不同秸秆覆盖模式下农田土壤水温效应研究
秸秆覆盖免耕条件下土壤温度动态变化研究
姚 宝林 施炯林２ （塔里木大学农业工程学 院， 阿拉 尔 ８３ｏ ； ． ， １ 新疆 ４ ３０ ２甘肃农业 大学工学院 ， 甘肃兰州 ７０ ７ ） ３ｏｏ
．
摘要 ［ 目的］ 究秸 秆覆盖 免耕条 件下 土壤温度 的动 态变化 。［ 法］ 研 方 设置 常规 耕作 、 秆还 田和 秸 秆覆 盖免 耕 ３种处 理 ， 究 河西 内 秸 研 陆河灌 区作 物 生育期土壤 温度 的动 态变化。 ［ 果 ］： 结 ８０ ３ ０时 种耕 作方 式土壤温度 相 差不 大。 １： ４０ ０时土壤 温度 增速 最 明显 ， 盖免耕 覆 的 土壤 温度 变化较 其他 两种方式 平缓 ， 秸秆的覆 盖 降温作 用在 作物 生育 中前期 表现 明显 ， 后期 减弱 。２ ： ００ ０时覆盖 免耕 的土壤 积 温分 别 比常规耕 作 和秸秆还 田 小 １ ，、 １４℃。３ ３ ３１ 、 ４ ６ 种耕作 方式 的土壤 温度 差值 随 土壤 深度 的增 加 而减 小， 温过程 中的差 值较 增 温过程 的 降 小 。作物 生育早期 常规耕作 和秸 秆还 田的土壤 温度 变化剧烈 ； 降温天 气覆盖免耕 的增 温和 降温分 别为 ７４２４℃ ， 温天 气增 温和降 温 ．、． 增 则 为 １，、２７℃。［ ３６ １． 结论 ］ 秆覆盖 免耕依 据 气温和作 物生育期表 现 出不 同的调 温效 应 ， 秸 减缓 和抑平 了土壤 时间和 空间温度 的 变化 ， 所 产生的“ 增温 效应” “ 和 降温 效应” 土壤 表层表 现 突 出。 在 关键 词 秸 秆覆盖 免耕 ； 土壤 温度 ； 调温 效应 中图分 类号 Ｓ ５． 文献标 识码 Ａ １ ８ ２ 文章编 号 ０１—６１（０８０ — １２ ０ ５７ ６１２Ｏ）３ ０１ ８— ２
秸秆还田对土壤水分影响的研究进展
秸秆还田对土壤水分影响的研究进展
秸秆还田是一种重要的农业生产方式，它既可以减少农药的使用，又可以提高土壤质量，以及减少土壤侵蚀等。
秸秆还田还可以改善土壤水分状况，提高土壤保水能力，增加
土壤的生产力。
本文主要探讨秸秆还田对土壤水分的影响以及研究进展。
秸秆还田可以减少土壤水分蒸发，提高土壤的保水能力。
秸秆还田可以降低土壤表面
温度，减少太阳辐射的热量吸收，从而降低土壤水分蒸发。
此外，秸秆还田可以增加土壤
有机质含量，提高土壤保水能力。
土壤中有机质含量越高，土壤的持水能力就越强，土壤
的透水性也会得到改善，土壤水分也会更容易被植物吸收利用。
目前，对于秸秆还田对土壤水分的影响机制，研究方法主要包括田间实验、室内模拟
实验、田间观测等。
田间实验是最直观的研究方法，可以观测秸秆还田对土壤水分的影响。
但是田间实验
受气象、土壤等因素的影响较大，难以确定因素的作用大小。
室内模拟实验主要是在控制条件下进行的实验，可以排除气象、土壤等因素的影响。
但是室内模拟实验与田间实验存在巨大的差异，模拟结果不能完全反映现场情况。
田间观测主要是通过对农田进行长期观测，确定秸秆还田对土壤水分的影响。
但是田
间观测需要长期时间的积累，周期较长。
目前，国内外学者对于秸秆还田对土壤水分的影响进行了许多研究。
研究表明，秸秆
还田可以提高土壤保水能力，增加土壤的透水性，降低土壤表面温度，减少土壤水分蒸发。
但是，由于气象、土壤等因素的影响，秸秆还田对土壤水分的影响与地区、降雨量、土壤
类型等因素有关。
三、结论。
不同覆盖方式对旱地冬小麦土壤水热及光合特性的影响
不同覆盖方式对旱地冬小麦土壤水热及光合特性的影响目录一、内容概要 (3)1. 研究背景与意义 (3)2. 国内外研究现状 (4)3. 研究内容与方法 (5)二、材料与方法 (7)1. 试验材料 (7)供试冬小麦品种 (8)供试土壤类型 (9)供试覆盖材料 (9)2. 试验设计 (10)试验区划分 (11)对照设计 (12)数据采集与测定方法 (13)三、结果与分析 (15)1. 土壤水分变化规律 (16)不同覆盖方式下土壤含水量变化趋势 (16)不同覆盖方式对土壤湿度的影响 (17)2. 土壤温度变化规律 (19)不同覆盖方式下土壤温度变化趋势 (19)不同覆盖方式对土壤温度的影响 (20)3. 冬小麦光合作用特性 (22)不同覆盖方式下冬小麦光合速率变化 (23)不同覆盖方式对冬小麦气孔导度、蒸腾速率等指标的影响 (24)4. 光响应曲线特征 (25)5. 生长周期及产量构成因素 (26)不同覆盖方式下冬小麦生长周期的变化 (27)不同覆盖方式对冬小麦产量及产量构成因素的影响 (28)四、讨论 (29)1. 覆盖方式对土壤水热特性的影响机制 (30)覆盖材料对土壤保水性能的作用机理 (32)覆盖方式对土壤温度调节的效应 (33)2. 覆盖方式对冬小麦光合特性的影响机制 (34)覆盖方式对光合作用关键酶活性的影响 (34)覆盖方式对光合产物积累的影响 (35)3. 覆盖方式对冬小麦生长发育及产量的影响 (37)覆盖方式对冬小麦生长速度、分蘖数的影响 (38)覆盖方式对冬小麦千粒重、产量构成的影响 (39)五、结论与建议 (41)一、内容概要本论文深入探讨了不同覆盖方式对旱地冬小麦土壤水热及光合特性的影响，旨在揭示覆盖种植技术在提高旱地作物产量和品质方面的潜力。
研究采用田间试验和实验室分析相结合的方法，系统评估了传统覆盖（如秸秆覆盖）与新型覆盖（如有机肥覆盖、覆膜+秸秆覆盖）对旱地冬小麦生长环境、土壤理化性质及光合作用的影响。
秸秆隔层结合不同地表覆盖物模式下土壤水盐运移规律的研究
秸秆隔层结合不同地表覆盖物模式下土壤水盐运移规律的研究秸秆隔层结合不同地表覆盖物模式下土壤水盐运移规律的研究摘要：本研究旨在探究秸秆隔层结合不同地表覆盖物模式下土壤水盐运移规律。
通过田间小区试验，建立了五种不同处理组合，包括：秸秆覆盖、覆盖含有秸秆的地膜、覆盖无秸秆的地膜、无地膜、对照组。
研究结果表明，在秸秆隔层结合不同覆盖物的情况下，土壤水盐运移规律受到显著影响。
具体而言，秸秆覆盖可以显著提高土壤含水量和减少水分蒸发，减缓土壤水分蒸发速度，有助于提高土壤含水量和改善土壤水盐状况。
同时，秸秆还可以有效减少土壤表面水分流失，降低土壤水盐淋洗量，提高土壤保水性能和养分利用效率。
因此，秸秆覆盖可在一定程度上改善土壤水盐运移规律。
1. 引言土壤水盐运移是农业生产中一个重要的问题。
随着农业生产的发展，土壤水盐变异程度增大，受到土壤盐碱化的影响。
因此，研究土壤水盐运移规律具有重要的理论和实践意义。
目前，针对土壤水盐运移规律的研究大多集中在不同地表覆盖物的模式下，对水分蒸发、土壤淋溶、土壤保水和养分利用等方面的影响，并为农业生产提供科学依据。
然而，对于秸秆隔层结合不同地表覆盖物模式下土壤水盐运移规律的研究仍然相对缺乏。
2. 材料与方法2.1 实验地点与设计本研究选择XX农田作为试验地点，设立五个处理组合，包括：A组（秸秆覆盖+地膜覆盖含有秸秆）、B组（地膜覆盖含有秸秆）、C组（地膜覆盖无秸秆）、D组（无地膜）、E组（对照组）。
2.2.观测指标和方法2.2.1.土壤含水量采用称重法测定土壤样品的质量变化，计算得出土壤含水量。
2.2.2.土壤表面水分流失量采用测定土壤中降雨后的土壤表面水分流失量的方法。
2.2.3.土壤淋洗盐量采用测定土壤中淋洗盐量的方法。
3. 结果与讨论3.1.土壤含水量结果显示，在秸秆覆盖的情况下，土壤含水量较其他处理组合明显增加。
这表明秸秆覆盖可以有效减少土壤水分蒸发速度，提高土壤含水量。
3.2.土壤表面水分流失量秸秆隔层结合地膜覆盖含有秸秆的处理组合是减少土壤表面水分流失的最有效方式。
玉米秸秆覆盖麦田下的土壤温度和土壤水分动态规律
玉米 秸 秆覆 盖 冬小 麦 田对 土 壤 ０ ０ｍ 平 均 温 ～２ ｃ 度 的 影 响 见 图 １ 冬季 （ １ 。 １ ～１月 ） ～２ ｃ 土 层 的 ０ ０ｍ 少覆盖 比 对 照 日平 均 土 壤 温 度 高 ０．℃ ， 高可 达 ２ 最 ０．℃ ， 覆 盖 比对 照高 ０．℃ ， 高 可 达 １ １ 。覆 ７ 多 ４ 最 ．℃
秋收 种 麦农 时 紧张 ， 大量 秸 秆 就地 焚 烧 现 象 严 重 ， 既
浪 费资 源 ， 污 染 环 境 。 目前 该 区推 广 的玉 米 秸 秆 又 深 耕还 田技 术 ， 易 形成 土 壤 架 空现 象 ， 季必 须 进 极 冬 行 冬 灌 来 塌 实 土 壤 ， 冬 灌 水 的 ７ ． ％ 为 无 效 损 而 ７５ 耗 ＿Ｊ对 提 高麦 田水 分 利 用 率 非 常 不 利 。为 实 施 玉 ３，
影 响
１ ． 验 设计 与 方 法 试
