液態(tài)地膜覆蓋影響土表蒸發(fā)過程的機(jī)理研究①

谷 健，尹光華，郝 亮，李文惠，黃鵬飛（1 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所，沈陽(yáng) 110016；2 中國(guó)科學(xué)院科技政策與管理科學(xué)研究所，北京 100190；3 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

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液態(tài)地膜覆蓋影響土表蒸發(fā)過程的機(jī)理研究①

谷 健1，3，尹光華1*，郝 亮2，3，李文惠1，3，黃鵬飛1，3
（1 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所，沈陽(yáng) 110016；2 中國(guó)科學(xué)院科技政策與管理科學(xué)研究所，北京 100190；3 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

摘 要：利用網(wǎng)室盆栽試驗(yàn)，觀測(cè)分析了液膜覆蓋下土壤水分蒸發(fā)強(qiáng)度的變化。結(jié)果表明：液膜覆蓋可有效抑制土壤蒸發(fā)，根據(jù)液膜成分，將其抑制蒸發(fā)機(jī)理劃分為封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)；兩種效應(yīng)在不同階段分別起主導(dǎo)作用，作用強(qiáng)度隨液膜成分的不同組成而異。用 Matlab對(duì)不同處理進(jìn)行動(dòng)力學(xué)方程擬合表明，合理使用液膜可以減少最大蒸發(fā)量，并延長(zhǎng)半衰期。

關(guān)鍵詞：液態(tài)地膜；土表蒸發(fā)；封閉效應(yīng)；固持效應(yīng)

液態(tài)地膜作為一種土壤保墑的技術(shù)手段，具有化控節(jié)水和覆蓋節(jié)水的優(yōu)點(diǎn)，是緩解干旱半干旱區(qū)農(nóng)業(yè)水資源短缺的重要措施。國(guó)內(nèi)外對(duì)液膜的應(yīng)用效果開展了較多研究［1-4］，關(guān)于其對(duì)土表蒸發(fā)的抑制也有報(bào)道［5-9］。

關(guān)于液膜的保墑機(jī)理，筆者將其歸結(jié)為以下兩方面的原因：①防止蒸發(fā)的封閉效應(yīng)：理論上任何一種物質(zhì)鋪設(shè)于土壤表層，都可以形成物理阻隔層，阻礙土表蒸發(fā)。液膜與土壤表層顆粒相結(jié)合形成土膜結(jié)構(gòu)，其本質(zhì)上是在土膜結(jié)構(gòu)限制下的極低水平水分通量的封閉層剖面控制的蒸發(fā)過程［7］。②結(jié)構(gòu)鎖水的固持效應(yīng)：液膜中網(wǎng)狀高分子與土膜結(jié)構(gòu)，能夠有效地固持土壤中的水分，結(jié)合水較難釋放，進(jìn)而減緩了土壤水分的散失。本研究對(duì)聚乙烯盆盛裝的供試土壤進(jìn)行液膜覆蓋，分別采用在覆蓋前、后補(bǔ)水的方法，測(cè)定液膜覆蓋對(duì)土表蒸發(fā)強(qiáng)度的影響，以揭示液膜覆蓋對(duì)土表蒸發(fā)的抑制機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)和材料

試驗(yàn)于2012年9月9—23日在中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所網(wǎng)室中進(jìn)行。試驗(yàn)材料是以聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、交聯(lián)劑、消泡劑、甘油及水等為原料研制出不同配方的3種型號(hào)液膜，分別為：聚乙烯醇含量較多型1號(hào)液膜，聚乙烯醇與羧甲基纖維素鈉含量相等型2號(hào)液膜，羧甲基纖維素鈉含量較多型3號(hào)液膜。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試土壤類型為褐土，質(zhì)地為砂壤，取自遼寧省阜新蒙古族自治縣。盆口直徑為14 cm，盆內(nèi)土表直徑12 cm。每只聚乙烯盆初始土壤水分質(zhì)量含水量為120 g/kg。

