不同耕作方式土壤水分动态变化

刘武仁，郑金玉，罗 洋，郑洪兵，李瑞平，李伟堂

(吉林省农业科学院农业资源与环境研究所，长春 130033)

土壤水分是土壤的重要组成部分，也是植物的生命之源[1]。土壤含水量的高低不仅直接影响到作物产量，其数量和运动变化不仅直接影响土壤的形成和气、热状况，还深刻地影响着土壤物理、化学和生物过程[2-3]。吉林省中部属于东北平原中部的雨养农业区，因此，农田土壤含水量的高低对作物生长发育、产量及土壤特性尤为重要，大量研究表明，少耕、免耕等保护性耕作提高土壤含水率或者保墒效果好[4-7]。本研究在长期定位试验条件下(1983年开始)，研究不同耕作方式下土壤水分的时间和空间变化规律，旨在吉林中部雨养农业区有效地保蓄土壤水分，提高东北黑土区旱田自然降水利用率和土壤水分利用效率，为提高我省粮食产量和可持续农业发展具有重要的理论和现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

玉米品种2010年为良玉8，2011年和2012年为郑单958。

1.2 试验设计

1.2.1 试验地概况

试验田位于吉林省公主岭市 (43°45′N，125°01′E)吉林省农科院长期定位试验田(1983年开始定位)。年均太阳有效辐射4800MJ/m2，年均气温4～6℃，日照时数为 2800h，≥10℃有效积温为 2860℃·d，无霜期140 d，多年平均降水567 mm，为典型的雨养农业区。该区属于黏质黑土，土层深厚，质地均匀，储水性能良好。作物为一年熟玉米。

1.2.2 试验设计

①免耕：播种时采用免耕播种机窄开沟播种，种肥侧深施，种、肥隔离。秋季收获后留茬35 cm左右，不进行整地。

②翻耕：春季播种机播种，在拔节期进行追肥。秋季玉米收获后，用翻转犁翻地，茬子翻入土壤中，翻地深度为35～40 cm。

[本刊讯]2010年 1月 12日,上海市护理学会在北京西路 1623号召开了上海市红十字南丁格尔志愿护理服务队第一次工作会议。42个分队的分队长及骨干队员共 90余人参加了会议。会议围绕 2009年 9月服务队成立以来的主要工作以及新一年的工作思路展开了讨论和交流。代表们在陆冰队长的带领下进行了宣誓并领取了分队活动用装备箱及专用披肩。上海市红十字会领导和上海市护理学会领导出席了会议并讲话。各级领导对服务队成立以来的主要工作给予了高度评价,并鼓励志愿者在新的一年里继续弘扬南丁格尔和红十字精神,拓展志愿服务的内涵,从医院走向社会,为更广泛的人群服务。

2011年呈倒“N”型，4月22日至5月17日土壤含水率呈下降趋势，出现干旱现象，从5月17日土壤含水率开始缓慢上升，8月20日达到最高，之后土壤含水率开始下降。

经方差分析表明(表1)，2010年播种前宽窄行(苗带)0～10 cm土壤含水率差异除了与免耕差异不显著外，与其他处理之间差异均达到显著水平(p<0.05)；宽窄行(苗带)10～20 cm 最高，与其他处理差异达到极显著水平(p<0.01)，土壤含水率高低顺序依次为：宽窄行(苗带)、宽窄行(茬带)、免耕、翻耕、常规耕作。2011年播种前0～10 cm土壤含水率高低顺序依次为：宽窄行(茬带)、宽窄行(苗带)、免耕、常规耕作、翻耕，前三者与后二者分别存在显著(p<0.05)与极显著水平差异(p<0.01)；10～20 cm 土壤含水率高低顺序与0～10 cm保持一致，宽窄行(苗带)与常规耕作和翻耕处理差异达到极显著水平 (p<0.01)。2012年播种前 0～10 cm 和 10～20 cm 土壤含水率高低顺序均为：宽窄行(苗带)、宽窄行(茬带)、免耕、常规耕作、翻耕，土壤含水率前四者差异与翻耕处理达到极显著水平(p＜0.01)。

