间作模式下不同带宽对土壤含水量的影响.pdf

第 卷第期年月杨 凌 职 业 技 术 学 院 学 报J o u r n a l o fY a n g l i n gV o c a t i o n a l&T e c h n i c a lC o l l e g eV o l N o M a r,收稿日期:基金项目:杨凌职业技术学院科技创新项目(Z K )作者简介:闫小红(),女,陕西长安人,实验师,主要从事水利工程管理及实践教学研究.D O I:/j c n k i c n /G 间作模式下不同带宽对土壤含水量的影响闫小红(杨凌职业技术学院,陕西 杨凌 )摘要:为探究间作模式下不同带宽对台塬坡耕地土壤含水量的影响,本研究选取在小偉河流域彭家底村,连续两年在不同坡度(、)下的坡耕地布设不同宽度的玉米与苜蓿间作试验,使用中子水分测定仪和便携式时域反射仪(T D R)相结合,对不同带宽下的苜蓿条带、玉米条带的土壤含水量进行监测及分析.结果表明:玉米苜蓿间作下,地表含水量均小于深层土壤含水量;苜蓿条带内表层储水量略大于玉米,但深层土壤上,玉米的储水量大于苜蓿;在各带宽中,以 m带宽储水量较高,利于作物生长.研究结果对探求坡耕地粮草间作套种的最优模式,以及坡耕地管理技术提供参考.关键词:黄土台塬;坡耕地;间作;土壤含水量中图分类号:S 文献标识码:A文章编号:()E f f e c t so fD i f f e r e n tB a n d w i d t h so nS o i lM o i s t u r eC o n t e n tu n d e r I n t e r c r o p p i n gP a t t e r n sY A NX i a o h o n g(Y a n g l i n gV o c a t i o n a l a n dT e c h n i c a lC o l l e g e,Y a n g l i n g,S h a a n x i ,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e r t o i n v e s t i g a t e t h e e f f e c t o f d i f f e r e n t b a n d w i d t h so ns o i lm o i s t u r e c o n t e n t o f s l o p i n g f a r m l a n d i n l o e s s t a b l e l a n du n d e r i n t e r c r o p p i n gm o d e,t h i s s t u d y s e l e c t e dP e n g j i a d iV i l l a g e i n t h eX i a o w e iR i v e rB a s i n,a n dc o n d u c t e d i n t e r c r o p p i n ge x p e r i m e n t so f c o r na n da l f a l f aw i t hd i f f e r e n tw i d t h so ns l o p i n g f a r m l a n da t d i f f e r e n t s l o p e s(,)f o r t w oc o n s e c u t i v ey e a r s An e u t r o nm o i s t u r ea n a l y z e ra n dap o r t a b l et i m e d o m a i nr e f l e c t o m e t e r(T D R)w e r ec o m b i n e dt om o n i t o ra n da n a l y z et h es o i lm o i s t u r ec o n t e n to f t h ea l f a l f as t r i p sa n dc o r ns t r i p su n d e rd i f f e r e n tb a n d w i d t h s T h er e s u l t ss h o w e dt h a tu n d e r t h e i n t e r c r o p p i n go f c o r na n da l f a l f a,t h e s u r f a c ew a t e r c o n t e n tw a s l o w e r t h a n t h ed e e ps o i lw a t e r c o n t e n t;T h e s u r f a c ew a t e r s t o r a g e i n t h ea l f a l f a s t r i p i s s l i g h t l yg r e a t e r t h a n t h