試驗(yàn)設(shè)液膜類型、噴施濃度、補(bǔ)水順序3個(gè)因素，液膜類型為1、2、3號(hào)共3種，噴施濃度分低濃度（原液用量為600 L/hm2，按原液與水體積比1︰40溶解）和高濃度（原液用量為1 200 L/hm2，按原液與水體積比1︰20溶解）共2個(gè)，噴施量為200 ml；噴施補(bǔ)水順序分噴膜前定量補(bǔ)水和噴膜后定量補(bǔ)水2個(gè)，采用完全組合設(shè)計(jì)，12個(gè)組合，以定量補(bǔ)水不噴膜為對(duì)照，補(bǔ)水量均為200 ml，共13個(gè)處理，重復(fù)3次。試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)如下：處理1：先補(bǔ)水后噴1號(hào)高濃度液膜；處理2：先噴1號(hào)高濃度液膜后補(bǔ)水；處理3：先補(bǔ)水后噴1號(hào)低濃度液膜；處理4：先噴1號(hào)低濃度液膜后補(bǔ)水；處理5：先補(bǔ)水后噴2號(hào)高濃度液膜；處理6：先噴2號(hào)高濃度液膜后補(bǔ)水；處理7：先補(bǔ)水后噴2號(hào)低濃度液膜；處理8：先噴2號(hào)低濃度液膜后補(bǔ)水；處理9：先補(bǔ)水后噴3號(hào)高濃度液膜；處理10：先噴3號(hào)高濃度液膜后補(bǔ)水；處理11：先補(bǔ)水后噴3號(hào)低濃度液膜；處理12：先噴3號(hào)低濃度液膜后補(bǔ)水；處理13：只補(bǔ)水不噴膜（對(duì)照，CK）。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤水分蒸發(fā)量的測(cè)定：用精度為0.5 g的電子天平測(cè)定盆土重量，連續(xù)2次重量差值為蒸發(fā)量，折算成mm。觀測(cè)時(shí)間為8:00—17:00，每3 h稱重一次。其中，12日降水，實(shí)測(cè)蒸發(fā)強(qiáng)度為0 mm。

1.4 分析方法

液膜覆蓋對(duì)土表蒸發(fā)的影響主要表現(xiàn)為兩種效應(yīng)，分別為封閉效應(yīng)：噴施液膜后，形成的土膜結(jié)構(gòu)可阻礙下層土壤中的水分向大氣轉(zhuǎn)移，減少蒸發(fā)量；相應(yīng)蒸發(fā)量的變化可由處理為先補(bǔ)水后噴膜者減去處理 13（CK）得到。固持效應(yīng)：噴施液膜改變了土壤表層松散的結(jié)構(gòu)，使其規(guī)則化、有序化，鎖住水分。相應(yīng)蒸發(fā)量的變化可由處理為先噴膜后補(bǔ)水者減去處理 13（CK）得到。液膜覆蓋的效果為封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)的疊加，各效應(yīng)值小于0者抑制蒸發(fā)，反之促進(jìn)蒸發(fā)，其絕對(duì)值的大小反映液膜覆蓋對(duì)蒸發(fā)影響的強(qiáng)弱。

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel、Matlab 和SPSS 16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析，多重比較用LSD法。

2 結(jié)果與分析

2.1 封閉效應(yīng)與固持效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型

利用一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程 C= C0exp （- kt ）（式中：C0為最大蒸發(fā)量和k為蒸發(fā)速率常數(shù)，而半衰期由ln2/k計(jì)算獲得［12］），擬合不同處理的水分蒸發(fā)過程，得到最大蒸發(fā)量、蒸發(fā)速率常數(shù)和土壤水分半衰期3項(xiàng)指標(biāo)，結(jié)果見表 1和表2。模型擬合結(jié)果表明，各處理土壤蒸發(fā)量隨時(shí)間的變化可用一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程描述，回歸系數(shù)在0.950 ～ 0.999，達(dá)到顯著水平，可用于估算相關(guān)參數(shù)。

表1 液膜覆蓋下封閉效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型Table 1 Mathematical models of sealing effects under hydromulching

表2 液膜覆蓋下固持效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型Table 2 Mathematical models of retention effects under hydromulching