西沙群岛有开展定制旅游的市场条件，以及具备一定的可行性。在政策和地理条件允许的情况下，根据“一岛一特色”的策略，增加产品的多样性，优化定制模式，从个性化需求入手，提高游客忠诚度。

2012 年常规耕作、宽窄行(苗带)、宽窄行(茬带)、翻耕和免耕土壤含水率为19.5%、20.7%、20.5%、19.8%和 20.2%，不同处理土壤含水率在19.5%～20.7%。宽窄行(苗带)分别较常规耕作、宽窄行(茬带)、翻耕和免耕土壤含水率增加1.2、0.2、0.9、0.5个百分点。

1.3 测定方法与时期

1.3.1 测定方法

土壤含水率测定采用烘干法，每10 cm为一层，测定土壤深度为60 cm，每个处理3次重复，宽窄行处理分茬带和苗带测定，土壤含水率计算采用重量百分数，计算公式为：W=(M1-M2)/(M2-M3)×100%

由图4可以看出，不同处理在玉米拔节期0～60 cm随深度的增加土壤含水率缓慢增加，在30～40 cm较高，2010年宽窄行 (苗带)0～40 cm土壤含水率上升明显，高于其它处理，2011年免耕0～30 cm土壤含水率低于其它处理，可能是由于免耕土壤紧实，此期降雨较少，水分下渗困难，土壤含水率低。

1.3.2 测定时期

2010年、2011年和2012年在玉米播种前、苗期、拔节期、抽雄期、灌浆期、成熟期测量，一共测量6次。

1.3.3 数据分析

2012年呈“W”型，4月20日土壤含水率最高，由于2011年冬季和2012年春季降雪、降雨较多，土壤存储了大量的水分，土壤含水率高，达到24%左右。4月20日至5月21日土壤含水率迅速下降，季节性干旱明显，5月21日至6月20日降雨量逐渐增多，土壤含水率开始上升，6月20日至8月19日缓慢下降趋势，之后又开始上升。

2 结果与分析

2.1 不同耕作方式土壤含水率季节性变化

由图1可以看出，受降雨量的影响，不同年度播种前至成熟0～60 cm深土壤含水率季节性变化不同，2010年呈“M”型，4月20日至5月21日土壤含水率呈上升趋势，5月21日至6月20日呈下降趋势，并且达到低谷，6月20日至7月20日进入雨季，土壤含水率迅速上升，达到最高，从7月20日至9月19日土壤含水率开始下降。

图1 不同耕作方式2010～2012年土壤含水率变化

③宽窄行：宽窄行留高茬休闲交替种植。春季播种机播种，结合播种施入种肥，种肥侧深施，种、肥隔离，在拔节期，用“V”型深松铲深松茬带(上一年苗带)，深度为30～40 cm，结合深松进行追肥。玉米收获后，留茬35～40 cm，用旋耕机对当年茬带进行旋耕。

针对2018年全国Ⅰ卷理综第6题考查细菌基因重组问题，教师在讲授必修2中有关肺炎双球菌的转化实验时，让学生思考：如果将S型菌的RNA与R型菌混合培养，是否可以得到S型菌？为什么？细菌中的基因重组有哪些方式？并适时补充有关细菌的转化、转导、接合等。那么，学生在面对这道题时一定会更得心应手。

采用Excel 2010处理数据和作图，显著性检验采用DPS 7.05。

从6次取样平均土壤含水率来看，2010年常规耕作、宽窄行(苗带)、宽窄行(茬带)、翻耕和免耕土壤 含 水 率 为 19.2% 、20.6% 、20.2% 、20.0% 和19.8%，不同处理土壤含水率在19.2%～20.6%。宽窄行(苗带)分别较常规耕作、宽窄行(茬带)、翻耕和免耕土壤含水率增加1.4、0.4、0.6、0.8个百分点。