１ １ 试验 地 点 ．
本 试验 于 ２ ０ ０ ０～２ ０ ０ １年 在 中 国 科 学 院 栾 城 农 业生 态 系统 试 验 站 进 行 ， 站 为 太 行 山 前 平 原 的典 该 型代 表 区 。土 壤 类 型 为 褐 土 类 灰 黄 土 种 ， 地 为 轻 质
维普资讯
第２ ３卷第 ４期
中 国农业 气 象
２０ ０ ２年 １ 月 １
玉 米 秸 秆 覆 盖 麦 田 下 的 土 壤 温 度 和 土 壤 水 分 动 态 规 律
陈素 英 ， 喜 英 ， 孟 雨 张 刘
（ 中国科 学 院石 家庄农 业现 代化 研究 所 ， 家庄 石 ００２ ） ５ ０ １
秸秆覆盖对夏玉米农田水分状况、土壤温度及生长发育的影响
第 ４卷
第 ２期
南 水 北 调 与 水 利 科 技
Ｓ ｕ ｔ Ｎ ｎ ｔ ｒ ｓ ｒ ａ ｔ ｉ ｃ ＆Ｔ ｃ ｏ ｇ ｏｔ ｗ ｏ ｈ ｅ Ｔ ａ ｆ ｓ ｎ Ｗａ ｒ ｃ ｎ ｂ Ｗａ ｒ ｎ ｅ ｄ ｅ Ｓ ｅ ｅ ｅ ｎｌ ｙ ｈ ｏ
ｒｒ， ｎｎ 最少为 ２ ７ ０ＩＹ ， ４． Ｉ 相差 ６９ ６ｒｒ。潮土 是深 州市 的主 Ｔｎ ３ ． ｎｎ
光热资源丰富 ， 降雨量 是全 年总 雨量 的 ７ ～８ ， Ｏ Ｏ 由于气 温较高 ， 间蒸发较大 ， 究表 明 ， 棵 研 夏玉米全 生育期 土壤 无效
蒸发 占总蒸腾 的 １３ ／ 。研究如何减少 土壤蒸发 ， 水保墒 ， 保 具 有重要的理论 和实 际意义 。
１ 引 言
河北省是全 国重要 的产粮基 地 ， 实行冬 小麦和 夏玉 米一 年二熟的种植制度 。夏玉米生长在雨热 同期 的 ６ ～９月 ， 此间
２６ ０ ５ｈ 年 日照 百 分 率 为 ５ ， 年 太 阳 辐 射 总 量 为 ０ ． ， ９ 全 １３ ６ ９Ｋｃｃ ， ２． ６ ／ｍｚ年平均气 温为 １． ℃， ２ ６ 极端最高气温为 ４ ． １ ８Ｃ， ＂ 极端最低 气温为一２ ． １９Ｃ。年 平均降水量为 ５ ０ ３ｎｍ， ０ ． １ 各季 降水 分布不均 ， 夏季 占 ７ ． ， ０ １ 冬季仅 占 ２ ２ ， ． 秋季 占 １． ， ６ ３ 春季 占 １ ． ， 水 量 年 度 变 化 大 ， 多 为 ８ ６ ６ １４ 降 最 ８．
要土 壤 类 型 ， 土 壤 干 容 重 为 １ ４ ／ａ ， 间 持 水 率 为 其 ． ５ｔｒ３ 田
２． （ ５ Ｏ 占干 土 重 ） 。
在各种保水措施 中 ， 秸秆 覆盖是一 项非 常行之 有效 的重 要措施 。将收获后 的冬 小麦秸秆 直接覆 盖夏 玉米 ， 以在农 可
不同覆盖厚度下土壤水分变化状况分析
不同覆盖厚度下土壤水分变化状况分析[摘要] 在塔城盆地老风口生态区，进行了造林地覆盖秸秆的试验研究，结果表明，秸秆覆盖条件比未覆盖的土壤蒸发量明显降低，含水率显著增高，随着覆盖厚度的增加，抑制土壤蒸发，蓄水保墒的效果越显著。
[关键词] 秸秆覆盖；土壤水分秸秆覆盖改变了近地面下垫面的性质和能量平衡，对改善农田小气候和作物生长具有重要的意义【1】。
秸秆覆盖可以抑制土壤蒸发，改善土壤水分状况，提高作物产量和水分利用效率，同时可以培肥地力，抑制杂草生长，因而成为旱地农业的一项重要栽培技术措施。
【2-4】。
国内学者针对覆盖量的多少进行了广泛的研究，研究表明，不同覆盖量对土壤水分保蓄及水分利用效率不同【5-6】。
而且，秸秆覆盖量对土壤水分的影响因不同区域的气候、土壤类型等条件的不同而产生不同的效果。
因此，如何确定合理的秸秆覆盖量或覆盖厚度，进一步提高秸秆覆盖效应十分重要。
本文在深沟造林的试验基础上，研究了不同覆盖厚度下土壤水分变化状况，以便明确不同秸秆覆盖量对土壤水分动态的影响，为本区域合理应用深沟造林秸秆覆盖技术提供理论依据。
一、材料与方法1.试验区概况试验于2007年在塔城盆地老风口生态区新植林地内进行，试验区属中温带大陆干旱区，年均气温4.4～5.8℃，年均降水量290～350mm，降水为春、夏季偏多，冬、秋季偏少，年均蒸发量2300～2500mm，全年品均日照总时数为2300～2700h。
生态区内以棕钙土为主，土壤风蚀严重，土层薄、渗水力强。
2.试验处理设置2007年试验处理设不覆盖（w），覆草20cm（fc20），覆草40cm （fc40），覆草60cm（fc60），共4个处理，每个处理3次重复，随机区组排列，2008年试验处理设不覆盖（w），覆草10cm（fc10），覆草20cm（fc20），共3个处理，每个处理3次重复，随机区组排列，小区面积450m2。
2007年造林后浇水一次，以秸秆进行覆盖，7月，8月各补灌一次。
秸秆覆盖的农田生态效应概要
秸秆覆盖的农田生态效应摘要秸秆覆盖地面后，改善了农田下垫面的性质和能量平衡，农田土壤水、肥、气、热环境及农田小气候因此产生较大变化，从而对作物的生理生态产生了较大影响，随着节水农业和土壤碳循环理论的发展和成熟，秸秆覆盖研究作为当代保护性农业的新颖课题之一，备受广泛关注。
为了深刻理解不同量秸秆覆盖的农田生态环境效应，本文主要通过分析秸秆覆盖对土壤温度、水分、养分、酶、土壤碳库、生物结构和农田杂草病虫及小气候的影响，从而为该领域的研究和发展提供参考依据。
目录摘要 (Ⅰ)目录 (Ⅱ)第一章文献综述 ............................................................. 错误!未定义书签。
1.1 研究背景 ................................................................. 错误!未定义书签。
1.2 国内外秸秆覆盖技术研究进展 ............................. 错误!未定义书签。
1.2.1国外秸秆覆盖技术研究进展 .......................... 错误!未定义书签。
1.2.2国内秸秆覆盖技术研究进展 .......................... 错误!未定义书签。
1.3 秸秆覆盖的农田生态效应 (2)1.3.1 秸秆覆盖对土壤物理性状的影响 (2)1.3.2 秸秆覆盖对土壤养分的影响 (2)1.3.3 秸秆覆盖对土壤酶活性和土壤生物的影响 (2)1.3.4 秸秆覆盖对农田小气候的影响 (3)1.3.5 秸秆覆盖对田间杂草病虫的影响 (3)1.3.6秸秆覆盖对作物生长和产量的影响 (3)1.4 研究的目的与意义 (3)参考文献 (5)第一章文献综述1.1 研究背景农业水资源紧缺已经成为制约中国特别是西北干旱半干旱地区经济可持续发展的一个重要限制因素（员学锋等2006）。
秸秆覆盖对土壤水热效应及水分利用效率的影响
秸秆覆盖对土壤水热效应及水分利用效率的影响摘要：为了研究秸秆覆盖对土壤水热效应及水分利用效率的影响，以垦丰16为试验材料，分别设置秸秆深耕覆盖(SG)，秸秆浅耕覆盖(QG)，秸秆留茬覆盖(LC)和无秸秆覆盖(CK)4种处理。
通过测定大豆生育期内耕作层土壤温度及含水率，以及大豆产量构成要素，对比分析不同秸秆覆盖对土壤水热及水分利用效率的影响。
该研究对于揭示黑土区土壤水热特性及提高土地生产率具有重要意义。
关键词：秸秆覆盖；水热效应；水分利用效率中图分类号：S154文献标识码：A文章编号：2095-0438（2024）03-0151-03（绥化学院农业与水利工程学院黑龙江绥化152061）我国对于秸秆覆盖的研究始于20世纪70年代初[1]，主要研究秸秆覆盖对土壤水热[2]、作物产量[3，4]及植被生长[5，6]等方面的影响。
在农业生产中，土壤水热是决定植物生长发育的重要条件。
有研究表明，秸秆覆盖处理可提高土壤贮水量，增加土壤墒情[7]，提高作物产量[8]。
刘继龙等[9]通过分析不同秸秆覆盖量以及耕作方式对不同深度土层土壤孔隙度、土壤持水性、土壤供水能力以及土壤水分有效性的影响，揭示了黑土区秸秆覆盖、耕作方式对土壤水分特性的影响机制。
王蓉等[10]探究了膜下秸秆覆盖的日光温室黄瓜根际土壤水热特征及增产机制，结果表明：膜下秸秆覆盖可提高黄瓜全生育期0～30cm 土壤蓄水量。
范重秀等[11]以党参为试材，采用双因素随机区组方法，研究了秸秆覆盖量和覆盖时间对土壤水热状况及党参产量的影响，结果表明：秸秆覆盖显著提高党参生长后期0～20cm 土层的土壤含水量，秸秆覆盖对党参具有显著的降温保墒和增产作用。
黑龙江省是我国重要的粮食生产基地，其农业用地土壤水分的补给主要依赖自然降雨，由于缺乏适宜的耕作方式，使得降雨径流损失较大，采用秸秆覆盖可有效提高秸秆利用率，增加雨水利用效率，保护生态环境，为黑土区农业生产提供有力的支撑。