2.1.1 封閉效應(yīng)下的最大蒸發(fā)量、蒸發(fā)速率和半衰期 減小最大蒸發(fā)量、降低蒸發(fā)速率和延長(zhǎng)半衰期是土壤保墑能力增強(qiáng)的具體體現(xiàn)，其中土壤水分的最大蒸發(fā)量和蒸發(fā)速率取決于土壤含水量、土壤的性質(zhì)和大氣蒸發(fā)強(qiáng)度。由表1可知，1號(hào)、2號(hào)液膜的最大蒸發(fā)量隨著施用濃度的增加而增加，但其蒸發(fā)速率隨著濃度的增加而減小；而 3號(hào)液膜呈現(xiàn)相反現(xiàn)象；液膜覆蓋后的土壤，其半衰期一般有所延長(zhǎng)，只有處理3和處理9小于對(duì)照。

2.1.2 固持效應(yīng)下的最大蒸發(fā)量、蒸騰速率和半衰期 由表 2可知，各處理的最大蒸發(fā)量皆小于對(duì)照，說明液膜覆蓋后，固持效應(yīng)減少了土壤中易散失的水分，增強(qiáng)土壤的保墑能力。

2.2 液膜覆蓋的封閉效應(yīng)

根據(jù)液膜的保墑機(jī)理，自制液膜成分包括封閉性因子和固持性因子，其中封閉性因子是指液膜中的線性高分子聚乙烯醇及土膜結(jié)構(gòu)能夠有效地約束土壤中水分的擴(kuò)散傳輸過程，起封閉作用，減少水分蒸發(fā)。2.2.1 低濃度液膜覆蓋的封閉效應(yīng) 根據(jù)圖1中各封閉效應(yīng)抑制蒸發(fā)強(qiáng)弱的趨勢(shì)，結(jié)合表1中的封閉效應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，將蒸發(fā)過程分別劃分為3個(gè)階段：處理3在0 ～ 80 h為第一階段，強(qiáng)度為9.41× 10-2mm/d；80 ～ 240 h為第二階段，強(qiáng)度為-8.27× 10-2mm/d；240 h以后無明顯變化。處理7在0 ～ 108 h為第一階段，強(qiáng)度為-5.01×10-2mm/d；108 ～ 264 h為第二段，強(qiáng)度為-1.27×10-2mm/d；264 ～ 336 h 為第三段，強(qiáng)度為-0.86×10-2mm/d；3個(gè)階段均表現(xiàn)為抑制蒸發(fā)，但抑制作用逐次減弱。處理11在0 ～ 168 h為第一階段，強(qiáng)度為-2.03×10-2mm/d；168 ～ 264 h為第二階段，強(qiáng)度為2.62×10-2mm/d；264 ～ 336 h為第三段，強(qiáng)度為-0.73×10-2mm/d；3個(gè)階段對(duì)蒸發(fā)分別起到抑制-促進(jìn)-抑制的作用，但整體的抑制作用大于促進(jìn)作用。3種處理下，封閉效應(yīng)皆較明顯。第一階段，處理3促進(jìn)蒸發(fā)，與其余兩種處理不同；全過程中處理3的封閉效應(yīng)最強(qiáng)，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，與CK相比，達(dá)到顯著水平。

圖1 低濃度液膜的封閉效應(yīng)Fig.1 Sealing effect of low-concentration hydromulching

2.2.2 高濃度液膜覆蓋的封閉效應(yīng) 圖2顯示，與低濃度相似，高濃度液膜的封閉效應(yīng)也呈現(xiàn)階段變化。結(jié)合表1中的動(dòng)力學(xué)模型分析，將蒸發(fā)過程分別劃分為3個(gè)階段：處理1在0 ～ 224 h為第一階段，強(qiáng)度為-6.43×10-2mm/d；224 ～ 336 h為第二階段，強(qiáng)度為1.83×10-2mm/d。處理5在0 ～ 156 h為第一階段，強(qiáng)度為-5.7×10-2mm/d；156 ～ 336 h為第二階段，強(qiáng)度為3.58×10-2mm/d。處理9在0 ～ 172 h為第一階段，強(qiáng)度為-4.58×10-2mm/d；172 ～ 336 h為第二階段，強(qiáng)度為9.95×10-3mm/d。高濃度液膜的封閉效應(yīng)也表現(xiàn)為對(duì)蒸發(fā)起抑制或促進(jìn)兩個(gè)方面；與低濃度時(shí)相比，封閉效應(yīng)不僅明顯增強(qiáng)，且時(shí)間也有所延長(zhǎng)。