a t o f c o r n,b u t i n t h ed e e ps o i l,t h ew a t e r s t o r a g e o f c o r n i sg r e a t e r t h a n t h a t o f a l f a l f a;A m o n gt h ev a r i o u sb a n d w i d t h s,t h ew a t e r s t o r a g e c a p a c i t yo f mi sh i g h e r,w h i c h i sb e n e f i c i a l f o r c r o pg r o w t h T h e r e s e a r c hr e s u l t sp r o v i d er e f e r e n c e f o re x p l o r i n gt h eo p t i m a lm o d eo f i n t e r c r o p p i n ga n d i n t e r c r o p p i n go f g r a i na n dg r a s so ns l o p e f a r m l a n d,a sw e l l a s f o rs l o p e f a r m l a n dm a n a g e m e n t t e c h n i q u e s K e yw o r d s:L o e s sP l a t e a u;s l o p e f a r m l a n d;i n t e r c r o p p i n g;s o i lm o i s t u r ec o n t e n t引言我国可耕地面积占比较少,黄土坡耕地仍是很重要的种植区.关中黄土地区是典型的半干旱地区,因渭河冲刷、水土流失、侵蚀而形成多阶地式黄土台塬,同时产生了大片坡耕地,对作物正常生长影响很大:一方面,经常入不敷出,出现撂荒;另一方面,因过多耕作导致水土流失严重.为了调整黄土坡耕地资源利用结构,减少水土流失,尝试玉米苜蓿间作模式种植:多年生苜蓿是直根系作物,有固土作用;而玉米是须根系作物,同时也是重要的粮食作物之一,玉米苜蓿间作可实现两者有效互补.为了探求玉米苜蓿间作最佳带宽,于 、连续年对玉米苜蓿间作不同带宽处理下土壤水分变化特征进行监测及分析 ,探讨间作模式下不同带宽对台塬坡耕地土壤含水量的影响,对于全面推进乡村振兴、加快建设农业强国,全方位夯实粮食安全根基,具有十分重要的意义.试验方法 试验区概况本研究试验区位于陕西省杨凌农业高新技术产业示 范 区 小 偉 河 流 域 彭 家 底 村,该 村 位 于 东 经 ,北纬 左右.小偉河发源于陕西省凤翔县雍义村鲁班沟,流经杨凌与武功段,顺流形成了典型的台塬、沟壑,河两岸是典型的黄土台塬坡耕地.()气候条件.彭家底村属于暖温带半湿润季风气候区,具有四季分明,干湿交替,夏季多雷阵雨,冬季少雨雪的特点.年日照时数 h,日照百分率.年平均气温 ,一月份气温最低,平均气温 ;历年最高温 ,极端最高温 ;全 年 无 霜 期 d,平 均 降 水 量 mm,平均蒸发量 mm,干燥指数 .()地质条件.区内主要堆积第四纪沉积物,岩性为浅棕黄色,构造疏松,节理垂直发育,土层针管状孔隙直径 mm.其间夹多层古土壤和钙质结核层,总厚 m左右.试验设计()设计坡度.采取、三种坡度,每个坡度布设采取对照全种玉米、对照全种苜蓿、处理(m玉米m苜蓿)、处理(m玉米m苜蓿)、处理(m玉米m苜蓿)五种种植模式,见表.()作物品种与播期.试验所用苜蓿为紫花苜蓿,年月中旬播入,根据苜蓿的生长状况,分别于 年、年的月日、月 日和 月 日左右对苜蓿进行刈割;玉米采用当地主种品种陕单 ,播种时间分别为 年、年的月 日(前后),收割时间为当年的 月 日(前后),见表.表玉米苜蓿间作试验处理处理坡度作物宽度/m玉米苜蓿备注对照 m玉米对照 m苜蓿m玉米m苜蓿m玉米m苜蓿m玉米m苜蓿对照 m玉米对照 m苜蓿 m玉米m苜蓿 m玉米m苜蓿 m玉米m苜蓿对照 m玉米对照 m苜蓿 m玉米m苜蓿 m玉米m苜蓿 m玉米m苜蓿表试验材料与田间处理试验种类品种播种时间收获时间施肥水平玉米苜蓿间作试验玉米陕单 ()年月 日 ()年 月 日纯氮:k g/h mPO:k g/h m苜蓿紫花苜蓿 年月刈割次/aKO:k g/h m()化肥施用.结合当地耕作习惯、作物需肥规律、土壤供肥特性与肥料含量效应确定,即纯氮 k g/h m,PO k g/h m,KO k g/h m,分别采用尿素、磷酸二铵和硫酸钾进行配合施用.测定项目与研究方法 土壤含水量观测观测仪器:土壤水分的监测 使 用 中 子 水 分 测 定 仪 和 便 携 式 时 域 反 射 仪(T D R)观测.用中子水分测定仪观测 c m土层的水分,土壤表层 c m的水分含量用时域反射仪(T D R)观测.坡面表层水分含量是在各个处理中布设的中子水分管周围重复测定次,求得的平均值;深层土壤含水量是利用中子仪在不同的土层重复测定次,求得的平均值.