间隔覆盖法对坡地土壤水分分布及玉米生长的影响研究

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我国是世界上水土流失最严重的国家之一,目前全国水土流失面积371万k㎡,占国土面积的38.7%,受水土流失危害的耕地约占总耕地面积的1/3。水土流失导致土壤肥力下降,土地贫瘠,农业减产。而坡地是我国水土流失的主要来源地,因此,对其进行治理与保护以减轻坡地水土流失,保护土壤资源是当前需要解决的重要问题之一。在众多坡面治理与保护措施中,微集水技术因其具有是投资少,见效快,易于掌握与实施等优点得到广泛应用。本文所采用的间隔覆盖法实质上就是一种微集水种植技术,它在坡面上设置一定面积的覆盖区(产流区)和土壤裸露区或者植物生长区(渗流区),对覆盖区用塑料薄膜进行覆盖,目的是减少降雨入渗量,增加径流系数,使得降雨能全部或大部分转化为地表径流而向下方的土壤裸露区或者植物生长区输送;植物生长区的主要作用在于使降雨和来自覆盖区的径流尽可能多地渗入到土壤中,增加土壤蓄水,充分利用土壤水库的储水能力,进而为植物生长创造良好的水分条件。通过研究,得到以下结论: ⑴间隔覆盖法通过对坡面部分土壤地表进行覆盖,可以减少覆盖区蒸发量,使得覆盖区土壤表层土壤含水率较高,但是随着土层深度的增加土壤含水率逐渐减少。对坡地土壤水分分布时间动态进行研究发现,T3与T4表层土壤平均含水率均为覆膜点最高;T3覆膜点与T1裸露点土壤含水率相比较,T3覆膜点表层土壤含水率高于T1裸露点,但是深层土壤含水率低于T1裸露点。空间动态研究发现,T3与T4覆膜点土壤含水率表层较大,随着土层深度增加有降低的趋势,到试验后期上下层土壤水分趋于一致;T3覆膜点土壤含水率表层高于T1裸露点,而深层低于T1裸露点。 ⑵间隔覆盖法可以增加覆盖区与土壤裸露区或者植物生长区交界处的土壤含水率。时间动态研究发现,T3与T4表层土壤平均含水率覆膜点最高,但是10~60cm土层土壤平均含水率均为交界点最高。空间动态研究发现,T3与T4交界点土壤含水率在表层低于其他两点,但深层高于其他两点,并且在整个试验过程中交界点土壤含水率随土层深度增加一直处于增加的趋势。 ⑶间隔覆盖法通过覆盖区的集水作用,可以增加裸露区土壤水分入渗,提高裸露区土壤含水率。时间动态研究发现,对比T3与T1相同位置的裸露点,在整个测定时期内0~30cm土层土壤含水率T3始终高于T1。 ⑷间隔覆盖法中覆盖区汇集的雨水径流通过植物的作用可以增加较深层的土壤含水率,对表层土壤含水率没影响;并且在苗期可以增加植物生长区的土壤含水率,促进植物较快生长,植物生长得好反过来又会大量吸收土壤中的水分,导致在植物生长最旺盛的时期土壤水分少于上方无覆盖区的植物生长区。在时间动态方面,比较T2与T4相同位置种植点的土壤含水率,发现0~30cm土层土壤平均含水率T4小于T2,40~60cm土层土壤平均含水率T4大于T2。在空间动态方面,在苗期T4种植点土壤含水率高于T2相同位置的种植点,在拔节期和抽穗期T4种植点土壤含水率均低于T2相同位置的种植点,在成熟期两者土壤含水率相差不大,变化趋势也较为一致。 ⑸间隔覆盖法可以增加茎粗、提高叶面积指数,但对株高影响不大。株高测定前期T4大于T2,测定后期T4小于T2;茎粗和叶面积指数在整个测定过程中T4始终大于T2。2个处理株高不存在差异性,而茎粗和叶面积指数差异性明显。 ⑹间隔覆盖法对光合速率、蒸腾速率及气孔导度的日变化有较大影响,但对胞间CO2浓度影响不大。T2光合速率、蒸腾速率及气孔导度在14点时明显下降,达到一天中的最低值,呈现出光合“午睡”现象;而T4光合速率、蒸腾速率及气孔导度在14点时无明显下降。T2与T4胞间CO2浓度的日变化趋势基本一致,均表现为从上午8点开始下降,之后一直维持较低水平。 ⑺间隔覆盖法明显地提高了地上部干重、根系干重、百粒重和穗粒重,增加了穗粒数。地上部分干重与根系干重T4比T2分别增加23.69%和27.8%,百粒重、穗粒重和穗粒数的平均值T4比T2分别高出13.44%、18.76%和3.95%。
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