圖2 高濃度液膜的封閉效應(yīng)Fig.2 Sealing effect of high-concentration hydromulching

2.3 液膜覆蓋的固持效應(yīng)

固持性因子是指液膜中在過渡金屬鹽的存在下形成網(wǎng)狀的羧甲基纖維素鈉［10］及土膜結(jié)構(gòu)可以與土壤中的水分結(jié)合，固持土壤水分。

2.3.1 低濃度液膜的固持效應(yīng) 圖3所示，固持效應(yīng)對(duì)蒸發(fā)的影響呈階段性變化。結(jié)合表2中的固持效應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型分析，將蒸發(fā)過程分別劃分為 3個(gè)階段：處理4在0 ～ 168 h為第一階段，強(qiáng)度為-4.85× 10-2mm/d；168 ～ 336 h為第二階段，強(qiáng)度為3.11× 10-2mm/d。處理8在0 ～ 200 h為第一階段，強(qiáng)度為-5.01×10-2mm/d；200 ～ 336 h為第二階段，強(qiáng)度為1.17×10-2mm/d。處理12在0 ～ 192 h為第一階段，強(qiáng)度為-8.72×10-2mm/d；192 ～ 336 h為第二階段，強(qiáng)度為2.41×10-2mm/d。3種處理下，固持效應(yīng)皆為負(fù)值；對(duì)蒸發(fā)的影響皆表現(xiàn)為先抑制后促進(jìn)，抑制作用大于促進(jìn)作用。其中，處理8的固持效應(yīng)最強(qiáng)；但與對(duì)照相比，3種處理的固持效應(yīng)均未達(dá)到顯著水平。

圖3 低濃度液膜的固持效應(yīng)Fig.3 Retention effect of low-concentration hydromulching

2.3.2 高濃度液膜的固持效應(yīng) 圖4顯示，與低濃度時(shí)相似，高濃度液膜的固持效應(yīng)也呈現(xiàn)階段變化。結(jié)合表2中的固持效應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型分析，將蒸發(fā)過程分別劃分為3個(gè)階段：處理2在0 ～ 100 h為第一階段，強(qiáng)度為4.22×10-2mm/d；100 ～ 236 h為第二階段，強(qiáng)度為-10.59×10-2mm/d；236 ～ 336 h為第三階段，強(qiáng)度為0.39×10-2mm/d。處理6在0 ～ 100 h為第一階段，強(qiáng)度為6.03×10-2mm/d；100 ～ 236 h為第二階段，強(qiáng)度為-14.13×10-2mm/d；236 ～ 336 h為第三階段，強(qiáng)度為0.82×10-2mm/d。處理10在0 ～ 196 h為第一階段，強(qiáng)度為-14.95×10-2mm/d；192 ～ 336 h為第二階段，強(qiáng)度為1.38×10-2mm/d。

圖4 高濃度液膜的固持效應(yīng)Fig.4 Retention effect of high-concentration hydromulching

全過程中3種處理的固持效應(yīng)均為負(fù)值，且階段性變化亦表現(xiàn)為對(duì)蒸發(fā)先促進(jìn)后抑制，其中抑制作用強(qiáng)于促進(jìn)作用。與對(duì)照相比，僅處理10固持效應(yīng)達(dá)到顯著水平，至于其他2種處理只有階段性效應(yīng)達(dá)到顯著水平。

2.4 液膜覆蓋封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)的關(guān)系

2.4.1 低濃度液膜覆蓋的和效應(yīng) 液膜覆蓋的和效應(yīng)是由封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)共同決定的。低濃度液膜覆蓋下，3種液膜對(duì)蒸發(fā)影響的和效應(yīng)為負(fù)值（圖5～圖 7），并且均達(dá)到顯著水平，表明液膜覆蓋能夠減少土壤蒸發(fā)。由于整個(gè)蒸發(fā)過程中封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)均表現(xiàn)出階段性變化，因此和效應(yīng)也呈現(xiàn)階段性變化。