观测位置:在各试验处理区内,布设中子水分管,考虑到坡面不同位置水分的差异,为提高试验数据的代表性,在每种处理坡面距离上部/位置,横向取中部,布设中子水分管,定期监测土壤含水量,以该点土壤含水量代替该种处理土壤含水量.观测频率:每次播种前后、作物生长的各阶段分别测定土壤含水量;遇到产流降雨,加测土壤含水量.数据统计分析采用M i c r o s o f t E x c e l和S i g m a P l o t 软件处理试验 数据和作图.采用第期闫小红:间作模式下不同带宽对土壤含水量的影响S P S S 软件进行统计分析,利用最小显著极差法(L S D)进行差异显著性检验,显著性水平设定为P .试验分析 玉米苜蓿间作土壤水分特征实验中布设了玉米苜蓿不同带宽间作试验,图 分别为、不同带宽玉米苜蓿间作苜蓿条带土壤含水量随深度的变化.图间作坡度 不同带宽下苜蓿条带平均土壤水分分布图间作坡度 不同带宽下苜蓿条带平均土壤水分分布图间作坡度 不同带宽下苜蓿条带平均土壤水分分布图 分别为、不同带宽玉米苜蓿间作玉米条带土壤含水量随深度的变化.图间作坡度 不同带宽下玉米条带平均土壤水分分布图间作坡度 不同带宽下玉米条带平均土壤水分分布图间作坡度 不同带宽下玉米条带平均土壤水分分布 玉米苜蓿间作土壤水分监测数据分析()就各间作宽度中苜蓿条带而言,由图 可以看出,在坡面 c m深度处,土壤含水量明显降低,形成利用低湿层.小区近似为原耕地修筑而成,对土壤扰动较小,各层土壤含水量随深度的变化趋势较为规则,而 、为人工修建而成,短期内土壤质地影响还较难消除,苜蓿条带土壤水分随深度变化较为散乱.但总体表现为随苜蓿条带宽度降低,土壤含水量降低.()在同一坡度带无论何种带宽,苜蓿条带土壤含水量较玉米条带土壤含水量低,说明苜蓿耗水量杨 凌 职 业 技 术 学 院 学 报第 卷较玉米高;在同带宽坡度上,单作玉米含水量高于单作苜蓿含水量,且表层土壤含水量低于中层土壤含水量.这是因为在整个间作系统的生长初期,玉米正处于苗期,叶片较少,覆盖度低,田间耗水量主要以棵间土壤蒸发为主,仅吸收利用表层土壤水分,而此时间段间作田中的苜蓿正处于生长旺盛期和第一次刈割期,耗水强度比较大,不断消耗土壤储水量,整个间作系统主要是苜蓿叶片的蒸散耗水,所以在土壤浅层各组含水量都较中层土壤低,且单作玉米由于其根系还较短,对土壤中层的水分利用还较少,所以在土壤中层部分表现出玉米条带土壤含水量高于苜蓿条带土壤含水量.()对于、玉米苜蓿间作玉米条带而言,均表现为m带宽的玉米土壤平均含水量最低,可见m带宽直接限制了玉米生长,对间作而言,较为不利.()坡度越大,玉米苜蓿不同带宽、不同深度对土壤含水量的影响越敏感,玉米和苜蓿带宽越大,对土壤耗水影响越敏感,单作时影响最大;以m带宽平均储水量较高,利于玉米、苜蓿生长;低于 坡时玉米、苜蓿不同带宽、不同深度对土壤水分影响不为敏感;小于 坡时,苜蓿的深层耗水量大于玉米,影响苜蓿的有效生长.试验结果与讨论()玉米苜蓿间作下,含水量的最大值基本都出现在 c m土层,且地表含水量均小于深层土壤含水量.()玉米苜蓿间作下,苜蓿条带内表层储水量略大于玉米,但深层土壤上,玉米的储水量大于苜蓿.()建议坡度大时,采用玉米苜蓿m带宽间作,对水分的利用最为有效,也有利于各作物的有效生长,同时可种植须根系作物或药材,以减小水土流失;坡度小于,苜蓿的深层耗水量大于玉米,建议以玉米种植为主.粮草间作种植是一项有效的水土保持耕作措施,两者有效互补,在提高作物产值的同时可有效防止水土流失,起到蓄水固土、恢复和提高土地生产力的作用,对黄土台塬坡耕地探寻科学有效的间作种植模式提供了一定的理论基础,具有一定的推广价值.参考文献:闫秋艳,董 飞,贾亚琴,等耕作方式对旱地麦田土壤蓄水变化特征及小麦产量的影响J水土保持学报,():田德龙,侯晨丽,徐 冰,等苜蓿对农田耗水过程与盐分变化的影响J农业机械学报,():王稳江,赵 英,闫爱军黄土坡耕地种植多年生苜蓿对水土流失的影响J陕西农业科学,():王洪梅,程延彬,周志军我国坡耕地粮草带状间作的研究进展J黑龙江农业科学,():阎裕丽东北农牧交错区紫花苜蓿/玉米间作条件下土壤水分变化特征及水分利用效率D长春:东北师范大学,成 婧,吴发启,路 培,等玉米苜蓿间作的蓄水保土效益试验研究J水土保持研究,():云 峰,王 健,吴发启,等坡耕地玉米苜蓿间作水分分布与运移J干旱地区农业研究,():云 峰,王 健,吴发启,等坡面苜蓿蓄水保土效益试验研究J节水灌溉,():李 巍,郝明德,王学春黄土高原沟壑区不同种植系统土壤水 分 消 耗 和 恢 复 J农 业 工 程 学 报,():齐养周,云 峰,尹武君,等玉米苜蓿间作对黄土坡耕地养分流失的影响J节水灌溉,():声明本刊已许可中国学术期刊(光盘版)电子杂志社在中国知网及其系列数据库产品中以数字化方式复制、汇编、发行、信息网络传播本刊全文.该社著作权使用费与本刊稿酬一并支付.作者向本刊提交文章发表的行为即视为同意我社上述声明.第期闫小红:间作模式下不同带宽对土壤含水量的影响