加强防洪能力建设。上游青、甘、宁、蒙干流河段防洪治理可研方案加快编制；总投资约6亿元的中游小北干流河段、三门峡库区治理工程获国家发改委批准实施；下游近期防洪工程优质高效完成年度建设任务，累计完成投资25.76亿元。

2011 年常规耕作、宽窄行(苗带)、宽窄行(茬带)、翻耕和免耕土壤含水率为17.6%、18.9%、18.6%、17.7%和 18.1%，不同处理土壤含水率在17.6%～18.9%。宽窄行(苗带)分别较常规耕作、宽窄行(茬带)、翻耕和免耕土壤含水率增加1.3、0.3、0.9、0.8个百分点。

使用VanetMobiSim去设置网络拓扑以及车辆的运动模型，然后用NS-2去进行网络仿真，验证本文提出的RAR路由协议的性能.

小区面积667 m2,3次重复。施N 220 kg/hm2、P2O5100 kg/hm2、K2O 100 kg/hm2,1/4 氮肥及磷肥、钾肥作口肥施用,其余氮肥作追肥施用,田间管理同生产田一致。

2.2 不同时期土壤含水率垂直变化

2.2.1 播种前土壤含水率垂直变化

从3年的试验结果来看，播种前土壤含水率随着土壤深度的增加而增加，2010年宽窄行 (苗带)和宽窄行(茬带)明显高于其他处理，宽窄行(苗带)、宽窄行(茬带)和免耕分别较常规耕作(ck)和翻耕高15.4%、10.9%和4.6%，常规耕作和翻耕土壤含水率均为16.9%。2011年不同处理间0～40 cm土壤含水率差异较大，翻耕处理0～40 cm土壤含水率明显低于其他处理，其原因为翻耕土壤疏松，春季风大跑墒严重，土壤含水率低。2012年0～30 cm不同处理土壤含水率差异较大，30～60 cm差异较小。

图2 不同耕作方式播种前土壤含水率垂直变化

④传统耕作：春季用播种机播种，结合播种进行侧深施种肥，拔节期追肥。秋季玉米收获后用灭茬机灭茬整地，以备翌年春季播种。

表1 不同年份播种前0～20 cm土壤含水率差异

总之，宽窄行(苗带)或(茬带)播种前 0～20 cm土壤含水率高于其它处理，其次为免耕，土壤含水率最低为翻耕处理。因为宽窄行耕作在玉米拔节期深松能够接纳雨水，起到保墒的作用；另外，留茬能够保留雪水，提高土壤含水率；此外，宽窄行种植在播种前春季不整地，避免土壤水分的散发，从而使宽窄行播种前土壤含水率高于其它耕作方式；免耕土壤含水率高于常规耕作和翻耕是由于春季不整地和留茬有利于保持土壤墒情，但是该耕作方式不进行深松，所以春季土壤含水率低于宽窄行。由于常规耕作和翻耕都进行整地，特别是翻耕使土壤疏松，春季风大，土壤跑墒严重，土壤水分低。

2.2.2 苗期土壤含水率垂直变化

由图3可以看出，玉米苗期0～60 cm土壤含水率变化不大，2010年和2011年免耕处理30～60 cm土壤含水率明显高于其他处理，2012年免耕处理在20～30 cm土壤含水率达到最高，说明免耕有利于保墒。

图3 不同耕作方式苗期土壤含水率垂直变化

2.2.3 拔节期土壤含水率垂直变化

式中：W-土壤含水率(%)；M1-土壤湿重+铝盒重(g)；M2-土壤干重+铝盒重(g)；M3-烘后空铝盒重(g)。

图4 不同耕作方式拔节期土壤含水率垂直变化

2.2.4 抽雄期土壤含水率垂直变化

由图5可以看出，随着雨季的到来，土壤含水率随着深度的增加明显增加，特别是2010年和2012年，2012年宽窄行 (茬带)40～60 cm土壤含水率明显高于其他处理，说明深松后有助于接纳雨水。