根據(jù)表 1和表2中封閉和固持效應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行疊加分析，可以得出：1號(hào)液膜的和效應(yīng)（處理3與處理4之和）在0 ～ 96 h為第一階段，強(qiáng)度為-3.12×10-2mm/d；96 ～ 236 h為第二階段，強(qiáng)度為-11.04×10-2mm/d；236 ～ 336 h為第三階段，強(qiáng)度為2.25×10-2mm/d。2號(hào)液膜和效應(yīng)（處理7與處理8之和）在0 ～ 100 h為第一階段，強(qiáng)度為-0.43×10-2mm/d；100 ～ 196 h為第二階段，強(qiáng)度為-21.17×10-2mm/d；196 ～ 336 h為第三階段，強(qiáng)度為-0.63×10-2mm/d。3號(hào)液膜和效應(yīng)（處理11與處理12之和）在0 ～ 100 h為第一階段，強(qiáng)度為1.12×10-2mm/d；100 ～ 196 h為第二階段，強(qiáng)度為-21.36×10-2mm/d；196 ～ 336 h為第三階段，強(qiáng)度為3.21×10-2mm/d。

圖5 1號(hào)液膜在不同濃度下的和效應(yīng)Fig.5 Combined effects No.1 hydromulching under different concentrations under different concentrations

圖6 2號(hào)液膜在不同濃度下的和效應(yīng)Fig.6 Combined effects of No.2 hydromulching under different concentrations

圖7 3號(hào)液膜在不同濃度下的和效應(yīng)Fig.7 Combined effects of No.3 hydromulching under different concentrations

在整個(gè)蒸發(fā)階段，封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)對(duì)蒸發(fā)皆起到抑制作用，但兩效應(yīng)對(duì)蒸發(fā)的影響并不等同，存在主導(dǎo)與非主導(dǎo)關(guān)系，從而決定了和效應(yīng)抑制蒸發(fā)的強(qiáng)弱。全過程中，1號(hào)液膜的主導(dǎo)效應(yīng)為封閉效應(yīng)，而2號(hào)、3號(hào)液膜的主導(dǎo)效應(yīng)為固持效應(yīng)。不同蒸發(fā)階段，封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)間也存在主導(dǎo)與非主導(dǎo)關(guān)系，且不同蒸發(fā)階段主導(dǎo)效應(yīng)不同，從而影響和效應(yīng)的階段性變化。

2.4.2 高濃度液膜覆蓋的和效應(yīng) 高濃度液膜覆蓋下的封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)間的關(guān)系和低濃度表現(xiàn)出相似規(guī)律，其和效應(yīng)一般較低濃度時(shí)明顯，其中3號(hào)液膜達(dá)到極顯著水平。

同樣，根據(jù)表1和表2中封閉和固持效應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行疊加分析，可以得出高濃度液膜和效應(yīng)的階段性變化：1號(hào)液膜在0 ～ 100 h為第一階段，強(qiáng)度為-1.46×10-2mm/d；100 ～ 204 h為第二階段，強(qiáng)度為-20.94×10-2mm/d；204 ～ 336 h為第三階段，強(qiáng)度為-1.62×10-2mm/d。2號(hào)液膜在0 ～ 100 h為第一階段，強(qiáng)度為4.65×10-2mm/d；100 ～ 236 h為第二階段，強(qiáng)度為-17.06×10-2mm/d；236 ～ 336 h為第三階段，強(qiáng)度為1.26×10-2mm/d。3號(hào)液膜在0 ～ 100 h為第一階段，強(qiáng)度為-8.28×10-2mm/d；100 ～ 192 h為第二階段，強(qiáng)度為-32.46×10-2mm/d；192 ～ 336 h 為第三階段，強(qiáng)度為2.74×10-2mm/d。

在先補(bǔ)水后噴膜的條件下，液膜中的線性高分子可以有效阻止土壤水分散失，但濃度達(dá)到一定值后，增加線性高分子用量保墑效果不再發(fā)生顯著變化。液膜中的網(wǎng)狀高分子是在滿足自身吸附后，其凝膠吸附水才逐漸向土壤中轉(zhuǎn)移。分布于土壤中的網(wǎng)狀高分子，是以未飽和吸附的凝膠累積量，構(gòu)成土壤增加的水分量，所以表現(xiàn)出土壤水分量隨網(wǎng)狀高分子加入量增加的特征［11］。

