砂姜黑土水分动态变化田间观测结果初报费振文，顾国安（中国科学院南京土壤研究所，南京２１０ ００８）摘要从１９９１年开始对砂姜黑土水分动态变化进行了连续的田间观测。本文仅以１９９ ３年夏玉米全生育期间的土壤水分动态变化资料，讨论说明其与降雨、气温等气候条件，作物不同 生育阶段，土壤的一些基本水分物理特性之间的关系，以及早作物适宜灌溉时机的选择。关键词砂 姜黑土；土壤含水量；田间持水量；有效含水量砂姜黑土易受旱涝（渍）。长期以来，有关科技工 作者从环境条件到土壤基本性质，做了大量调查、试验研究工作，取得许多很有价值的成果，使得 人们对于砂姜黑土地区的排涝防渍形成了共识。但对于砂姜黑土的抗旱问题，尤其对旱作物的灌溉 ，至今人们的看法不一，为了监测砂姜黑土土壤水份的动态变化，为合理灌溉提供参考依据，我Ｏ Ｊ在安徽怀远县包集砂姜黑土综合治理实验站，进行了连续几年的定点观测。本文仅以１９９３年 夏玉米生育期间的部分资料，进行分析和讨论。１土壤水分测定方法采用烘干法（重量法２测定土 壤水分。该方法可以根据具体条件采用不同的方法进行。１．１烘箱烘于法。此法比较正规、准确 。配以精确到０．０１９的天平，能满足一些研究和应用的需要。但必须具备稳定的电源和自动控 制温度（１０５Ｃ）的电热恒温干燥箱（烘箱）。１．２红外线照射法。将样品置于红外线于燥箱 或红外灯下烘烤去除水分。此法快速简便，一般土壤７～１５分钟，重复称至恒重。有机质含量高 的土壤３～７分钟即可。１．３酒精燃烧法。用无水酒精直接加入盛有样品的容器中（小铝盒）点 燃以驱除水分。首次加酒精应浸没样品，待第一次燃烧火焰熄灭后再减半加入酒精点燃。如此重复 ｌ～２次称恒重即可。此法简单方便，在有机质含量低的砂姜黑土上，随时随地都可以进行，且在 农业生产应用中配以精确到０．ｉｇ的普通医用天平就可以了。２结果与讨论２．１气候条件与土 壤本分的动态变化２．１．１降水与土壤水分。由于砂姜黑土地区，排灌水利工程设施仍不健全， 大气降水是本区的唯一补给水源，因而也是影响土壤水分动态变化的最重要因素之一。图１是１９ ９３年夏玉米生育过程中，降雨和土壤剖面中水份含量的变化情况。图中可见，从６月１２日玉米 播种，直到１０月６日收获这段时间内，无论是地下水位还是土壤含水量，都明显地随着降雨而变 化。６～８月中旬，降雨分布密度和强度都比较大。地下水位绝大部分时间都保持在０．９～ｌ米 之间。只有７月中旬和８月中旬分别抬升到０．７和０．８米附近（试区有的田块短时间上升达０ ．４米处）。８月底以后，降雨强度和分布密度均明显减小，故地下水位也随之而迅速下降到１米 以下，到１０月初玉米收获时已降到１．２米以下。土壤含水量的情况是，０．４～０．９米层段 ，在玉米全生育期间均保持在高于田间持水量的水平上。尤其是０．４～０．８米之间，几乎一直 保持不变。０～０．４米层段中随降雨的变化较大。其中０～０．１米表层，由于８月２０日到９ 月８日一段时间内基本无雨，土壤含水量一度降到田间持水量的７０％以下。０．卫米以下层段， 在９月底玉米成熟之前，十壤含水量无明显变化。２．１．２气温和土壤水分。图１中，６～７月 份，土壤各层段中的含水量变化比较平缓，是因为这段时间降雨分布密度较大，阴雨天多，气温不 太高，大气蒸发和玉米苗期的蒸腾量不大。