保持种植区的水分——夏季休耕地的镇压措施效果试验

、在美国西北部太平洋沿岸地区的夏季休耕地里种植冬小麦的主耍障碍是种植区的水分不足。那里每 年的降水量少于300mm。小麦——休耕的交替是这一低降水区的最重要耕作方式。休耕地的主 要目标是在休耕期间储存部分降水,。“以供此后播种的小麦顺利生长。土壤水分在冬季休闲时得 到补充,此时的气温和蒸发量都低,而降水量却高。这个地区年降雨量的70畅集中在每年11月 到第二年4月这段时间里。播种期间土壤水分少会导致种子吸收养分和发芽太慢,从而影响到幼苗 的生长以及收获。在相对干燥的土壤里,水分含量稍有增加就能使小麦的发芽和出苗率有显著提高 。在休耕地里成功地种植冬小麦,除了能提高来年产量,还能大大降低秋季的风蚀和冬季的水蚀灾 害程度。作物残茬也能在以后休耕地的循环耕作中保护土壤免遭风和水的侵蚀。这些残茬对控制太 平洋酉北部降水量极少的地区(每年少于2500he)的风蚀作用尤其重要。这些地区的土狸— 般都硫松粗糙,凝聚力差,通过耕作也不容易形成团粒结构。l增加土壤覆盖层在休耕地的循环耕 作期间,春季犁地一般都甩耕耘机、耙犁或．者有壁犁来完成。有壁犁把耕层土壤翻动180o, 使地表残茬的9040都埋在下层。有壁犁在小麦休耕地中的使用正在减少,因为这有使土壤遭风 蚀的危险。所以,耕作者通常使用其它一些农具,如y型耕耘机和耙犁。这些农具将表层土壤挖起 来并切碎,可以疏松表层土壤却不会使土整个翻过来。这种方法使70%的残茬留在了表土里,从 而形成了一个残茬覆盖层。与裸土相比,残茬层的保护减少了土壤受风蚀的危险。春季初次犁地后 ,接着在春末和夏季进行3次或更多次除去秆状杂草的工作,以此来控制杂草丛生并形成土壤覆盖 层。除掉的秆状杂草形成了一层干燥而且密度低的土壤保护层,这个保护层在干旱时期通过减缓或 阻止水分通过毛细管上升到土表来保持水分。地表保护层的微细土粒除了能减少水分流失外,还减 少了进人土壤内的热量。在太平洋西北部地区的各种条件下,土壤覆盖层必须在夏季蒸发量大的时 期来一临以前形成,以防止种植区水分从休耕地**——蒸气的压力梯度。、里损失。与此相反, 由于北美大乎原小麦通过镇压表层土壤,土壤孔隙度/就一休讲地地区的大部分降水主要是在夏季 ,减小了,这就增加了弯曲流径的长度。由未犁过的休耕地的含水量比有保护层的耕于造成弯曲度 的因素与形成弯曲流径长度地含水量要大或者一样多。的因素相反,Q值也减小了。镇厌上表还将 影响土壤的热力学性质,如热传导系数2通过土壤覆盖层的水分MX＠。＠＠&woM③A了＠% BS$。。。数会减小土壤表层与较深层的温差,从而—”“——降低蒸气压力梯度d尸。然而, 由于热流。夏季,休耕地的水分主要是通过千燥加速扩散,气孔容量的降慨对减少水蒸气的,厚度 为0．05~0．15m的土壤覆盖层的流动的有利影响又被否定了。气孔蒸发出去。为了保持种 植区的水分,酮研究的主要目的是确定镇压地表蒸发掉的水分必须由下层湿润土壤的水分”覆盖层 在每年8、9月份天气炎热条件下来补充。在夏季的大部分时间里,有保护对下列事物的影响:( l)土壤容重;层的休耕地的种植区水分损失率相对较(二)镇压期与播种期之间种植区水分的低 ,但在8月下旬和9月却明显上升。耕保持情况I(3)秋播小麦的出苗与生长地水分这种夏末的 迅速损失,被认为是每情况。年此时天气炎热所致。夏末越来越低的夜。＿J人匕士＋血1~’7 二广．丫－二”二丁＿二二一二二二:丁d万枉匀材料间气温使土表温度迅速降低,而较深处土— ”—”””“’壤的温度却仍然较高。在此状况下,水蒸1990年和19盯年的8、9月,这项 为气都向土表集中,引起相当多的水分损期两年的试验在俄勒冈州立大学Sh盯m“n失。当通过 土壤保护层的水分损失率大于试验站得以实施＠试验场地的土壤是一种下层湿润土壤的水分补给率 时,种植区就WallaWalla粉沙壤土。这个地方过去80会发生千旱。迫使耕种者将种子 种得较深年的年均降水量是290。m。研究期间的降以吸取足够的水分,确保发芽出苗;或将水 量资料是在美国气象局的一个标准建筑播种期推迟到有充足降雨的肘候。聊种物里记录下来的,它 位于离试痊场地Ibm。＿方法都会造成小麦迟发育而且不够强壮,之内。试验场地中有小于2q o的斜坡。试收成减少并增加了受侵蚀的危险。验地是随机选择的,将其分成同样4份。热量和水 分流动的过程是很复杂的。对没扰动过的小麦残茬采用下列4种因为夏季休耕地的土壤覆盖层太于 燥了,处理:所以蒸气的运动是水分流动的主要形式。3．】犁地但不钡匝土壤中水蒸气主要靠扩 散传播,有时候也3月份首次耕作时用有壁犁犁地深大量集结起来流动。扩散活动可以用下式凡1 5m,使表土裸露,接着在春末和夏季表示。三次浅除(0山5~0*)秆状杂草。~q—一*加 d尸(二)兄2$地并且钧压式中D。一空气中水蒸气的扩散活动;与方法1相同,但在8月15 日滚压,——土壤孔隙度;地表。。