地埋滴灌不同覆蓋對土壤水分變化規(guī)律的影響

周 慧，徐紅梅，趙太平，孫 杰，杜紅霞

（河套學(xué)院，內(nèi)蒙古自治區(qū) 巴彥淖爾 015000）

隨著全球水資源日益緊缺和農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的需求，提高農(nóng)田水分利用效率成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一[1]。地埋滴灌技術(shù)是一種高效的灌溉方式[2-3]，結(jié)合了地下滴灌和覆膜技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田灌溉中。然而，不同覆蓋方式對土壤水分變化規(guī)律的影響尚未得到充分研究[4-5]。本文研究了不同地埋滴灌覆蓋方式對土壤水分變化規(guī)律的影響，為地埋滴灌技術(shù)的優(yōu)化和農(nóng)田水分管理提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果對于優(yōu)化地埋滴灌技術(shù)、提高農(nóng)田水分利用效率具有重要意義，可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更科學(xué)的灌溉決策，減少用水量，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗區(qū)位于河套灌區(qū)五原縣新公中鎮(zhèn)永聯(lián)村田園綜合體產(chǎn)業(yè)園，試驗區(qū)土壤鹽堿化較重，屬于中溫帶大陸性氣候，具有日照充足、干燥多風(fēng)、降水量少的特點。年平均日照時數(shù)3 263 h，年平均氣溫6.1 ℃，年均降水量170 mm。試驗區(qū)0～20 cm 土層均為粉砂質(zhì)黏土，土壤密度1.68 g/m3；20～40 cm 土層為粉砂質(zhì)黏壤土和粉砂質(zhì)黏土，土壤密度1.51 g/m3。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用2 因子3 水平組合設(shè)計，設(shè)灌溉方式和滴灌帶埋設(shè)深度2 個因子，灌溉方式分別為漫灌和滴灌，滴灌埋設(shè)深度分別為地表D1=0 cm、淺埋D2=8 cm 和深埋D3=25 cm，試驗共4 種處理，每個處理長度29 m、寬度23 m，面積667 m2，試驗區(qū)總面積2 668 m2。玉米實行寬窄行種植模式，寬行0.8 m，窄行0.4 m，株距0.2 m，種植密度6 600株/667 m2。滴灌帶間距1.2 m，每個處理均鋪設(shè)21膜，42行。

1.3 測定指標(biāo)與方法

采用烘干法測量土壤含水率，灌前當(dāng)天取土樣檢測，檢測取土層次為0～20、20～40、40～60 cm 共3 個層次，設(shè)3組重復(fù)。

1.4 試驗區(qū)玉米灌溉制度

試驗區(qū)玉米灌溉制度如表1所示。

表1 玉米灌溉制度Tab.1 Maize irrigation system 單位：m3/667 m2

1.5 試驗區(qū)玉米生育期

試驗區(qū)玉米生育期如表2所示。

表2 玉米生育期Tab.2 Maize growth period

2 結(jié)果與分析

2.1 漫灌條件下不同覆蓋田間土壤水分的變化規(guī)律

選擇作物全生育期內(nèi)灌水行中部株間土壤水分進(jìn)行分析。在漫灌條件下，不同覆蓋方式田間土壤水分的變化規(guī)律結(jié)果如表3所示。

表3 漫灌不同覆蓋條件下土壤相對含水量Tab.3 Soil relative water content under different cover conditions of flood irrigation 單位：%

漫灌條件下，不覆膜灌溉均較覆膜灌溉土壤含水量高，玉米拔節(jié)期該現(xiàn)象最顯著，最大差值比達(dá)24.6%，隨著玉米生長的推進(jìn)，該現(xiàn)象逐漸減弱至消失。不覆膜灌溉土壤相對含水量除玉米拔節(jié)期灌水后5 d 土層深度在0～40 cm 的土壤相對含水量超過田間持水量，處于水分過多狀態(tài)，導(dǎo)致水的浪費，其余不同覆蓋條件下各土層土壤含水量均高于欠產(chǎn)值低于田間持水量，含水量適宜。說明現(xiàn)漫灌條件下的灌溉制度較適宜。

