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当前全球气温升高给农业生产带来一系列的新问题,生态环境不断恶化,土壤大面积沙化,生态脆弱带扩大,干旱对农业生产的影响日益严峻。干旱是由于水分的收支或供求不平衡而形成的水分短缺,或是因长期无降水或降水异常偏少而造成空气干燥、土壤缺水的一种现象。对农业生产而言,干旱是指在农作物生长发育期间,由于久旱不雨或少雨,土壤中的有效水分消耗殆尽,使农作物发生凋萎、枯死的一种农业气象灾害。干旱问题是一个世界性问题,普遍存在于世界各地,频繁地发生于各个历史时期,逐渐成为制约农业生产发展及农作物收成丰欠与否的重要因素之一,已引起全球农业科学领域的广泛关注。抗旱节水已经成为我国农业面向未来持续发展的必然选择,降低土壤表面蒸发和作物蒸腾是提高农田水分利用效率的中心任务。
针对我国各地的耕作制度来说,辽宁大部分地区(朝阳地区、辽东半岛南端除外)属于东北平原丘陵半湿润喜温作物一熟区,以喜温作物一年一熟为主,年均温一1-9℃,≥10℃积温2000-3600℃,无霜期140一170天,冬季漫长寒冷。这一耕作区一年之中只有150天左右为生长季节,由于缺乏适当的保水措施,土壤水分在非生长季节这一时间段大量散失。本试验针对我国北方半干旱及生态脆弱区干旱现象,应对地区农业威胁,利用土壤水分的运动规律,在冬春季节即土壤第一次水分高峰来临之前,采取适当的保水措施,蓄水保墒,改善生长季节土壤水分状况。试验以地处科尔沁沙地南缘半干旱生态脆弱区的古榆树镇为研究对象,利用该地区10年来的气象数据,采用德国H.瓦尔特的气候图解法,对试验地区的干旱状况作以分析,选取了施用保水剂、秸秆覆盖、落叶覆盖及施用有机肥等几种在农业生产中可因地制宜,灵活运用的耕作保水措施进行研究,结合数学分析方法,着重测定和分析非生长季节保水剂、有机肥、秸秆覆盖、落叶覆盖单独使用,以及保水剂、有机肥配合施用等不同处理对生长季节土壤水分状况和植株经济性状、产量的影响,并在此基础之上,提出理论上最适宜的抗旱保水技术方案。
研究结果表明,昌图县干旱发生频繁,其中春季旱情发生的频率最高。多种保水措施都发挥了各自的保水效果,在不同时期及不同土层深度的土壤水分比较分析中,均表现为不同程度的高于对照的土壤含水量。总体上呈现各处理的保水效果依次为:保水剂高量>混施>保水剂低量>有机肥高量>落叶覆盖>秸秆覆盖>有机肥低量。保水剂高量和保水剂低量两处理在保持土壤水分方面有较好的表现,保水剂高量是本试验中保水效果最好的处理,表现了持续的、较好的作用,说明本试验中含有保水剂处理的保水效果是与施用剂量有关的,随着保水剂施用剂量的增加,保水效果显著增强。本试验中针对有机肥与保水剂混合施用的混施处理的研究是成功的,两种保水措施同时施入土壤作为一种处理,在吸持土壤水分的同时,有机肥还可以增加土壤肥力,最终达到的保水效果优于单独施用两种保水措施。有机肥低量的保水效果是最差的,而有机肥高量的保水效果要明显优于有机肥低量,说明有机肥作为保水措施施入土壤时,其保水效果与施用剂量是密切相关的。落叶覆盖和秸秆覆盖两处理有着明显的保水效果,落叶覆盖的保水效果要优于秸秆覆盖,但二者差异不显著。覆盖保水措施虽不及含有保水剂的处理和有机肥高量处理,但廉价易得的覆盖物和简便的田间处理方式能够在节约农业生产投入的同时提高土壤水分,是一种极有推广价值的保水措施。