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文檔簡(jiǎn)介
1、我國(guó)南方紅壤地區(qū)存在嚴(yán)重的季節(jié)性干旱,定量研究土壤干旱程度并確定土壤—作物系統(tǒng)干旱閾值對(duì)干旱評(píng)價(jià)和土壤水分管理具有很重要的意義。在眾多作物受旱程度指標(biāo)中定量化的不多,基于土壤水分的量化指標(biāo)更少。針對(duì)此問(wèn)題,2005年3月~10月在湖北咸寧紅壤上進(jìn)行了遮雨條件下作物干旱試驗(yàn)。小區(qū)玉米設(shè)置持續(xù)干旱12~36d共6個(gè)水分處理,筒栽花生設(shè)持續(xù)干旱4~25d共7個(gè)處理。每日用張力計(jì)和Delta-T公司生產(chǎn)的剖面水分僅以10cm為間隔監(jiān)測(cè)各個(gè)土層基
2、質(zhì)勢(shì)和含水量,定期跟蹤測(cè)定玉米和花生的葉面積、株高、莖粗和氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率等指標(biāo),收割后測(cè)量生物量并考種。主要研究結(jié)果如下。 土壤干旱到一定程度后,作物測(cè)量的各項(xiàng)指標(biāo)才明顯下降,玉米和花生對(duì)土壤干旱均存在閾值反應(yīng)。玉米在干旱超過(guò)25d后,產(chǎn)量、葉面積和氣孔導(dǎo)度明顯下降;花生在干旱超過(guò)12d后,生物量與產(chǎn)量、葉面積和氣孔導(dǎo)度明顯下降。作物各形態(tài)和生理指標(biāo)對(duì)土壤干旱的敏感程度不同,葉面積、氣孔導(dǎo)度、生物量與產(chǎn)量、以及玉米的根系和花
3、生的主莖高對(duì)干旱最敏感,可以作為作物干旱的指標(biāo)。上述結(jié)果說(shuō)明用作物形態(tài)和生理指標(biāo)來(lái)量化干旱程度存在不穩(wěn)定和指標(biāo)選擇困難。 分析了干旱過(guò)程中土壤水分動(dòng)態(tài)和平衡,某些土層水分變化特征與作物的閩值反應(yīng)存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。小區(qū)玉米在12~21d干旱階段,土層0-40cm水分損失速率最大,在干旱25d時(shí),深層土壤的水分上移速率明顯變大,而更深層土壤在干旱過(guò)程中水分始終維持在比較高的水平;土層20-40cm的水分變化特征與土層0-100cm總體變
4、化情況相似。筒栽花生0-30cm土層的水勢(shì)分別在干旱12d的時(shí)候降至最低,土層50-60cm水分開(kāi)始明顯降低,此時(shí)花生發(fā)生閾值反應(yīng);土層0-30cm水分變化可以代表測(cè)筒土層0-60cm的水分變化。這些結(jié)果說(shuō)明,通過(guò)監(jiān)測(cè)或模擬恰當(dāng)土層的水分動(dòng)態(tài)變化可以反映土壤的干旱程度和作物的受旱狀況。 最后,本文提出了一新指標(biāo)─土層干旱指標(biāo),該指標(biāo)可以定量確定玉米和花生發(fā)生閾值反應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)的土壤干旱狀況。研究發(fā)現(xiàn)土壤連續(xù)干旱過(guò)程中,土層剩余有效貯
5、水和累積相對(duì)失水速率之間的關(guān)系可以用對(duì)數(shù)線性方程表示,以方程的回歸系數(shù)為基礎(chǔ),提出了一個(gè)定量表達(dá)土壤干旱狀況的指標(biāo),該指標(biāo)由干旱程度D和干旱強(qiáng)度I兩個(gè)指數(shù)構(gòu)成,其取值都在0~1之間,D的大小反應(yīng)了土壤目前已經(jīng)累積的干旱狀況,I的大小反應(yīng)了土壤干旱發(fā)展趨勢(shì)。玉米和花生的土層干旱指數(shù)D隨干旱時(shí)間的延長(zhǎng)呈拋物線趨勢(shì)逐漸增大,表明土壤越來(lái)越干旱,而I則隨土壤失水快慢而波動(dòng),D和I的變化與土壤實(shí)際的干旱過(guò)程相吻合。小區(qū)玉米的土壤干旱閾值是干旱強(qiáng)度
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