不同種植模式下土壤含水量變化特征分析

陳峨印 康彥付

摘要 本文利用2005—2015年新河縣張神首土壤墑情監(jiān)測站的監(jiān)測資料，分析水澆地作物與水澆地白地土壤含水量，掌握不同種植條件下土壤含水量的變化規(guī)律。結(jié)果表明，3月1日至4月21日，水澆地作物土壤含水量>水澆地白地土壤含水量；5月1日至6月21日，水澆地作物土壤含水量<水澆地白地土壤含水量；9月1日至11月21日，水澆地作物土壤含水量>水澆地白地土壤含水量。農(nóng)作物灌溉期間，應(yīng)考慮作物生長需水量進(jìn)行適時灌溉，充分利用土壤含水量，以達(dá)到節(jié)水的目的。

關(guān)鍵詞 土壤含水量；種植模式；變化特征；節(jié)水

中圖分類號 S152.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）10-0225-02

Analysis on Change Characteristics of Soil Moisture Content Under Different Planting Patterns

CHEN E-yin KANG Yan-fu

（Xingtai Hydrology Water Resources Survey Bureau in Hebei Province，Xingtai Hebei 054000）

Abstract Based on monitoring data of Zhangshenshou Soil Moisture Monitoring Station in Xinhe County from 2005 to 2015，the soil moisture content of crop irrigable land and idle irrigable land were analyzed，and change characteristics of soil moisture content under different planting patterns were understood. The results showed that，from March 1 to April 21，the soil moisture content of crop irrigable land was higher than that of idle irrigable land；from May 1 to June 21，the soil moisture content of crop irrigable land was lower than that of idle irrigable land；from September 1 to November 21，the soil moisture content of crop irrigable land was higher than that of idle irrigable land. During the crop irrigation，we should irrigate timely according to the water requirement of crops，make full use of soil moisture content，so as to achieve the goal of saving water.

Key words soil moisture content；planting pattern；change characteristic；water saving

水澆地是指可以利用灌溉系統(tǒng)灌溉的耕地，當(dāng)水澆地上作物生長缺少水分時，可以通過灌溉補(bǔ)充水源。水澆地白地是指該土地具有灌溉能力，但某一段時間未種植農(nóng)作物，在水澆地白地上進(jìn)行墑情監(jiān)測，其結(jié)果不受農(nóng)作物的影響。土壤含水量是反映土壤墑情的指標(biāo)[1]，土壤含水量主要受氣象條件影響，包括降水量、氣溫、蒸發(fā)、相對濕度、風(fēng)速、日照、地溫等氣象因子。土壤含水量是作物生長的重要因素之一，掌握農(nóng)田土壤含水量的變化規(guī)律，有利于發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和提高農(nóng)田科學(xué)管理水平[2]。本文利用2005—2015年新河縣張神首土壤墑情監(jiān)測站10、20、50 cm深度的土壤含水量資料，分析水澆地作物與水澆地白地土壤含水量的變化特征，掌握不同種植條件下土壤含水量的變化規(guī)律，以期為土壤墑情預(yù)測預(yù)報提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

邢臺市共建立了22處墑情監(jiān)測站，每年3月1日至6月30日，9月1日至11月30日進(jìn)行墑情監(jiān)測，每月1日、11日、21日8：00采用10、20、50 cm三點法取樣。本文選取2005—2015年新河縣張神首站墑情監(jiān)測資料，分析水澆地作物與水澆地白地土壤含水量的變化特征。

1.2 研究方法

1.2.1 土壤容重。土壤容重是指田間自然狀態(tài)下，單位體積土壤的干重。利用一定容積的鋼制環(huán)刀切割自然狀態(tài)下的土壤，使土壤恰好充滿環(huán)刀容積，然后于100～105 ℃烘箱中烘干4 h，加蓋冷卻至室溫后再進(jìn)行稱重[3]，并由如下公式計算土壤容重。

γ=■

式中，γ為土壤容重（g/cm3）；W土為干土重（g）；V為環(huán)刀容積（cm3）。

1.2.2 體積含水量。體積含水量為單位容積土壤中水所占的比例，為無綱量[4]，其計算公式如下。

θv=W水/W土×γ×100%

式中，θv為土壤體積含水量（%）；W水為土壤水重量，即濕土重與干土重之差（g）；γ為土壤容重（g/cm3）。

本文中土壤含水量為深度為10、20、50 cm的土壤體積含水量的算術(shù)平均值，單位為%，并計算2005—2015年年內(nèi)同一日期的各土層土壤體積含水量的算術(shù)平均值，作出相應(yīng)的年內(nèi)土壤墑情變化曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 春季土壤含水量變化特征