秸秆覆盖的土壤改良效应
秸秆覆盖的土壤改良效应摘要介绍了秸秆覆盖的土壤改良效应,如增加土壤养分含量,改善土壤结构和物理性后;增强土壤蓄水保墒能力,改善土壤供水状况;调节土壤温度效应;调节土壤pH值效应;对土壤生物活性和微生物活动的影响;农田防护效应。
关键词秸秆覆盖;土壤改良;效应近年来,秸秆覆盖技术在我国得到了大面积的推广和应用,取得了令人满意的综合效益。
研究结果表明,秸秆覆盖能改善土壤物理性质,增加氮、磷,特别是有机质和速效钾的含量,具有蓄水保墒,调节地温,减缓土壤水分、温度波动,调节土壤pH值,提高土壤生物活性的作用,对农田防护具有重要意义。
1增加土壤养分含量,改善土壤结构和物理性质秸秆覆盖不但能直接补充土壤氮素,还可以促进固氮微生物的固氮作用和豆科作物的共生固氮,从而增加土壤中的氮素含量。
农作物秸秆中一般含有数量较多的钾素,而且这些钾素都是水溶性的,因此当其施入土壤后能明显提高土壤代换性钾的水平。
如稻草覆盖于麦田30d后,秸秆中钾下降率为69.13%,60d后为85.0%。
覆盖3 000kg/hm2稻草所带入的钾相当于112.5kg/hm2氯化钾的肥效。
据有关研究指出,利用玉米秸秆还田所增加的土壤代换性钾的数量,相当于作物生长季节从土壤中吸收的代换性钾的总量。
此外,秸秆覆盖还田对于土壤微量元素的补充,也起着重要的作用。
秸秆覆盖还田还能够提高土壤腐殖质含量。
秸秆种类不同,其腐殖化系数不同。
腐殖化系数的大小与秸秆的C/N比和木质素含量有关,C/N比值较大,腐殖化系数也就较大。
随着形成的腐殖质含量的增多,土壤团聚体数量增多,总孔隙度提高,容重下降,保水保肥性能增强,通透性增加。
2增强土壤蓄水保墒能力,改善土壤供水状况秸秆覆盖具有蓄水抑蒸保墒的作用,可有效地降低耗水系数,提高水分利用效率。
同时,农田秸秆覆盖改善了土壤和作物间的水分供需关系。
秸秆覆盖作物生育前期蒸散耗水比裸地少,中后期蒸散耗水比裸地多,全生育期总耗水量与裸地并无明显的差异,其意义就在于秸秆覆盖有调控土壤供水的作用,可以使作物苗期耗水减少,需水关键期耗水增加,农田水分供需状况趋于协调,从而提高水分利用效率。
玉米秸秆残茬覆盖对大豆田土壤水温效应的影响
２０１５年３月灌溉排水学报Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｒａｉｎａｇｅ 第３４卷第３期 文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０３－００６６－０４玉米秸秆残茬覆盖对大豆田土壤水温效应的影响王丽学１，高园园１，屈美琰２，王晓禹２（沈阳农业大学水利学院，沈阳１１０８６６）摘 要：研究了传统耕作、玉米原垄留茬耕作、玉米原垄留茬全覆盖、玉米留茬条带覆盖、浅松覆盖和深松覆盖６种耕作方式下土壤含水率、棵间蒸发量和地温的变化。
结果表明，条带覆盖对大豆不同生育期土壤剖面含水率影响最大；其他耕作方式对棵间蒸发的抑制作用均小于传统耕作；日平均地温在苗期变化明显；保护性耕作对日平均地温影响较大，传统耕作最高，留茬全覆盖最低。
关 键 词：秸秆残茬；大豆田；水温效应中图分类号：Ｓ１５７．４；Ｓ１５２．７；Ｓ１５２．８ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１５．０３．０１４王丽学，高园园，屈美琰，等．玉米秸秆残茬覆盖对大豆田土壤水温效应的影响［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（３）：６６－６９． 秸秆覆盖有利于土壤蓄水保墒，可以有效抵御干旱。
保护性耕作（留茬和秸秆覆盖）要求少动土、少裸露、少污染、高保蓄、高效益［１］。
空间上，免耕土壤含水率较翻耕土壤高，耕层土壤差异明显，随土层深度的加深，差异逐渐减小［２］。
春季返青后“低温效应”对冬小麦返青和春季分蘖不利［３］。
辽宁省是我国大豆主产区之一，该区大豆生长主要依靠天然降水。
因此，有必要分析玉米秸秆残茬覆盖对大豆田土壤含水率、棵间蒸发及地温的影响，探索最佳残茬覆盖方式。
１ 材料与方法试验在沈阳农业大学水利学院试验基地进行。
该基地位于东北地区南部，北纬４１°４４′，东经１２３°２７′，海拔４４．７ｍ。
该地区农业生产的水源以天然降水为主。
试验区土壤以草甸土为主。
供试品种为大豆开创１４。
试验于２０１２年５月开始，前茬为玉米，试验小区面积６ｍ×６ｍ，行距为０．５ｍ，株距为０．３ｍ。
玉米秸秆覆盖麦田下的土壤温度和土壤水分动态规律
玉米秸秆覆盖麦田下的土壤温度和土壤水分动态规律玉米秸秆覆盖作为一种有效的农田管理措施，对于改善土壤环境、提高土壤肥力和促进作物生长具有显著效果。
本文将详细探讨玉米秸秆覆盖麦田下的土壤温度和土壤水分的动态变化规律。
一、土壤温度动态规律日变化规律：在阳光照射下，秸秆覆盖层对太阳辐射有一定的阻挡作用，使得土壤表面温度升温速度减缓。
因此，秸秆覆盖麦田的土壤温度日变化幅度相对较小。
在夜间，秸秆覆盖层又能减少土壤表面热量散失，使得土壤温度下降速度减慢。
季节变化规律：随着季节变化，太阳辐射强度和角度发生改变，从而影响土壤温度。
在春季，随着气温逐渐回升，秸秆覆盖麦田的土壤温度逐渐升高。
而在秋季，随着气温下降，土壤温度逐渐降低。
在夏季和冬季，秸秆覆盖对土壤温度的调节作用更为显著。
二、土壤水分动态规律降雨入渗规律：秸秆覆盖可以减少雨滴对土壤表面的冲击，从而降低土壤表面的板结程度，提高土壤入渗能力。
因此，在降雨过程中，秸秆覆盖麦田的土壤水分入渗速度相对较快，土壤含水量相对较高。
蒸发散失规律：秸秆覆盖层可以降低土壤表面蒸发速度，减少水分散失。
在干旱季节或阳光强烈时，秸秆覆盖麦田的土壤水分蒸发量相对较低。
作物吸收利用规律：作物生长过程中需要吸收大量水分。
在秸秆覆盖麦田中，由于土壤水分保持较好，作物生长更为旺盛，因此作物吸收利用土壤水分也更多。
水分再分配规律：秸秆覆盖层可以减缓土壤水分的垂直运动速度，使得水分在土壤中停留时间延长，有利于作物根系的吸收利用。
同时，秸秆覆盖层还可以促进土壤水分的横向运动，使得水分在土壤中均匀分布。
综上所述，玉米秸秆覆盖麦田下的土壤温度和土壤水分动态规律受到多种因素的影响。
通过了解这些规律，可以为农业生产提供科学依据和技术支持，合理调整农田管理措施，优化农业生产方式，从而提高粮食产量和质量。
秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性的影响
2019年7月农业机械学报第50卷第7期doi:10.6041/j.issn.1000⁃1298.2019.07.036秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性的影响刘继龙1 李佳文1 周 延1 付 强1 张玲玲2 刘 璐1(1.东北农业大学水利与土木工程学院,哈尔滨150030;2.东北农业大学理学院,哈尔滨150030)摘要:通过分析不同秸秆覆盖量以及耕作方式对0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层土壤孔隙度㊁土壤持水性㊁土壤供水能力以及土壤水分有效性的影响,揭示黑土区秸秆覆盖㊁耕作方式对土壤水分特性的影响机制㊂结果表明:土壤持水性㊁土壤供水能力及土壤水分有效性与土壤孔隙度密切相关㊂0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层的土壤总孔隙度㊁毛管孔隙度㊁相同土壤水吸力下土壤含水率㊁比水容量以及有效水含量,在传统耕作条件下,秸秆覆盖均高于无覆盖;在秸秆覆盖条件下,免耕均高于传统耕作㊂免耕秸秆覆盖处理影响土壤孔隙度㊁土壤持水性㊁土壤供水能力及土壤水分有效性,随秸秆覆盖量增加,土壤总孔隙度㊁毛管孔隙度㊁相同土壤水吸力下土壤含水率㊁比水容量以及有效水含量逐渐增大,随土层加深,各处理土壤孔隙度㊁土壤持水性及土壤供水能力逐渐减小㊂本研究区最适宜的秸秆覆盖与耕作方式为免耕150%秸秆覆盖处理㊂关键词:秸秆覆盖;耕作方式;土壤孔隙度;土壤持水性;土壤供水能力;土壤水分有效性中图分类号:S152.7文献标识码:A文章编号:1000⁃1298(2019)07⁃0333⁃07收稿日期:20190512 修回日期:20190527基金项目:国家自然科学基金项目(51409046)㊁黑龙江省自然科学基金项目(E2018005㊁E2016005)㊁东北农业大学学术骨干项目(16XG12)㊁黑龙江省博士后科研启动金项目(LBH