旱區(qū)作物生長水熱環(huán)境對不同覆蓋材料的響應(yīng)

俞海英，肖 讓，張永玲，吳克倩

（河西學院土木工程學院/ 河西走廊水資源保護利用研究所，甘肅張掖734000）

目前使用的覆蓋材料種類繁多，不同覆蓋材料對農(nóng)作物的生長及品質(zhì)影響不同，本文分析了不同覆蓋材料對土壤水分、土壤溫度、作物生長特性的影響，旨在為不同氣候區(qū)選擇最佳覆蓋材料提供理論依據(jù)。

1 對土壤水分的影響

地表覆蓋是改善土壤水環(huán)境、維持土壤水分平衡的重要農(nóng)藝措施，不同的覆蓋材料對土壤水分的影響不同。陳林等[1]通過研究檸條秸稈和地膜兩種覆蓋材料對土壤水分的影響，結(jié)果表明：檸條秸稈保墑效果不顯著，地膜覆蓋能夠顯著提高0～40 cm 土層土壤體積含水率，較無覆蓋耕作保墑效果提高35.65%～47.91%。而范士杰等[2]以綠肥和地膜為覆蓋材料，分析了綠肥+地膜覆蓋、綠肥覆蓋、地膜覆蓋下土壤水分變化狀況，結(jié)果表明：綠肥+地膜覆蓋、綠肥覆蓋、地膜覆蓋下田間土壤（0～21 cm）含水率較常規(guī)無覆蓋耕作平均提高了12.93%、6.30%和10.88%。程宏波等[3]通過以秸稈和地膜為覆蓋材料，分析了兩種材料覆蓋對旱地春小麥土壤水環(huán)境的影響，結(jié)果表明：黑膜覆蓋保墑效果優(yōu)于白膜和秸稈覆蓋。江燕等[4]通過對比覆蓋透明地膜和黑色地膜對土壤水分狀況的影響研究，結(jié)果表明：兩種地膜均能顯著提高土壤表層相對含水量9.97%～18.1%，但黑色地膜增墑效果更為顯著，較透明地膜提高1.2%～5.1%。除地膜、秸稈常規(guī)覆蓋材料外，細沙也常用作覆蓋材料，尤在蔬菜、水果中應(yīng)用較多。A.S.Modaihsh 等[5]以細沙和粗沙為覆蓋材料，分析了兩種類型沙粒不同覆蓋厚度下（0 cm、2 cm、6 cm）對土壤水分的影響，結(jié)果表明：隨著覆蓋厚度的增加，抑制土壤水分蒸發(fā)效果越顯著，且粗沙抑蒸效果優(yōu)于細沙覆蓋。

2 對土壤溫度的影響

地表覆蓋能夠有效改善土壤溫度環(huán)境，不同覆蓋物類型對土壤的熱量調(diào)節(jié)幅度影響不同。張淑敏等[6]研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯生育前期，常規(guī)聚乙烯地膜增溫效果明顯，而在淀粉積累期，采用黑色地膜的溫度日變化幅度較小，控溫效果顯著。申麗霞等[7]進行了以可降解地膜、普通地膜為覆蓋材料的對比試驗，結(jié)果表明：可降解地膜與普通地膜均能顯著提高玉米生育前期0～10 cm 土層土壤溫度，且兩者間無顯著差異，因此可用可降解地膜替代普通地膜來緩解農(nóng)田土壤污染現(xiàn)象。殷濤等[8]在秸稈覆蓋措施上增加了地膜覆蓋，將秸稈和地膜有效結(jié)合，表現(xiàn)出較好的增溫效應(yīng)，研究結(jié)果顯示，在玉米生育期前期0～10 cm土層土壤平均溫度較單一秸稈覆蓋和地膜覆蓋分別增加3.2℃和1.9℃，且差異顯著。路海東等[9]系統(tǒng)分析了白色和黑色地膜對土壤溫度的影響，結(jié)果表明：在玉米生長前期，由于玉米葉面積指數(shù)較小，耕層土壤溫度受大氣影響較大，白天溫度較高，而黑色地膜較透明地膜覆蓋能夠有效降低白天0～15 cm 土層土壤溫度0.8℃，有效緩解了透明地膜帶來的高溫危害。王紅麗等[10]以馬鈴薯為試驗對象，研究了西北半干旱區(qū)黑色地膜覆蓋對土壤溫度影響，結(jié)果顯示：黑色地膜覆蓋能增加馬鈴薯全生育期0～25 cm 土壤溫度1.5℃左右。細沙作為一種傳統(tǒng)覆蓋材料，其增溫效果同樣得到了眾多研究者的認可。王紅麗等[11]在甘肅定西利用全沙覆蓋種植玉米和小麥與地膜覆蓋種植進行對比，研究發(fā)現(xiàn)，全沙覆蓋增溫效果呈“掛鉤型”，即在作物前期最為明顯，中期逐漸減弱直至消失，后期又呈現(xiàn)較弱的增溫效果，全沙覆蓋較無覆蓋可提高土壤溫度1.4℃，但較地膜覆蓋低0.4℃。

3 對作物生長特性的影響

地表覆蓋物通過優(yōu)化土壤水熱環(huán)境、改善土壤質(zhì)量，從而促進作物生長、增加生物量積累。胡敏等[12]通過研究普通地膜、生物地膜、液態(tài)地膜覆蓋對玉米生長發(fā)育的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：生物地膜覆蓋玉米株高、葉面積指數(shù)、地上干物質(zhì)積累均顯著高于普通地膜和液態(tài)地膜。馮浩等[13]在西北半濕潤地區(qū)通過對比秸稈和地膜覆蓋種植夏玉米生長狀況，結(jié)果表明：壟覆地膜溝覆秸稈較單一覆蓋地膜或秸稈地上部生物量積累顯著增多，快速累積期提前且持續(xù)時間較長。張琳琳等[14]為了探討東北旱作雨養(yǎng)區(qū)不同顏色地膜覆蓋對春玉米干物質(zhì)積累影響機制，以白色透明地膜和黑色地膜為覆蓋材料進行試驗，結(jié)果表明：黑膜地膜覆蓋能顯著提高拔節(jié)后玉米干物質(zhì)積累量和生物量，其生物量較白色透明地膜增加3.2%～8.2%。