很大的差别。

2.2 土面蒸发量

由图2可以看出，在整个观测期内，水面蒸发远高于土面蒸发。但是，在降雨后的2 d内，因裸地土壤表层含水率接近饱和含水率，所以裸地的蒸发量与水面蒸发量接近一致，日蒸发量可达到9.3 mm，而在2 d后，受蒸发的影响，土壤失去大量的水分，土面蒸发量从9.3 mm减小至0.3 mm，在没有降雨补给的情况下，土面蒸发量无限接近于0，而压沙地的土面蒸发则始终维持在一个很稳定的状态，其蒸发量持续保持在1.1 mm左右。

通过对数据整理分析可知，在观测期内，降雨量为41.9 mm，水面日平均蒸发量为9.3 mm，压沙地土面日平均蒸发量为1.1 mm，裸地土面日平均蒸发量为1.8 mm。

3 结论

自然降雨條件下，受土壤蒸发及作物耗水的影响，不同种植方式的土壤水分在0～100 cm的土层内，土壤含水率随时间的变化幅度较大，在100 cm以下的土层所受影响较小，各处理动态储水量变化范围为0～100 cm。

在降雨后的2 d内裸地的蒸发量与水面蒸发量接近一致，日蒸发量可达到9.3 mm，2 d后，土面蒸发量从9.3 mm减小至0.3 mm，在没有降雨补给的情况下，土面蒸发量无限接近于0，而压沙地的土面蒸发量则始终维持在1.1 mm左右。

在观测期内，降雨量为41.9 mm，水面日平均蒸发量为9.3 mm，压沙地土面日平均蒸发量为1.1 mm，裸地土面日平均蒸发量为1.8 mm。

参考文献：

[1] 申晓晶，李王成，田军仓.西北干旱地区降水高效利用的研究进展[J].节水灌溉，2014（2）：26-28，32.

[2] 王文焰，张健丰，王全九，等.黄土浑水入渗能力的试验研究[J].水土保持学报，1994，8（1）：59-62.

[3] 王亚军，谢忠奎，张志山，等.甘肃砂田西瓜覆膜补灌效应研究[J].中国沙漠，2003，23（3）：300-305.

[4] 申晓晶，李王成.宁夏老压砂地枣树不同水分条件下的光合特性研究[J].节水灌溉，2015（5）：12-15，19.

[5] 王俊，李凤民，贾宇.半干旱地区播前灌溉和地膜覆盖对春小麦产量形成的影响[J].中国沙漠，2004，24（1）：77-82.

[6] 王霞，李王成.污水灌溉对作物重金属含量的影响因素分析[J].节水灌溉，2016（10）：77-79，82.