不同保護(hù)性耕作措施對(duì)黃土高原旱地農(nóng)田SPAC系統(tǒng)中水分運(yùn)移特性的影響研究.pdf

1、通過(guò)設(shè)置在隴中黃土高原西部干旱區(qū)的不同保護(hù)性耕作試驗(yàn)，對(duì)傳統(tǒng)耕作不覆蓋、免耕不覆蓋、免耕秸稈覆蓋、傳統(tǒng)耕作秸稈還田、傳統(tǒng)耕作地膜覆蓋、免耕地膜覆蓋下土壤水分物理特性、作物水分特性、土壤水分平衡及水分在SPAC系統(tǒng)中不同界面的相互關(guān)系研究，基本獲知了春小麥，豌豆輪作農(nóng)田系統(tǒng)中土壤水分特征曲線、土壤飽和導(dǎo)水率、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤溫度、作物葉水勢(shì)、作物葉片相對(duì)含水量及飽和虧、土壤水分平衡、大氣水勢(shì)等指標(biāo)對(duì)不同處理的響應(yīng)，得到以下主要結(jié)論：

2、 1）兩種輪作序列下，不同保護(hù)性耕作措施耕層0-30cm土壤水分特征曲線在高吸力階段，即5bar和15bar時(shí)幾乎重合，只在3bar、1bar和0．5bar時(shí)出現(xiàn)相對(duì)較大的分化，特別是在1bar和0．5bar時(shí)，兩種輪作次序下各處理在同一水吸力時(shí)的質(zhì)量含水量差異表現(xiàn)出明顯差異。 2）兩種輪作序列下，免耕秸稈覆蓋和傳統(tǒng)耕作秸稈還田處理0-5cm土層容重均顯著低于傳統(tǒng)耕作不覆蓋和傳統(tǒng)耕作地膜覆蓋的處理，同時(shí)增加了表層及次表層土

3、壤的總孔隙度。 3）通過(guò)對(duì)不同輪作次序下0-5、5-10、10-30cm土層土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體和水穩(wěn)性團(tuán)聚體組成、團(tuán)聚體穩(wěn)定系數(shù)的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)干篩法獲得的機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體均以大團(tuán)聚體為主；各種保護(hù)性耕作措施均較傳統(tǒng)耕作能夠提高水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量，特別是粒級(jí)較大的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量，且其土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定率在三個(gè)土壤層次中均高于傳統(tǒng)耕作不覆蓋處理的。 4）各處理在兩種輪作次序下的土壤飽和導(dǎo)水率表現(xiàn)各異。但總體上，免耕秸稈覆蓋處理與

4、傳統(tǒng)耕作不覆蓋、傳統(tǒng)耕作秸稈還田、傳統(tǒng)耕作地膜覆蓋、免耕地膜覆蓋處理間差異均達(dá)到了5%的顯著水平，而免耕地膜覆蓋處理則顯著低于傳統(tǒng)耕作不覆蓋、免耕不覆蓋、傳統(tǒng)耕作秸稈還田處理的。 5）各層次土壤總有機(jī)碳含量的變化趨勢(shì)均表現(xiàn)為免耕秸稈覆蓋、傳統(tǒng)耕作秸稈還田較傳統(tǒng)耕作不覆蓋處理在三個(gè)層次均有提高，這種趨勢(shì)在表層表現(xiàn)的尤為明顯。 6）免耕秸稈覆蓋處理能夠降低觀測(cè)層的土壤溫度，具有明顯的“降溫效應(yīng)”，而免耕不覆蓋、傳統(tǒng)耕作秸稈還

5、田處理能提高15cm以上各層次的地溫，有一定的“增溫效應(yīng)”，傳統(tǒng)耕作地膜覆蓋、免耕地膜覆蓋處理能阻止夜間土壤溫度的回落，有顯著的“保溫作用”。 7）作物各生育期葉水勢(shì)日變化均呈現(xiàn)自清晨逐漸降低，中午12：00到14：00左右降至最低，然后逐漸回升的趨勢(shì)，且隨生育期的推進(jìn)，葉水勢(shì)日變化均值逐漸降低。不同生育時(shí)期的作物葉水勢(shì)、葉片相對(duì)含水量在免耕秸稈覆蓋、傳統(tǒng)耕作結(jié)合秸稈還田及免耕不覆蓋的處理下均較傳統(tǒng)耕作處理的高，而葉片水分飽和虧

6、則呈相反的趨勢(shì)，同時(shí)，春小麥各處理的葉片相對(duì)含水量均呈現(xiàn)抽穗期>拔節(jié)期>開(kāi)花期>灌漿期的趨勢(shì)，而豌豆各處理的葉水勢(shì)均在現(xiàn)蕾期達(dá)到最大值，分枝和開(kāi)花期次之，結(jié)莢鼓粒期最低。 8）就作物產(chǎn)量、蒸散量、水分利用效率而言，免耕秸稈覆蓋、傳統(tǒng)耕作地膜覆蓋、免耕地膜覆蓋處理均較其它處理高。對(duì)2008年4月-8月間不同輪作次序下水分蒸發(fā)蒸騰的研究結(jié)果表明：不同保護(hù)性耕作措施下棵間總蒸發(fā)量（E）在P→W→P序列（春小麥田）為傳統(tǒng)耕作秸稈還田（1

7、39．72mm）>傳統(tǒng)耕作不覆蓋（134．01mm）>免耕秸稈覆蓋（105．33mm）>免耕不覆蓋（100．21mm），在W→P→W序列（豌豆田）為傳統(tǒng)耕作不覆蓋（109．60mm）>傳統(tǒng)耕作秸稈還田（96．91mm）>免耕不覆蓋（85．45mm）>免耕秸稈覆蓋（85．35mm）。但在兩種輪作序列下各處理總蒸散量均表現(xiàn)為免耕秸稈覆蓋>傳統(tǒng)耕作不覆蓋>免耕不覆蓋>傳統(tǒng)耕作秸稈還田；兩種輪作序列下各處理的蒸散量都隨著作物生育期的推進(jìn)，經(jīng)歷一

8、個(gè)由小到大，再到小的過(guò)程。 9）各處理間0-200cm土壤貯水量在不同的時(shí)期各不相同，但總體上不同保護(hù)性耕作措施對(duì)0-200cm土壤剖面水貯量的影響在相同的測(cè)定階段差異不大，而在年際間變化較大，且試區(qū)土壤剖面總的水分含量在試驗(yàn)期間從未達(dá)到土壤排水上限（DUL），即作物有效水分的上限。根據(jù)土壤貯水量的年度間變化趨勢(shì)，大致可將每年0-200cm土壤貯水量分為3個(gè)時(shí)期，即5月中旬到7月中旬的春夏作物旺盛生長(zhǎng)土壤失墑期、7月中旬到10月