2.2 淺埋滴灌條件下不同覆蓋田間土壤水分的變化規(guī)律

選擇作物全生育期內(nèi)灌水行中部株間土壤水分進(jìn)行分析。在淺埋滴灌條件下，不同覆蓋田間土壤水分的變化規(guī)律結(jié)果表4所示。

表4 淺埋滴灌不同覆蓋條件下灌水行中部株間土壤相對含水量Tab.4 The relative water content of soil in the middle of irrigation line under different cover conditions of shallow buried drip irrigation 單位：%

淺埋滴灌條件下，土層深度在0～20 cm 的土壤，在玉米拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗前期，覆膜灌溉較不覆膜灌溉土壤含水量高，其余各土層各生長期不覆膜灌溉均較覆膜灌溉土壤含水量高。不覆膜灌溉土壤相對含水量除玉米拔節(jié)—抽穗后期開始土層深度在40～60 cm 的土壤相對含水量低于欠產(chǎn)值，其余各土層土壤含水量均高于欠產(chǎn)值低于田間持水量，含水量適宜。覆膜灌溉土壤相對含水量除玉米拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗前期，土層深度在0～40 cm 的土壤相對含水量高于欠產(chǎn)值低于田間持水量，含水量適宜，其余各土層土壤含水量均低于欠產(chǎn)值，甚至低于凋萎系數(shù)，處于嚴(yán)重缺水狀態(tài)。說明不覆膜條件下的淺埋滴灌灌水定額在玉米拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗前期較適宜，在玉米拔節(jié)—抽穗后期開始，灌水定額偏低；覆膜條件下的淺埋滴灌灌水定額在玉米全生育期均偏低。

2.3 深埋滴灌條件下不同覆蓋田間土壤水分的變化規(guī)律

選擇作物全生育期內(nèi)灌水行中部株間土壤水分進(jìn)行分析。在深埋滴灌條件下，不同覆蓋田間土壤水分的變化規(guī)律結(jié)果表5所示。

表5 深埋滴灌不同覆蓋條件下灌水行中部株間土壤相對含水量Tab.5 The relative water content of soil between plants in the middle of irrigation row under different cover conditions of deep buried drip irrigation 單位：%

深埋滴灌條件下，土層深度在20～40 cm 的土壤，在玉米拔節(jié)—抽穗后期開始，覆膜灌溉較不覆膜灌溉土壤含水量高，其余各土層各生長期不覆膜灌溉均較覆膜灌溉土壤含水量高。不覆膜灌溉土壤相對含水量除玉米拔節(jié)—抽穗后期開始土層深度在20～40 cm 的土壤相對含水量低于欠產(chǎn)值，處于缺水狀態(tài)，其余各土層土壤含水量均高于欠產(chǎn)值低于田間持水量，含水量適宜。覆膜灌溉土壤相對含水量除玉米拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗前期土層深度在40～60 cm 的土壤和玉米拔節(jié)—抽穗后期開始土層深度在0～40 cm 的土壤，相對含水量高于欠產(chǎn)值低于田間持水量，含水量適宜，其余各土層土壤含水量均低于欠產(chǎn)值，處于缺水狀態(tài)。說明不覆膜條件下深埋滴灌的灌水定額在玉米拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗前期較適宜，玉米拔節(jié)—抽穗后期，灌水定額偏低；覆膜條件下深埋滴灌的灌水定額在玉米全生育期均偏低。

3 討論與結(jié)論

在漫灌條件下，不覆膜灌溉均較覆膜灌溉土壤含水量高，玉米拔節(jié)期該現(xiàn)象最顯著，隨著玉米生長的推進(jìn)，該現(xiàn)象逐漸減弱至消失。在淺埋和深埋滴灌條件下，不覆膜灌溉基本較覆膜灌溉土壤含水量高。由此，建議采用不覆膜灌溉以達(dá)到節(jié)水的效果。

該試驗在漫灌全生育期及不覆膜條件下的淺埋滴灌和深埋滴灌玉米拔節(jié)期、拔節(jié)—抽穗前期的灌溉制度較適宜；在不覆膜條件下的淺埋滴灌和深埋滴灌在玉米拔節(jié)—抽穗后期開始以及覆膜條件下的淺埋滴灌和深埋滴灌在玉米全生育期的灌溉制度不宜。建議漫灌仍采用該灌溉制度，覆膜和不覆膜條件下的淺埋滴灌和深埋滴灌可調(diào)整灌溉日期、加大灌水定額及增加灌溉次數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化灌溉制度以滿足作物正常生長。