Q16023)㊁东北农业大学青年才俊项目(17QC25)和黑龙江省博士后经费项目(LBHZ17009)作者简介:刘继龙(1981 ),男,副教授,博士,主要从事农业水土工程研究,E⁃mail:liujilong1981@ 通信作者:周延(1984 ),男,副教授,博士,主要从事农业水资源管理与利用研究,E⁃mail:zhouyan_neau@Effects of Straw Mulching and Tillage on Soil Water CharacteristicsLIU Jilong 1 LI Jiawen 1 ZHOU Yan 1 FU Qiang 1 ZHANG Lingling 2 LIU Lu 1(1.School of Water Conservancy and Civil Engineering ,Northeast Agricultural University ,Harbin 150030,China2.School of Science ,Northeast Agricultural University ,Harbin 150030,China )Abstract :By analyzing the effects of different straw mulching amounts and tillage methods on the soil porosity,soil water retention property,soil water supply capacity and soil water effectiveness in 0~20cm,20~40cm and 40~60cm soil layers,the mechanism of straw mulching and tillage methods on soil water characteristics in black soil region was revealed.The result showed that soil water retention property,soil water supply capacity and soil water effectiveness were closely related to soil porosity.Under conventional tillage treatment,the soil total porosity,soil capillary porosity,soil water content under the same soil water suction,specific water capacity and available water content under straw mulching treatment were higher than those under bare soil in 0~20cm,20~40cm and 40~60cm soil layers.Under straw mulching treatment,the soil total porosity,soil capillary porosity,soil water content under the same soil water suction,specific water capacity and available water content under no⁃tillage treatment were higher than those under conventional tillage treatment in 0~20cm,20~40cm and 40~60cm soil layers.No⁃tillage with straw mulching treatment affected soil porosity,soil water retention property,soil water supply capacity and soil water effectiveness.Under no⁃tillage treatment,soil total porosity,soil capillary porosity,soil water content under the same soil water suction,specific water capacity and available water content were increased with the increase of straw mulching.Soil porosity,soil water retention property and soil water supply capacity were decreased gradually with soil depth.The most suitable straw mulching and tillage method in the study area was no⁃tillage with 150%straw mulching.Key words :straw mulching;tillage methods;soil porosity;soil water retention property;soil watersupply capacity;soil water effectiveness0 引言土壤水分特性通常指土壤持水性㊁土壤供水能力及土壤水分有效性,土壤孔隙状况影响土壤水分特征曲线,土壤水分特征曲线则决定土壤水分特性[1-2]㊂研究表明,秸秆还田及耕作方式的改变,可以改善土壤结构,从而影响土壤水分特性㊂如免耕秸秆集中深还田分解有机质后,改变土壤结构及水分在土壤中的运动特性,在水分不易通过的粘土试验田,有利于提高土壤孔隙度及持水能力,可以使水分沿着大孔隙更多地进入土壤,供作物更好地吸收利用[3]㊂将秸秆粉碎后加入土壤,能有效改善土壤结构,迅速增大土壤持水能力[4]㊂免耕能有效改善土壤结构,增大耕层土壤孔隙,增强持水能力[5-8],秸秆覆盖还田能提高土壤孔隙度,显著改善土壤持水性[9-11],免耕与秸秆覆盖相结合对改善土壤结构及水分特性更为显著[12-17]㊂相同土壤水吸力下,土壤中加入作物秸秆使水分特性显著增强[1];粉碎氨化秸秆还田条件下,随秸秆分解,土壤结构连通性逐渐得到改善,使土壤持水特性显著增强[17];免耕条件下,随秸秆覆盖量增加,土壤持水性能增强,土壤有效水含量增加[18];覆盖物为枯落物时,土壤孔隙度增加,红壤坡地土壤持水及供水能力有效提高[13];与草甸土㊁白浆土㊁碱土㊁褐土相比,黑土土壤结构松紧适宜,耕层土壤有效持水量较高[19];降雨后,土壤总孔隙度及非毛管孔隙度下降,毛管孔隙度增多,重力水减少,有效水增加[20]㊂不同秸秆还田方式㊁耕作方式㊁覆盖量㊁覆盖物等对土壤水分特性都有影响,随着秸秆覆盖的推广和应用,深入研究不同秸秆覆盖及耕作方式对土壤水分特性的影响机制具有重要意义㊂东北黑土区是我国重要商品粮基地,受自然因素和人为因素影响,土壤退化严重,使土壤结构和土壤蓄水保墒能力等土壤性质不断恶化㊂研究解决该区土壤退化问题㊁提高土壤蓄水保墒等能力是保证该区土壤资源高效㊁可持续利用而亟需解决的关键问题㊂适宜的秸秆覆盖及耕作方式是改善土壤结构和提高土壤蓄水保墒等能力的有效途径,目前,关于黑土区秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性影响的研究较少㊂因此,本文以黑土区农田为研究对象,在利用van Genuchten模型拟合土壤水分特征曲线基础上,分析不同秸秆覆盖量及耕作方式对0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm土层土壤孔隙度㊁土壤持水性㊁土壤供水能力及土壤水分有效性的影响,深入探索秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性的影响机制,为东北黑土区适宜秸秆覆盖和耕作方式的构建㊁以及土壤水分的高效利用提供理论依据与指导㊂1 材料与方法1.1 