雨水向下入渗补充较深层次的土壤水分和地下水，以致 ７月中旬地下水位明显抬升。而７月下旬至８月份，气温升高，也正值玉米抽雄期。大气蒸发量大 ，玉米生长旺期维持生理活动的蒸腾作用旺盛，降雨对地下水位的影响也大大减弱。尽管８月上旬 的降雨强度远大于７月份，在降雨密度相近的情况下，向下入渗的水量仍明显减少。８月１２日７ ４．ｌ毫米的大雨，地下水位则始终保注：年光明同志参加了田间观测工作，谨此致谢。持在０． ８米以下。８月下旬以后高温少雨，地下水位迅速降至１米以下。９月初，０～０．１米土层的含 水量已降至田间持水量的７０％以下。此时正值玉米灌浆期，为其二个需水高峰期，虽然当时的０ ．卫米以下土壤含水量仍大于田间持水量的７０％，０．５米以下土壤含水量大于田间持水量，但 一次灌溉增产效果仍十分明显。９月１６日一次４９．３毫米的降雨后直至１０月底无较大降雨。 地下水位降至１．２米以下，大于田间持水量的土壤含水量层段的上界也迅速下移到１米以下。１ ０月１９日测得的０～３０厘米土壤含水量平均只有１６０．ｏｇ／ｋｇ，尤其是０～１０厘米土 壤含水量仅１４５．ｏｇ／ｋｇ，只占田间持水量的５４．７％，不能满足种子发芽的要求，形成 了当年小麦播种季节的干旱。目回降雨和士还剖面中的水分状况２二２试区土壤的一些基本水分物 理性质。２．２．１土壤质地与水分的关系。土壤质地（矿物颗粒的机械组成）和有机质含量是形 成土壤一系列理化性质的物质基础。本试验分析了试区土壤四个剖面的机械组成情况。在四个剖面 中，除３号剖面表层为粉砂壤土外，余下都为粉砂质粘壤上～粉砂质粘土。颗粒组成的特点是，粉 砂十粘粒部分占总量的９０％以上。大于０．０５毫米的砂粒部分中也以０．ｌ～０．０５毫米的 极细砂为主，约占其中的９０％左右，大于０．１毫米的细砂和中粗砂部分则很少。这样细的质地 ，加上有机质含量普遍较低（试区土壤四个剖面中，耕作层最高为１８．Ｚｇ／ｋｇ，最低只有１ １．ｇｇ／ｋｇ）ｃ土壤结构性差，保蓄有效水的能力弱。颐２于严氏圳身十好叨泪大ｃＤ自轮会 放量１９９３年３月中旬采样测定了土壤吸湿水和自然含水量，并分析了两者与土壤质地的关系、 由图２可见，两种状态的含水量都有随粘粒含量高低而变化的现象。吸湿水含量在各剖面中随粘粒 含量增加而增加的现象更为明显且有规律，因为颗粒越细表面能越大，吸附的水分也就越多。四个 剖面互相之间比较，仍是粘粒含量最高的２号剖面的自然含水量最高。但在各个剖面内部层次之间 ，土壤自然含水量和粘粒含量之间已不存在上述的变化关系。它们的共同特点是耕作层的（表层） 最高，２０厘米左右的犁底层的最低。这与耕作层的土壤结构优于其他层次和砂姜黑土一般都具有 一个密实的犁底层是一致的。也就是说，除土壤质地粗细外，土壤结构状况更是影响土壤水分状态 的一个重要因素，即土壤持水量的多少取决于土壤比表面和孔隙的数量。２．２．２土壤水分的有 效性。目前，一般将１／３巴（０．３Ｘ１０’Ｐａ）吸持力下的土壤含水量（相当于田间持水量 ）到１５巴（１５Ｘ１０’Ｐａ）吸持力下的土壤含水量（相当于凋萎含水量）视作对植物生长的 有效水。试区四个剖面在不同吸持力下的土壤水分状况列于表１。由表１可见，在同一吸持下的备 剖面和同一剖面的不同层次的土壤含水量都有很大差异。