結(jié)合和效應(yīng)分析，1號(hào)液膜的主導(dǎo)效應(yīng)為封閉效應(yīng)，而 2號(hào)、3號(hào)液膜的主導(dǎo)效應(yīng)為固持效應(yīng)。因此，在噴施液膜時(shí)，1號(hào)液膜選用高濃度（原液用量為600 L/hm2，按原液與水體積比1︰40溶解），2、3號(hào)液膜選用低濃度（原液用量為1 200 L/hm2，按原液與水體積比1︰20溶解），不僅能降低最大蒸發(fā)量，而且能夠延長(zhǎng)半衰期，使用方法比較合理。

3 結(jié)論與討論

液膜覆蓋可有效抑制土壤蒸發(fā)。根據(jù)液膜成分，將其抑制蒸發(fā)機(jī)理劃分為封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)；兩種效應(yīng)在不同階段分別起主導(dǎo)作用，作用強(qiáng)度隨液膜成分的不同組成而異。合理使用液膜可以減少最大蒸發(fā)量，并延長(zhǎng)半衰期。

以往的研究中，只將有無液膜覆蓋進(jìn)行對(duì)比，探討液膜覆蓋對(duì)土表蒸發(fā)的影響［3-9］。這樣的研究無法區(qū)分因土壤自身含水量不同引起的蒸發(fā)量差異，且液膜成分對(duì)土表蒸發(fā)的影響機(jī)理亦不同。鑒于上述問題，本研究按液膜中不同高分子的類型將其對(duì)土表蒸發(fā)的影響分為封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)兩個(gè)方面。液膜的封閉效應(yīng)和固持效應(yīng)是由其成分中的線性和網(wǎng)狀高分子的特性以及土膜結(jié)構(gòu)決定的，并非每種液膜都具有此兩種效應(yīng)。因此，在研究液膜的保墑機(jī)理時(shí)，應(yīng)標(biāo)明液膜的功能成分。

本試驗(yàn)研究過程中，封閉效應(yīng)的最大蒸發(fā)量與半衰期一般會(huì)隨著聚乙烯醇和羧甲基纖維素鈉比例的減少而增加，原因可能在于線性高分子在土壤中易于移動(dòng)，因此占據(jù)的空間較大，結(jié)合部分土壤水；也可能由于液膜改善了土壤的孔隙結(jié)構(gòu)，增加了毛細(xì)吸水量；也可能是兩者的綜合作用的結(jié)果。而固持效應(yīng)的最大蒸發(fā)量和半衰期則通常會(huì)隨著聚乙烯醇和羧甲基纖維素鈉比例的減少而減少，土壤表層的網(wǎng)狀高分子及土膜結(jié)構(gòu)，在水分入滲的過程中起固持作用，而這部分固持水相較于土壤毛細(xì)管等所持有的水分更難于蒸發(fā)，因此減少了蒸發(fā)量。

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中圖分類號(hào)：S152.7

DOI:10.13758/j.cnki.tr.2016.03.024

基金項(xiàng)目：①國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAD16B12；2012BAD09B02；2013BAD05B07）、國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）專項(xiàng)（201303125-9）和遼寧省科技攻關(guān)項(xiàng)目（2014213004）資助。

* 通訊作者（ygh006@iae.ac.cn）

作者簡(jiǎn)介：谷?。?983—），男，山西太原人，博士研究生，助理研究員，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)水土資源利用與管理。 E-mail: sygj981@163.com

Mechanism of Hydromulching Effects on Soil Evaporation Process

GU Jian1，3， YIN Guanghua1*， HAO Liang2，3， LI Wenhui1，3， HUANG Pengfei1，3
（1 Institute of Applied Ecology， Chinese Academy of Sciences， Shenyang 110016， China； 2 Institute of Policy and Management，Chinese Academy of Sciences， Beijing 100190， China； 3 University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049， China）

Abstract:The net chamber experiment was conducted to study soil evaporation intensity with degradable hydromulching.The results showed that degradable hydromulching inhibited soil evaporation process.According to hydromulching ingredients，the mechanisms were divided into sealing effect and retaining effect.Both effects played a leading role at different stages， and the intensity varied with the composition ratio of hydromulching.Different processing with Matlab kinetic equation showed that hydromulching could reduce maximum evaporation and extend its half-life with reasonable amount.

Key words:Hydromulching； Soil evaporation； Sealing effect； Retaining effect