试验设计试验区为东北农业大学向阳试验基地(45°45′37″N,126°54′30″E),该基地位于黑龙江省哈尔滨市香坊区向阳乡,属中温带大陆性气候,气候干燥寒冷,年平均降雨量500~600mm㊂试验设置5个处理,分别为传统耕作(CK)㊁免耕50%秸秆覆盖(NM0.5)㊁免耕100%秸秆覆盖(NM1)㊁免耕150%秸秆覆盖(NM1.5)以及传统耕作100%秸秆覆盖(CM1)㊂NM0.5㊁NM1㊁NM1.5处理秋收后去茬并移走秸秆,次年春季免耕播种后将秸秆粉碎均匀覆盖地表,粉碎后秸秆长12cm左右,覆盖量根据面积比例分别为前一年小区收获秸秆的50%㊁100%㊁150%㊂CK与CM1秋收后去茬并移走秸秆,次年旋地㊁起垄播种,其中CM1将秸秆粉碎后均匀覆盖地表,覆盖量为前一年小区收获秸秆的100%㊂每个处理重复3次,共计15个小区,每个小区面积为36m2(6m×6m),试验于2018年5月2日播种,9月25日收获,各处理施肥方案相同,播种时施用三宁复合肥414kg/hm2(N㊁P2O5㊁K2O质量分数分别为14%㊁16%㊁15%),施肥量参考当地常规施肥标准,7月2日追施尿素251kg/hm2,试验地种植作物为玉米,供试玉米品种为 中玉9号”㊂1.2 测定项目与分析方法玉米成熟期后采集土壤样品,在0~20cm㊁20~ 40cm㊁40~60cm土层采集田间小区原状土,用来测定土壤容重及土壤水分特征曲线㊂土壤容重㊁毛管孔隙度采用环刀法测定㊂土壤总孔隙度及非毛管孔隙度计算式为[21]f=(1-ρb/ρs)×100%(1)f a=f-f b(2)式中 ρb 土壤容重,g/cm3ρs 土壤比重,取2.65g/cm3f 土壤总孔隙度,%f b 土壤毛管孔隙度,%f a 土壤非毛管孔隙度,%土壤水分特征曲线采用离心机法进行测定,van Genuchten模型进行拟合,即θ(h)=θr+θs-θr(1+|αh|n)m(3)其中m=1-1/n式中 θ(h) 土壤含水率,cm3/cm3h 土壤水吸力,kPaθs 饱和土壤含水率,cm3/cm3433农 业 机 械 学 报 2019年θr 残余土壤含水率,cm 3/cm 3α 进气吸力的倒数,kPa -1n 形状系数比水容量计算式为C (h )=-d θd h =(θs -θr )mnα|αh |n -1(1+|αh |n )m +1(4)1.3 数据分析采用Excel 计算不同处理各土层土壤孔隙度㊁土壤水分特征曲线㊁土壤比水容量以及土壤水分常数,Origin 9.0绘图,SPSS 20.0软件进行单因素方差分析,显著性水平为0.05㊂2 结果与分析2.1 秸秆覆盖与耕作方式对土壤孔隙度的影响不同处理各土层土壤总孔隙度㊁毛管孔隙度以及非毛管孔隙度如图1(图中不同小写字母表示差异显著(P <0.05),下同)所示㊂与CK 相比,NM0.5㊁NM1㊁NM1.5处理0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层土壤总孔隙度㊁毛管孔隙度均随秸秆覆盖量增加逐渐增加,非毛管孔隙度逐渐降低;0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层NM1.5土壤总孔隙度显著增加5.87%㊁5.59%㊁4.71%;0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层NM1.5土壤毛管孔隙度显著增加11.19%㊁10.21%㊁9.66%;NM0.5处理20~40cm㊁40~60cm 土层土壤总孔隙度㊁毛管孔隙度减少,非毛管孔隙度增加㊂NM1.5与NM0.5㊁NM1相比0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层土壤毛管孔隙度差异显著㊂免耕秸秆覆盖改善土壤孔隙状况[22-23],且随秸秆覆盖量增加各土层土壤总孔隙度及毛管孔隙度均逐渐增加,非毛管孔隙度逐渐减少㊂免耕50%秸秆覆盖与CK 相比,深层土壤总孔隙度及毛管孔隙度有所减少,但差异不显著,可能由于秸秆分解的有机质含量随秸秆覆盖量减少逐渐减少,且随土层加深逐渐减少㊂图1 不同处理各土层土壤总孔隙度㊁毛管孔隙度和非毛管孔隙度Fig.1 Total porosity,capillary porosity and non⁃capillary porosity of soil in different soil layers under different treatments 0~20cm㊁20~40cm 及40~60cm 土层NM1较CM1土壤总孔隙度分别增加0.69%㊁1.63%㊁1.17%;土壤毛管孔隙度分别增加1.52%㊁2.34%㊁2.16%;土壤非毛管孔隙度减少15.58%㊁10.60%㊁14.74%㊂100%秸秆覆盖条件下,免耕较传统耕作相比改善土壤孔隙度,是由于免耕对土壤的扰动减少,降低土壤容重,使土壤总孔隙度㊁毛管孔隙度增加㊂与CK 相比,0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层CM1处理土壤总孔隙度分别显著增加2.56%㊁2.23%㊁2.43%;CM1处理0~20cm 土层土壤毛管孔隙度显著增加3.60%,非毛管孔隙度显著减少14.36%㊂传统耕作条件下,100%秸秆覆盖增加各土层土壤总孔隙度及毛管孔隙度,减少土壤非毛管孔隙度,秸秆覆盖能有效改善土壤孔隙度,主要是秸秆被腐蚀分解使土壤有机质含量增加,减少了地表裸露,缓解外界环境对土壤结构的影响,增加土壤孔隙度[24]㊂随土层加深各处理土壤总孔隙度及毛管孔隙度逐渐减小,这与武均等[12]㊁吕雯等[24]研究结果一致,由于秸秆随土层加深分解作用减弱,土壤自身沉降,导致土壤总孔隙度及毛管孔隙度减小㊂2.2 秸秆覆盖与耕作方式对土壤持水性的影响根据图2中0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层土壤水分特征曲线呈现的变化趋势,分为低吸力段(0~150kPa)和中高吸力段(大于150kPa)[25],低吸力段在相同水吸力下,各处理0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层土壤含水率差别较小,高吸力段时不同土层各处理土壤含水率随土壤水吸力变化规律明显,各处理间曲线趋于平缓且相对平行,这主要是因为高吸力段土壤水分主要保留在土壤毛管孔隙,不同处理下0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层土壤持水性变化规律与土壤毛管孔隙度变化规律一致㊂0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层NM0.5㊁NM1㊁NM1.5土壤持水性随秸秆覆盖量增加而增强,与各土层毛管孔隙度随秸秆覆盖量变化趋势一致㊂免耕条件下,NM0.5与NM1㊁NM1.5相比对20~40cm 及40~60cm 土层土壤持水性影响减弱;NM1.5与NM0.5㊁NM1相比有效抑制土壤水分蒸发,且对0~20cm 土层的影响最明显㊂传统耕作条件下,0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm 土层CM1土533第7期 刘继龙等:秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性的影响图2 0~60cm土层各处理土壤水分特征曲线Fig.2 Soil moisture characteristic curves in0~60cm soil layers for each treatment壤持水性均高于CK,秸秆覆盖增加了土壤毛管孔隙度,增大土壤水库容,从而增强了土壤持水性㊂秸秆覆盖条件下,NM1与CM1相比0~20cm㊁20~40cm 及40~60cm土层土壤持水性均增强,秸秆覆盖条件下免耕处理较传统耕作处理增强土壤持水性㊂随土层加深各处理土壤持水性减弱,主要由于随土层加深土壤毛管孔隙度减小㊂免耕秸秆覆盖土壤持水性强于传统耕作秸秆覆盖,主要由于免耕和秸秆覆盖共同作用,免耕减少对土壤扰动,且秸秆的集雨效果显著,能有效减少土壤水分无效蒸发[26]㊂2.3 秸秆覆盖与耕作方式对土壤供水能力的影响通常土壤水吸力为100kPa时的比水容量可很好地衡量土壤的供水能力[26],图3为各处理不同土层土壤比水容量㊂各处理间0~20cm㊁20~40cm 及40~60cm土层土壤供水能力均与土壤持水性变化趋势一致㊂相同土壤水吸力下,0~20cm土层土壤比水容量由大到小依次为NM1.5㊁NM1㊁CM1㊁NM0.5㊁CK处理,20~40cm及40~60cm土壤比水容量由大到小则依次为NM1.5㊁NM1㊁CM1㊁CK㊁NM0.5处理㊂0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm土层NM0.5㊁NM1㊁NM1.5土壤比水容量均随秸秆覆盖量增加而增加;传统耕作条件下,0~20cm㊁20~ 