1 材料与方法
试验在米脂县银 州镇孟岔村山地微灌枣树示范基地进行,该区位于典型的黄土高原丘陵沟壑区,属中温带半干旱性气候,全年雨量不足,气候干燥。但昼夜温差大,日照丰富,适宜 果树生长。年平均降雨量451.6 mm,主要集中在7~9月。试验地为裸地,坡度平均为17b,以水平阶水保工程措施为主,水平阶面平整,土质为黄绵土,容重1.27 g/cm3,0~60 cm计划湿润层的田间持水量为22%(占干土重百分比),土壤表层水分稳定入渗速率为1.4 mm/min。
供试材料为当年修剪下来的李树枝条,铡成每段10 cm左右;供试土壤为坡地的黄绵土,用2 cm孔径的铁筛过筛,经自然风干后备用;保水剂为鸿森保水剂,每份处理为100g,加水配成1:50浓度的胶体后备用。
在地表平整的水平阶上布置4个滴灌小区,滴头布设在离水平阶边缘40 cm左右的位置,各滴头间隔在1.2 m以上,以免湿润体互相交汇。以滴头为中心挖一个宽30cm、长60 cm、深40 cm的土坑。其中2个小区将准备好的保水剂胶体和土拌和填入土坑,深度为20~40 cm土层,上面再加土压实;另外2个小区将挖出来的土粉碎再填回土坑。滴灌的设计流量为5 L/h,滴灌时间为7 h,滴灌停止后挖开湿润体的垂直剖面,测量水分最大纵向入渗距离与湿润体的平均土壤含水量。
土壤蒸发桶分内桶和外桶,内桶为直径10 cm高度20 cm的铁桶,外桶为直径11 cm的PVC桶。共准备9套蒸发桶,处理有对照(CK)、5cm厚度树枝覆盖(A)、10 cm厚度树枝覆盖(B),每种处理3个重复。将处理好的风干土分层填装到铁桶中,土容重与自然土壤相同,加水至一定含水量再加树枝覆盖,每天下午 17:00称量蒸发桶的重量。
设置18个1 m×1 m的小区,处理有对照(CK)、保水剂穴施(a)、5 cm厚度树枝覆盖(b)、10 cm厚度树枝覆盖(c)、5 cm厚度树枝覆盖+保水剂穴施(d)、10 cm厚度树枝覆盖+保水剂穴施(e),每种处理3个重复,布置完后每个小区滴灌一定量的水,每隔10 d左右用土钻烘干法土壤水分测试仪测量土壤含水量。
2 结果与分析
2.1 滴灌条件下保水剂对湿润体的影响滴灌条件下保水剂对湿润体的影响如表1,试验结果表明,20~40 cm深度土层的保水剂吸收了大量的水分,显着减少了土壤水分的垂直入渗距离,提高了湿润体的平均含水量。
2.2 树枝覆盖对土壤蒸发的影响表2和图1为不同覆盖处理在不同土壤含水量条件下的土壤日蒸发量。由表2和图1可知:在土壤含水量较高的时候,土壤日蒸发量较大,树枝覆盖抑制蒸发的效果明显,能减少约2/3的土壤蒸发量;随着含水量的降低,土壤日蒸发量不断减少,树枝覆盖抑制蒸发的效果也在降低,当土壤含水量降低到一定程度,土壤表层变干,树枝覆盖和对照的土壤蒸发量差别不明显;天气对土壤蒸发量的影响也很大,7月18日为阴天,7月19日的大气蒸发力没有7 月26日大,所以前3次的土壤蒸发量与土壤含水量的趋势不一致;5 cm和10 cm二种厚度的树枝覆盖抑制土壤蒸发的效果差别较小。
表1 保水剂和对照的湿润体比较
表2 对应图1时间的土壤含水量
图1 不同覆盖处理的土壤日蒸发量
2.3 树枝覆盖和保水剂对土壤含水量的影响从图2可以看出,各处理的平均土壤含水量高于对照,在深度为0~70 cm范围内表现较为明显;树枝覆盖对各层土壤水分都有影响,对表层水分影响最大,10 cm厚度树枝覆盖的土壤表层含水量最高,比对照高出约30%;保水剂对20~40 cm的施用层以及40~70 cm土层都有影响,相对增加了10%以上的土壤含水量;树枝覆盖结合保水剂穴施处理为二种措施的叠加,其效果非常显着, 0~70 cm的土壤含水量比对照高出24%。
图2 不同处理的土壤含水量随深度的变化
3 结 论
树枝覆盖抑制土壤蒸发的作用明显,随着土壤含水量的提高,抑蒸效果增大,当质量含水量大于16%时,可抑制2/3的土壤蒸发;5 cm和10 cm厚度的土壤蒸发差别不大。滴灌条件下保水剂穴施可以明显减少土壤水分的垂直入渗,增加湿润体的平均土壤含水量。树枝覆盖和保水剂增加了0~70 cm深度土壤的水分含量;树枝覆盖对土壤表层水分的保持很有效果,10 cm厚度树枝覆盖使表层含水量提高约30%;保水剂对其施用层以及下层土壤影响较大,增加了10%以上的土壤含水量;树枝覆盖结合保水剂穴施的节水效果非常显着,使0~70 cm的土壤含水量提高了24%。