由圖1可知，水澆地作物和水澆地白地土壤含水量隨時間的變化趨勢基本一致，4月11日以前呈遞增趨勢，4月11日以后呈遞減趨勢。在4月21日以前，水澆地作物土壤含水量>水澆地白地土壤含水量，而在5月1日以后，水澆地作物土壤含水量<水澆地白地土壤含水量。3月1日至4月21日是小麥拔節(jié)孕穗期，需要充足的水分，該時期以灌溉為主，以保持土壤有充足的水分，保證小麥正常生長。同時，小麥種植屬于密度較大的作物，作物秸稈覆蓋整個地面，能夠起到保墑作用，因而水澆地作物土壤含水量>水澆地白地土壤含水量。5月1日以后小麥進(jìn)入成熟期，灌溉水量減少，且氣溫較高，土壤蒸發(fā)量增大，6月1日以后是夏玉米苗期生長期，因而，水澆地作物土壤含水量<水澆地白地土壤含水量。

水澆地白地是具有灌溉能力的地塊，但在觀測時該地塊沒有種植作物[5]。出現(xiàn)水澆地作物土壤含水量<水澆地白地土壤含水量的情況，可能有以下2種原因。一是水澆地白地只是在觀測時是白地，有可能觀測前是水澆地；二是農(nóng)作物種植前，土壤含水量充足，此時觀測的土壤含水量較大，水澆地在5—6月為冬小麥?zhǔn)斋@季節(jié)和夏玉米苗期，該時段基本不灌溉，而水澆地白地在種植前進(jìn)行灌溉增墑，因而會出現(xiàn)水澆地作物土壤含水量<水澆地白地土壤含水量的情況。

2.2 秋季土壤含水量變化特征

由圖2可知，秋季水澆地作物和水澆地白地土壤含水量隨時間的變化趨勢基本一致，土壤含水量在9月變化頻繁，在10月呈下降趨勢，在11月呈上升趨勢。此外，秋季水澆地作物農(nóng)田中的土壤含水量始終比水澆地白地土壤含水量大。

3 結(jié)論與討論

本研究利用2005—2015年新河縣張神首土壤墑情監(jiān)測站的監(jiān)測資料，分析水澆地作物與水澆地白地土壤含水量，掌握不同種植條件下土壤含水量的變化規(guī)律，試驗結(jié)果如下。

3月1日至4月21日水澆地作物土壤含水量>水澆地白地土壤含水量；5月1日至6月21日水澆地作物土壤含水量<水澆地白地土壤含水量。4月11日至5月11日，土壤含水量總體呈上升趨勢，但變化頻繁，該時段降水量增加，土壤含水量隨降水量的變化而變化；5月11日至6月21日，土壤含水量呈下降趨勢，該時段氣溫升高，蒸發(fā)量增大，是土壤含水量遞減的主要原因。當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物種植為冬小麥和夏玉米一年兩熟種植模式，在冬小麥苗期生長階段，土壤供水層厚度一般為20 cm左右，該時段灌溉應(yīng)少灌勤灌，以減少灌溉水的滲漏量。冬小麥灌漿期需水量較大，土壤供水層厚度可達(dá)50 cm，該時段灌溉應(yīng)大水少灌，保證冬小麥生長有充足的水分，同時減少土壤表層水分的蒸發(fā)量。夏玉米苗期生長階段降水量逐漸增多，應(yīng)充分利用降水量供玉米苗期生長，且苗期灌溉以小水灌溉為佳，減少土壤水下滲量，達(dá)到節(jié)水的目的。

9月1日至11月21日，水澆地作物土壤含水量均>水澆地白地。9月后夏玉米進(jìn)入成熟期，汛期降水大量補(bǔ)充地下水，含水層土壤含水量較大，如果不是特殊干旱年份，大部分年份土壤含水量可滿足該時段夏玉米生長需要。10月是冬小麥播種期，該時段灌溉以大水灌溉為佳，種植冬小麥時進(jìn)行翻地整地，起到保墑作用，可減少土壤蒸發(fā)量，充分利用土壤含水量，有利于冬小麥苗期生長，安全越冬。

農(nóng)作物灌溉期間，應(yīng)考慮作物生長需水量進(jìn)行適時灌溉，以達(dá)到節(jié)水目的[6]。苗期農(nóng)作物需水量含水層厚度小，可采用小水勤灌模式，如采用噴灌、滴灌等方式；作物成熟期以大水少灌的模式進(jìn)行灌溉，可減少土壤表層蒸發(fā)量。在降水較大的季節(jié)，可充分利用降水資源，減少灌溉水量，汛期降水量大，為土壤補(bǔ)充大量水分，該時段應(yīng)采用保墑措施，減少土壤表面蒸發(fā)量，充分利用土壤含水量，以達(dá)到節(jié)水的目的。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 王東波，王文，蘇慧艷.土壤墑情變化規(guī)律分析[J].資源與環(huán)境科學(xué)，2012（14）：217-219.

[2] 武建虎.農(nóng)田土壤水分動態(tài)及其影響因素分析[J].地下水，2011，33（4）：13-14.

[3] 中華人民共和國水利部.土壤墑情監(jiān)測規(guī)范：SL000-2005[S].北京：中國水利水電出版社，2005.

[4] 喬光建.北方干旱地區(qū)土壤墑情預(yù)測模型[J].南水北調(diào)與水利科技，2009，7（1）：39-42.

[5] 于廣英.衡水市土壤墑情變化特征分析[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2015（1）：19-21.

[6] 遲道才.節(jié)水灌溉理論與技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2009.