40cm㊁40~60cm土层CM1土壤比水容量较CK相比分别高11.86%㊁9.03%㊁9.24%,秸秆覆盖增强了土壤供水能力,这与李航等[25]研究一致;0~ 20cm㊁20~40cm㊁40~60cm土层土壤比水容量NM1较CM1分别高2.58%㊁17.78%㊁3.94%,秸秆覆盖条件下,免耕较传统耕作相比增强土壤供水能力㊂2.4 秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分有效性的影响根据被植物吸收利用的难易程度,土壤水可分为重力水㊁全有效水㊁速效水㊁迟效水[1]㊂由表1可知,与CK相比,0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm土层NM0.5㊁NM1㊁NM1.5处理土壤水分常数基本呈线性变化,各土层重力水含量均随秸秆覆盖量增加而减少,即由大到小为NM0.5㊁NM1㊁NM1.5处理;图3 不同处理各土层的比水容量Fig.3 Specific water capacity of soil suction in each layer 全有效水㊁速效水㊁迟效水含量随秸秆覆盖量增加而增加,即由大到小为NM1.5㊁NM1㊁NM0.5处理㊂NM1.5较CK显著增加0~20cm㊁20~40cm㊁40~ 60cm土层土壤全有效水㊁速效水及迟效水含量,且与NM0.5㊁NM1相比差异显著㊂表1 不同处理各土层土壤水分常数Tab.1 Soil moisture constant of different soillayers under different treatments土层深度/cm处理重力水含量/(cm3㊃cm-3)有效水含量/(cm3㊃cm-3)全有效水速效水迟效水易利用水比例系数CK12.83c17.03a11.50a5.53b0.252abCM112.61c18.09b12.22c5.88c0.257a 0~20NM18.90a18.54b12.55d6.00d0.280b NM0.511.37b17.02a11.96b5.06a0.263abNM1.58.63a25.47c15.98e9.49e0.294bCK15.73c13.05a11.33a2.02a0.236aCM115.29c13.85b11.55a2.29b0.239a 20~40NM111.54b16.05d12.37b3.69c0.264b NM0.511.55b15.24c11.63a3.61c0.260bNM1.59.47a16.83e12.72c4.11d0.278cCK14.42c13.25b11.49b1.76b0.243aCM114.14c13.42b11.57b1.84b0.245a 40~60NM113.08b15.07c11.58b3.49c0.251ab NM0.513.35b10.09a9.16a0.93a0.232aNM1.510.60a17.52d12.81c4.71d0.271b 注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)㊂ 秸秆覆盖条件下,0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm633农 业 机 械 学 报 2019年土层NM1较CM1土壤重力水含量分别减少29.42%㊁24.53%㊁8.91%;全有效水含量分别增加2.49%㊁15.88%㊁12.30%;速效水含量分别增加2.70%㊁7.10%㊁0.86%;迟效水含量分别增加2.29%㊁57.64%㊁89.67%㊂传统耕作条件下,CM1较CK相比0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm土层重力水含量分别减少1.71%㊁2.80%㊁19.42%;全有效水含量分别增加6.23%㊁3.71%㊁1.10%;速效水含量分别增加6.24%㊁2.01%㊁0.73%;迟效水含量分别增加6.21%㊁13.21%㊁2.25%㊂易利用水比例系数可用来表征土壤保水性,其值为速效水含量与饱和含水率之比[1]㊂0~20cm㊁20~40cm㊁40~60cm土层的土壤易利用水比例系数,NM0.5㊁NM1㊁NM1.5处理均随秸秆覆盖量增加而增加;传统耕作条件下,CM1与CK相比分别增加2.15%㊁1.57%㊁0.82%,但差异不显著;秸秆覆盖条件下,NM1较CM1分别增加9.06%㊁10.29%㊁2.93%㊂传统耕作秸秆覆盖有效水含量与易利用水比例系数均高于无覆盖,秸秆覆盖增强作物对土壤水的吸收利用能力㊂免耕秸秆覆盖土壤水分常数除重力水均高于传统耕作秸秆覆盖,说明在秸秆覆盖条件下,免耕处理能增强作物对土壤水分吸收利用能力㊂重力水存在大孔隙中,不易被植物吸收利用,秸秆覆盖量增加,除重力水含量逐渐减少外,其他土壤水分常数均逐渐增加,免耕条件下秸秆覆盖量为150%时,作物对土壤水分的吸收利用最佳㊂2.5 综合评价分析矩阵法是环境影响综合评价的基本方法,本文将各试验处理作为矩阵中的各项开发活动,将土壤孔隙度㊁土壤持水性㊁土壤供水能力以及土壤水分有效性作为受影响的各环境因子,共同组成环境影响矩阵,建立各处理与土壤水分特性间的直接因果关系,通过优劣排序值来表示不同处理对土壤水分特性产生的影响[27]㊂本文应用矩阵法对土壤水分特性进行综合评价,毛管孔隙度与土壤水分特性密切相关,因此仅对毛管孔隙度进行评分;比水容量反映土壤供水能力,值越大得分越高;土壤持水性㊁土壤水分有效性分别以相同水吸力下土壤含水率㊁有效水含量进行评分㊂最终以综合得分对不同处理进行评价,结果如表2所示,NM1.5处理综合得分最高,明显优于其他处理,NM1.5处理毛管孔隙度最大,土壤持水性㊁供水能力最强,土壤有效水含量最高,有利于作物吸收利用㊂3 讨论土壤水分是影响研究区作物生长的一个重要因表2 不同处理土壤水分特性矩阵Tab.2 Matrix of soil moisture characteristicsunder different treatments 影响因子CK CM1NM1NM0.5NM1.5毛管孔隙度5912415土壤持水性5912415比水容量5912415土壤水分有效性5812515综合得分2035481760素,如何提高土壤蓄水保墒能力是研究区亟需解决的一个关键问题,本文通过分析秸秆覆盖与耕作方式对黑土区土壤水分特性的影响机制,提出了研究区适宜秸秆覆盖量与耕作方式,为提高土壤蓄水保墒能力以及作物产量等提供了依据㊂除此之外,秸秆覆盖与耕作方式对土壤养分㊁土壤温度和土壤微生物等也都具有明显影响,这进而都会影响作物的生长发育,开展这一方面的研究更有利于提出研究区适宜秸秆覆盖量与耕作方式,提高作物产量,保证土壤资源高效可持续利用㊂后续研究中应进一步开展秸秆覆盖与耕作方式对土壤各个方面以及作物的综合影响㊂年限㊁降雨㊁地形等外界因素以及有机质分解㊁作物根系生长状况等都会影响土壤孔隙度进而影响土壤水分特性,后续试验中可在此试验基础上进一步考虑外界条件(降水等)㊁土壤养分㊁土壤通气性及作物根系对土壤水分特性的影响㊂4 结论(1)传统耕作条件下,0~20cm㊁20~40cm及40~60cm土层秸秆覆盖处理较无覆盖处理增大了土壤总孔隙度及毛管孔隙度,减小了非毛管孔隙度;秸秆覆盖条件下,免耕较传统耕作方式增大了各土层土壤总孔隙度及毛管孔隙度,减小了非毛管孔隙度㊂免耕150%秸秆覆盖0~20cm㊁20~40cm和40~60cm土层土壤总孔隙度显著增加5.87%㊁5.59%和4.71%,土壤毛管孔隙度显著增加11.19%㊁10.21%和9.66%㊂(2)土壤孔隙度是决定土壤水分特性的关键因素,各处理不同土层相同土壤水吸力下土壤含水率㊁土壤比水容量及土壤有效水含量均与毛管孔隙度的变化趋势一致㊂免耕处理和秸秆覆盖处理均增强土壤水分特性,免耕秸秆覆盖相结合对土壤水分特性的影响更为显著㊂免耕秸秆覆盖下,土壤持水性㊁土壤供水能力㊁土壤水分有效性随覆盖量增加而逐渐增强㊂(3)矩阵法综合评价分析表明,免耕150%秸秆覆盖处理最优,能有效改善土壤孔隙度,有利于土壤水分蓄积及作物对土壤水分的高效利用,是研究区最适宜的秸秆覆盖与耕作方式㊂733第7期 刘继龙等:秸秆覆盖与耕作方式对土壤水分特性的影响833农 业 机 械 学 报 2019年 参考文献[1] 仵峰,张凯,宰松梅,等.小麦玉米秸秆掺土还田量对土壤水分运动特性的影响[J].农业工程学报,2015,31(24):101-105.WU Feng,ZHANG Kai,ZAI Songmei,et al.Impact of mixed straw on soil hydraulic properties[J].Transactions of the CSAE, 2015,31(24):101-105.(in Chinese)[2] HWANG S I,POWERS S E.Estimating unique soil hydraulic parameters for sandy media from multi⁃step out flow experiments[J].Advances in Water Resources,2003,26(4):445-456.[3] 王胜楠,邹洪涛,张玉龙,等.秸秆集中深还田对土壤水分特性及有机碳组分的影响[J].水土保持学报,2015,29(1):154-158.WANG Shengnan,ZOU 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秸秆还田对不同地区土壤温度的影响研究现状分析