一流径的弯曲度,S人不懊压襄羹回鳖恩16水土保持科技锗 报1996年第4期3且份。、首次耕作时用长齿耙犁犁地9月8日厂7*恤,1991年研究期 间只有OJ5。深,形成一个地表留郁0$残茬覆微量降水(8月18日,0*)。盖层。且在春 末和夏季3次浅除(0．05~4上’＿土邀客巨0．lin)－－秆状杂草。－8月份用圆筒镇 压器处理后的地表以吕．4－问区赐在回鳖展——下0．lin处的容重提高了。镇压过和未慎与 方法3相同,但在8月15日镇压压的地块间土壤容重差别最大的地方在0地表。~0．02m处 。随着深度的增加．－这种差别ugo和1舶1年,用重714kg、长且．82皿相应减J。1 990年,在实施犁地和增加地的圆筒镇压器在第2和第4试验小区分别表覆盖层p种措施的试验 地0．07m处都选出41。X2/4m的范围内进行镇压试验测出了一个有较高土壤容重的土层 。很显(圆筒镇压器表面的13人＠与土壤接触,然,龊由于除去了秆状杂草的作用。然所施压力 为0．019p。)．从8月15~18而1991年的却很难测出。日,在镇压过和未镇压的蛐 中测得土壤人吕土颂含水量容重和含水量都有所提高,深度八0山2”1990$N1991年的 8月15~18H,9加大到了0．11。月18~21B,对镇压过和未镇压的试验田1999 年－9月21日和leql年g月22日,进行含水量测定,8月中旬,用各种方式用一些有深槽 的开口压土播种机以5瞅g/处理过的地狮上壤水分总含量在这两年hm‘的播量播种普通冬小麦 ,行距0．4m。中都很相似。1990年,镇压作用大大提高酮年的埋种深度大约都是休耕地地 表以了含水量。在采用犁地方式的地块中,含下0．13m。199D和1991年。平均覆土厚 度水层加深至0．lin;在采用增加残茬覆盖为0山8m和0*0m．种子的出苗率是在播层的 地块中。含水层加深至0J69。由于种后8~14天通过测定任选lin长垄间作1990年研 究期间有44mm的降水,研究结物数目求得,作物最后的生长情况是在播束时用各种方式处理的 地块的0~0．3m后25天测定。处的含水量都比8月中旬多,这就掩盖了最后分析:每个取样 深度的容重,含蒸发量资料。水量,0—0．3m处的土壤切面的总含水1991年,在两种耕作 方式下,与未镇量以贿个抽样日期的小麦出苗情况(如压地块相比,镇压过的地块的含水量在8果 F酗0山5,可认为各种处理方式的结月中旬加深至0刀8m。在镇压作用实施后－果大不相同) 。。的34天里。镇压过的地块中困蒸发而损失4结果与讨伦的水分比未镇压地中多。9月中旬播 种期,经所有方式处理过的地块的0~0．3。4*瞩水且深处的土壤含水量没有差别。在这两年 研研究期间的降水量比u年的年均降究的开始和结束阶段,未经镇压的有残茬水量大,比ig91 年小J年研究期间的降覆盖层的地块0卢m处的含水量比裸土地水量为44。m,几乎比前孤年的 平均值高块的稍大一些。这些资料证实了以前对太3倍。1m0年的测量日期降水量为:8月平洋 西北部地区休耕删研究结果。这一17日,7．lmm;8月21日,14．smm;8g果已经 证明了我们需要在地表保留残茬月22日,6．7。。。8月－3q日。民6——。(下转19页 )以保持水分。4．4小麦出苗憎况在研究期间的任何一年,镇压作用对小麦出苗情况都没有多大 的影响。然而,在裸士耕作方式下的小麦出苗情况和作物生长情况都最好。为什么尽管水分较少, 用有壁犁犁过的土地比有残茬层覆盖的土地的出苗率高呢?其原因很可能是在有壁犁犁过的地里种 子和土壤接触得好,苗床状况均匀,并且播种机的操作效能也好。这项试验是在一个湿润年和一个 干旱年里进行的。在这两年里,8月中旬镇压夏季休耕地降低了干燥土层的厚度并增大了土壤容重 ——结果0~0．1。处的土壤含水量提高了。镇庄后的地块里因蒸发损失的水分在镇压措施实施 后的34天里比未镇压的地块要多。在9月中旬播种期间,用各种方式耕作的上壤0~0．3m处 的含水量都没有多大差异。残茬覆盖层除了保护土壤免遭侵蚀外,在保持种植区水分方面比裸土覆 盖层的效果稍好些。两年中的小麦出苗情况都没有因镇压措施受到影响。耕作太平洋西北部的休耕 地经常掩埋了大量庄稼残茬并降低了土壤的粗糙程度。我们需要发展和改进适应农业生产和有利于 环境的休耕地的管理方式,使之减少对土壤的破坏,保住地表庄稼的残茬和土块。这项研究证明, 在种植冬小麦前二个月镇压夏季休耕地没有农业效益。并且,我们认为镇压作用会将已经很容易遭 风蚀的土壤压得更碎。保持种植区的水分——夏季休耕地的镇压措施效果试验@WilliamF.Schillinger@黄宝林$《中国水土保持》编辑部每年8、9月份炎热的天气使美国西北部太平洋沿岸地区种植区夏季休耕地的土壤水分散失量迅速增加。在此进行了一项为期两年的研究,以证实在8月中旬用一种圆筒镇压器对休耕地的残茬覆盖层和裸土地表镇压,看对9月中旬

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