有效含水量不仅范围窄，其差别亦很大。 总的趋势是耕作层的较高（５６～９３９／ｋｇ），犁底层的最低。四个剖面中，除２号外，其余 三个剖面的犁底层有效含水量只有１７～２８．ｓｇ／ｋｇ。砂姜黑土犁底层的厚度一般约１０～ １５厘米，其以下层次的有效含水量虽略高，但总是低于耕作层。可见该土壤上作物易受旱涝之灾 。尤其是作物需水高峰期，主要根系活动层土壤含水量一旦降至田间持水量以下时，近３～５天内 又无明显降雨可能，则必须抓住时机适时灌溉，否则将会受旱减产。１９９３ｋ年夏玉米灌浆盛期 的一次灌溉，就是当０～４｛厘米平均土壤含水量在２３１．ｏｇ／ｋｇ，尚占田间持水量的８７ ％的情况下进行的。收获结果，最高每亩增产玉米１００·ｏｋｇ以上。１９９４年收获的小麦水 肥效应试验结果亦具有同样明显的增产效果。此外，还必须注意到，在相同吸持力下，不同土壤， 以致同一剖面不同层次之间含水量差异也很大ｃ例如２号剖面的表层，田间持水量为２６－０．６ ｇ／ｋｇ，Ｗ如３５～７Ｏ厘米层次中凋萎含水量竟也高达２６７．４ｇ／ｋｇ。因此，在实际生 产中，必须随时实地观测，综合当时的有关情况，正确分析判断应采取的措施。３结语３．１砂姜 黑土的有效含水量低，１５或２０厘米以下层次尤为突出已多变化。因此，在确定灌溉时机时，应 以田间实测数据和当时的作物、有关的一些气象因素为准。有些大范围的数据信息只能作参考。不 同吸持力下的土壤含水量“３．２本区位于黄淮海平原的最南部，降水较丰，但时空分配不均。作 物生育过程中，同时受到干旱和涝渍的威胁。对于灌溉时机的选择，难度较大。因此，土壤、作物 栽培、水利和农业气象等方面的科技工作者应紧密配合。避免以往那种旱过了头才灌溉，以致增产 效果不明显。３．３植物能否从土壤中吸取水分，不决定于土壤含水量的绝对值，而取决于土壤对 水分吸持力的大小。在生产实践中，如用常规方法采样测定，费时费力，又无法复制所有田块的实 际情况。建议农技部门可试用引进价廉适用，能自动预报需水信号的较现代化仪器装置。如由电接 点真空表式土壤水分传感器制成的需灌信号装置。目前国内已批量生产。参考文献｜｜１．姚贤良 ，陈云生等．土壤物理学．北京：农业出版社，１９８６；２８４～３２４２．许越先主编．节水 农业研究．北京：科学出版社，１９９２；２０４～２０８３．周明枞，姚培元主编．淮北地区水 土资源开发与治理研究．北京：科学出版社，１９９２；２１～２８砂姜黑土水分动态变化田间观 测结果初报@费振文，顾国安$中国科学院南京土壤研究所砂姜黑土；土壤含水量；田间持水量； 有效含水量从１９９１年开始对砂姜黑土水分动态变化进行了连续的田间观测。本文仅以１９９３ 年夏玉米全生育期间的土壤水分动态变化资料，讨论说明其与降雨、气温等气候条件，作物不同生 育阶段，土壤的一些基本水分物理特性之间的关系，以及早作物适宜灌溉时机的选择。１．姚贤良，陈云生等．土壤物理学．北京：农业出版社，１９８６；２８４～３２４２．许越先主编．节水农业研究．北京：科学出版社，１９９２；２０４～２０８３．周明枞，姚培元主编．淮北地区水土资源开发与治理研究．北京：科学出版社，１９９２；２１～２８砂质粘壤上～粉砂质粘土。颗
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