的作物类型以及种植作物类型；④设置对照空白试
验和秸秆还田试验，各处理设置 3 个重复及以上。
经过筛选，共获得文献 33 篇[4-36]、有效独立研究性试
验数据 606 组，将数据按照试验地区、不同作物秸
秆、耕作措施、土层深度、不同还田时期进行分组。
1.2 数据分析
秆还田区土壤温度显著低于秸秆不还田区（P<0.05），
（0.10%）
（图 2）。
度 变化小。华北地区土壤温度降低 28.88%，受秸
秆还田的影响最大，东北地区次之，降幅为 26.41%，
其 次 为 西 北 地 区（13.24%），华 东 地 区（4.64%）最
小（图 1）。
花生
不同作物秸秆
西北地区土壤温度差异不显著，华东地区土壤温
秸秆还田对土壤温度变化的影响。结果表明：所获得的文献不存在发表偏倚性，秸秆还田对土壤温度的整体效应
量为-22. 69%，秸秆还田降低土壤温度；华北、东北地区秸秆还田区土壤温度显著低于未还田区，在西北地区秸秆还
田后土壤温度的变化不明显；秸秆还田区 0~30 cm 土层深度每增加 5 cm 土壤温度均有所下降，且各土层温度随季
1 材料与方法
1.1 数据来源
物体系研究中经常被忽略，但是在作物系统中土壤
本试验数据来源于中国知网、万方数据知识服
温度起到非常重要的作用，它影响作物的生长发育
务平台、维普网等数据库，通过设置关键词：秸秆还
以及土壤的各种生理生化过程。过去的几十年里，
秸秆还田试验在不同地区普遍开展，取得了丰富成
果，研究认为秸秆还田可以降低土壤温度[2]；或者增
究
2 结果与分析
冬小麦秸秆覆盖保墒灌溉效应研究
冬小麦秸秆覆盖保墒灌溉效应研究水是生命之源,是工农业生产的命脉,水资源缺乏却已经成为我国经济社会发展的最大限制因素。
我国农业灌溉用水量约占全国总用水量的70%以上,农业用水利用率低,浪费严重。
现有的节水灌溉技术大部分因为设备价格昂贵而不能在农业生产中大面积推广。
与此同时,在农业生产中废弃秸秆的堆放、焚烧而带来的环境污染问题越来越引起人们的重视。
针对以上问题,吴普特、汪有科研究员提出“保墒灌溉”节水新理念。
作为一种新的节水理念,要应用于实际生产,还要研究、解决很多问题。
本论文通过小区试验就秸秆覆盖与地面灌溉相结合后的土壤温湿变化、作物生理及产量进行分析,初步得到以下结果:（1）在干旱处理的情况下秸秆覆盖对0～15cm土层地温变化的影响较大,对15cm以下的土层温度变化影响较小;不同处理剖面地温最大日变幅均随着深度的增加而递减,而且可以用指数函数式表示;灌溉后处理的地温与冠层温度低于干旱处理,相同秸秆覆盖量时灌水定额越大地温越低;回归分析表明,0～25cm土层的平均地温与土壤平均含水率呈现良好的乘幂关系。
（2）秸秆覆盖后小麦的分蘖数和光合速率均有提高。
秸秆覆盖0.6kg/m<sup>2</sup>+灌水定额900m3/hm<sup>2</sup>+灌溉两次的组合小麦有效分蘖最多;秸秆覆盖0.9kg/m<sup>2</sup>、0.6kg/m<sup>2</sup>、0.3kg/m<sup>2</sup>的光合速率分别比裸地高22.5%、20.2%、17.7%。
（3）秸秆覆盖具有良好的保水功能,可有效的防止土壤水分的棵间蒸发。
干旱处理下,秸秆覆盖0.9kg/m<sup>2</sup>、0.6 kg/m<sup>2</sup>、0.3kg/m<sup>2</sup>处理的土壤耗水量分别较对照降低了6.68%、4.01%和1.09%;在秸秆覆盖量为0.9kg/m<sup>2</sup>时,相同灌溉定额的条件下,灌水三次较春灌一次的小麦的生育后期土壤水分高。
不同秸秆覆盖模式对砂壤土水盐运移规律的影响
不同秸秆遮盖模式对砂壤土水盐运移规律的影响专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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秸秆带状覆盖不同种植方式和播量对旱地冬小麦土壤水分的影响
秸秆带状覆盖不同种植方式和播量对旱地冬小麦土壤水分的影响秸秆带状覆盖不同种植方式和播量对旱地冬小麦土壤水分的影响近年来，随着气候变化和人口增长的双重压力，干旱地区的农业生产受到了严重挑战。
针对这一问题，农业科学家们提出了多种解决方案，其中一种方法是利用秸秆带状覆盖来改善土壤水分状况。
然而，对于不同种植方式和播量对旱地冬小麦土壤水分的影响，目前还缺乏详细的研究和实证数据。
因此，本文旨在通过实地观测和定量分析，探讨秸秆带状覆盖在不同种植方式和播量下对旱地冬小麦土壤水分的影响。
首先，我们选择了典型的旱地冬小麦种植区域作为研究地点，并设计了三种不同的种植方式，分别是直播、秧苗移植和插秧。
在每种种植方式下，我们设置了三个不同的播量处理，分别是正常播量、降低播量和增加播量。
通过这样的设计，我们能够全面地观察和比较不同条件下秸秆带状覆盖对土壤水分的影响。
在实施实验前，我们首先对研究地的土壤水分状况进行了详细的调查和测量。
结果显示，在观察期内，土壤水分呈现递减的趋势，并且不同深度的土壤水分含量存在较大差异。
这为后续的实验设计和结果分析提供了基础数据。
接着，我们按照预设的种植方式和播量对实验地进行了种植。
在种植过程中，我们按照要求对秸秆进行了带状覆盖，并定期测量并记录了土壤水分含量。
同时，我们还监测了作物的生长情况，以了解土壤水分对冬小麦生长的影响。
经过多次测量和数据分析，我们得出了以下几个主要结论：首先，不同种植方式和播量对土壤水分的影响存在显著差异。
在同一种植方式下，增加播量会导致土壤水分含量上升；而在同一播量下，不同种植方式的土壤水分含量表现出差异性。
这表明种植方式和播量是影响秸秆带状覆盖对土壤水分影响的重要因素。
其次，秸秆带状覆盖对冬小麦的生长有积极的影响。
相对于无秸秆带状覆盖的对照组，覆盖秸秆的处理组的冬小麦生长更加健壮，根系更为发达。
秸秆带状覆盖能够有效减少水分蒸发和土壤侵蚀，提供良好的生长环境，从而提高冬小麦的产量和质量。
秸秆覆盖对深沟造林地土壤温度与含水量的影响
长 ” 该 试验 研 究 了秸 秆覆 盖 条件 下 深 沟造 林 地土 壤 温 度 】 。
和 土 壤 含 水量 的变 化 规 律 ， 为 同类 地 区 开沟 覆 盖 造 林 提 可 供参考。
１ 材 料 与 方 法 １１ 试 验 区 概 况 ．
降低。 白天秸 秆覆 盖 具 有降低 地 温 的作 用 ，Ｃ１ 、 Ｃ ０的保 Ｆ ０Ｆ ２
出 ， 草 处 理 （ Ｃ 的 地 温 变 化 低 于 不 覆 草 （ ， 草 处 理 覆 Ｆ ） Ｗ） 覆 （ Ｃ） Ｆ 的地 温 变化 在 白天 呈逐 渐 上 升 的趋 势 ； 随着 太 阳辐 射 的降 低 ， 不覆 草 （ ） 对照 （ Ｄ） Ｗ 和 Ｐ 的地 温在 到 达 最 高 后 开始
微 生物 的活动 、 有机 质 的分 解 和养 分 的释 放 ， 而 有利 于根 从 系 的生 长 ， 收 剂 营养 物 质的 合成 和转 化 ， 证 苗木 的成 活 吸 保
１ ． 试 验 设 计 ２
试 验 在 ６ ｍ 深 沟 内 进 行 ． 设 ４个 处 理 ， 别 为 不 覆 ０ｃ 共 分
总 时数 为 ２３ ０ ２７ ０ｈ 生 态 区 内以棕 钙 土 为 主 ， 壤 风蚀 ０ ～ ０ 。 土 严重， 土层 薄 、 渗水 力 强 。
温 差 距 不大 ， 草 处理 （ Ｃ） 地 温低 于 不 覆 草 （ 的和 对 覆 Ｆ 的 Ｗ）
照 （ Ｄ） 主要 原 因是秸 秆吸 收太 阳辐 射后 ， Ｐ 。 由于 其 导热 率较
小 ， 热量 不 易 向 地 表传 递 ， 上温 度 ห้องสมุดไป่ตู้低 时 ， 使 晚 覆盖 的秸 秆
试 验 于 ２０ －２ ０ ０ ８ ０ ９年 在 塔 城 盆 地 老 风 口生 态 区沟 植 造林 试 验 地 内进 行 ， 验区 属 中温 带大 陆 干旱 区 ， 均 气 温 试 年 ４４ ５８℃ ， 均 降 水 量 ２ ０ ３ ０ｍｍ， 水 为 春 、 ．～ ． 年 ９ ～ ５ 降 夏季 偏 多 ， 冬 、 季 偏 少 ， 均 蒸 发 量 ２３ ０ ２５ ０ｍ 全 年 平 均 日照 秋 年 ０ ～ ０ ｍ，
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Ｃ Ａ Ｉ Ｔ ａ ｉ － ｙ ｉ ， Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｚ ｈ ｉ － ｃ ｈ ａ ｏ ， ＨＵ Ａ Ｎ Ｇ Ｈ ｕ ｉ － ｊ ｕ ａ ｎ ， Ｈ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｙ ａ ｏ — ｗ ｅ ｉ ， Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｈ ｅ — ｂ ｉ ｎ ｇ ’ ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ — ｈ ｕ ａ ， Ｊ Ｉ Ａ Ｚ ｈ ｉ — ｋ ｕ ａ ｎ （ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｌ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｊ ｉ ａ ｏ ｚ ｕ ｏ ， Ｈｅ ｎ ａ ｎ ４ ５ ４ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ
表示 ） 和生育期覆盖方式 （ Ｓ Ｓ Ｍ） 下（ 分别 以 ｓ ４ 、 ｓ ５和 ｓ ６表示 ） 的定位试验 。结果表 明 ， 不同覆盖处理在 ０ ～ ２ ５ ｃ ｍ土层的降温效应 ， 表
现 为随覆盖量的增加而增大 ， 随土壤深 度增 加而减小。在 Ｏ ～ １ ５ ｃ ｍ土层 “ 低温效应 ” 在全生育期 内表现 出前期大 、 后期小 的变化趋
ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ — ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ Ａｇ ｄｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ｅ ， Ｎ ｏ ￣ｈ ｗｅ ｓ ｔ Ａ＆Ｆ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｙａ ｎ ｇ ｌ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ ７ １ ２ １ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ３ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ —
ｎ ｉ ｃ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｊ ｉ ａ ｏ ｚ ｕ ｏ ， Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ４ ５ ４ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ４ ． Ｔ ｈ ｅ Ａ ｇ ｉ ｒ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ０ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
蔡 太义 ， 一 ， 陈志超 ， 黄会娟 。 ， 黄耀威 ４ ， 张合兵 １ ７ 刘 昌华 ， 贾志宽
（ １ ． 河南理 工大学测 绘与 国土信 息工程学院 ， 河南 焦作 ４ ５ ４ ０ ０ ０ ； ２ ．西北农 林科 技大学 中 国旱 区节水农 业研究 院 ， 陕西 杨凌 ７ １ ２ １ ０ ０ ； ３ ． 河南理工大学体育学院 ， 河南 焦作 ４ ５ ４ ０ ０ ０ ； ４ ． 河南省农业厅 ， 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ ８ ）
摘
要： 为探 明不 同秸秆 覆盖模式 下农 田土壤温度 和水分 的效应 问题 ， 于２ ０ ０ ７ －２ ０ １ ０年在陕西合 阳县西北农林科技 大学旱农试
验站 ， 以不 覆盖为对照（ Ｃ Ｋ） ， 设 置 ３个水平秸秆覆盖量（ ４ ５ ０ ０ 、 ９ ０ ０ ０ 、 １ ３ ５ ０ ０ ｋ ｇ ・ ｈ ｍ ） 在全年覆 盖方式 （ Ｑ Ｓ Ｍ） 下（ 分别 以 ｓ １ 、 ｓ ２和 ｓ ３
Ｅｆ ｆｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｄｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｍｏ ｄ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｃｒ ｏ ｐ ｐ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ Ｕｓ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｔ ｒ ａ ｗ Ｍｕ ｌ ｃ ｈ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｔｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｗｅ ｉ ｂ ｅ ｉ Ｈｉ ｇ ｈ ｌ ａ ｎ ｄ Ｒｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃｈ ｉ ｎ ａ
势 。０ － ５ ｃ ｍ土层不 同处理的地温 日变化在早上 ６ ： Ｏ ０最低 ， 与Ｃ Ｋ差异最小 ； 中午 １ ４ ： ０ ０最高 ， 与Ｃ Ｋ差异最 大 ； 晚上 ２ ０ ： ０ ０介 于前 两 者之 间。Ｑ Ｓ Ｍ 方式下 ， ｓ １ 、 ｓ ２和 ｓ ３处理与 Ｃ Ｋ相 比， ３ 个年度休 闲期 的 ０ － ２ ０ ０ ｃ ｍ土壤贮水 量分别增加 ７ ． ６ 、 １ ０ ． ８ 、 １ ２ ． ３ ｍ ｍ； 生育期 内０ － ２ ０ ｃ ｍ土层土壤含水率分别高 出 ３ ． ９ ％、 ８ ． ５ ％和 Ｉ １ ． ８ ％。Ｓ Ｓ Ｍ下 各覆 盖量处理土壤温度和水分的运移 规律 与 Ｑ Ｓ Ｍ方式相似 ， 但 均弱于后者 。从水 温效应综合来看 ， Ｑ Ｓ Ｍ覆盖方式整体优于 Ｓ Ｓ Ｍ方式 ， 尤以ｓ ２ 处理综合表现较优 。 故在渭北旱塬或其他同类生态 区进行 玉米整秸秆覆盖时 ， 推荐选择 Ｑ Ｓ Ｍ方式 ， 且以９ ０ ０ ０ ｋ ｇ ・ ｈ ｍ 覆盖量为宜 。
关键词 ： 秸秆覆盖模 式 ； 土壤温度 ； 土壤水分 ； 渭北旱塬 中图分类号 ： Ｓ １ ８ １ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ２ ０ ４ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — １ ３ ９ ６ — ０ ９ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ６ ５ ４ ￣ ａ ｅ ｓ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ７ ． ０ １ ７
２ ０ １ ３ ． ３ ２ （ ７ ） ： １ ３ ９ ６ — １ ４ ０ ４
农
业 环
境
科
学
学
报
２ ０ １ ３年 ７月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ ａｇ ｒ ｏ － Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ
不 同秸 秆覆盖模式下农 田土壤水温效应研究