长期以来，业界把控制核电建设成本的主要精力放在施工阶段—审核施工图预算、合理结算工程价款、严控合同变更索赔事项。我们已充分认识到要有效地控制核电建设成本，降低核电发电成本，提高电价市场竞争能力，只能把控制重点由原来的单一的对项目实施阶段(设计、施工图预算)的控制转移到核电建设前期决策阶段和设计施工阶段，在各阶段实施有效的成本精益化管理和控制方法，才能取得事半功倍的效果。随着电力市场化竞争加剧，业主应尽快转变观念，超前思维，积极学习吸收先进管理模式和经验，将建设成本精益化管理理念和科学成本控制方法应用到核电工程项目实践中去，提高国内核电工程建设成本管理水平，提高核电的经济性和市场竞价能力。

图5 不同耕作方式抽雄期土壤含水率垂直变化

2.2.5 灌浆期土壤含水率垂直变化

由图6可以看出，2010年玉米灌浆期土壤含水率随深度增加略有下降，可能与降雨和取样时间有关，而2011年和2012年此期土壤含水率随着深度的增加有缓慢上升的趋势，在30～50 cm土壤含水率较高，宽窄行(茬带)和(苗带)土壤含水率高于其他处理，说明宽窄行深松后，在雨季能够增加土壤含水率，同时土壤水分有从茬带向苗带运移的趋势。

图6 不同耕作方式灌浆期土壤含水率垂直变化

2.2.6 成熟期土壤含水率垂直变化

由图7可以看出，2010年除翻耕处理外，其他处理土壤含水率随土壤深度的增加有增加趋势，在30～40 cm土壤含水率最高；2011年0～10 cm土壤含水率上升明显，20～60 cm土壤含水率处于平缓状态；2012年所有处理0～40 cm土壤含水率呈上升趋势，在40 cm处达到最高，而宽窄行 (苗带)在50 cm处土壤含水率最高，高达23.0%，说明宽窄行种植在玉米拔节期深松后不仅有利于接纳雨水，而且土壤水分有由茬带向苗带侧下方运移的趋势。

近日，IMF发布《财政透明度、借贷成本与外国持有主权债券》报告，以33个新兴经济体为对象，从预算过程的公开度、财政数据透明度和财政问责制三个维度，分析财政透明度对借贷成本以及国外对其主权债券需求的影响。结果显示，财政透明度降低了各主权债券利差，提高了投资者对新兴经济体债券的配置意愿。对于新兴经济体而言，推动预算过程公开可以降低主权借贷成本，而财政数据的透明度则有助于提高投资者对其主权债券的需求。报告还指出，统一标准的财政数据和较高的对比便利度（尤其是资产负债表），可以便利国外投资者进行决策，增加其对新兴经济体主权债务的配置意愿。

图7 不同耕作方式成熟期土壤含水率垂直变化

3 结论与讨论

受降雨量的影响，不同年份0～60 cm土壤含水率季节性变化趋势不一致，降雨量多少直接影响到土壤含水率的高低。从平均土壤含水率来看，宽窄行(苗带)＞宽窄行(茬带)＞免耕＞翻耕＞常规耕作，2010年至2012年宽窄行(苗带)较常规耕作高1.3个百分点，处理之间差异不显著。但是，宽窄行(苗带)或(茬带)播种前0～20 cm土壤含水率高于其他处理，差异达到显著(p＜0.05)或者极显著(p＜0.01)水平差异，其次为免耕，土壤含水率最低为翻耕处理。

从播种前至成熟期，不同耕作方式0～60 cm土壤含水率基本呈上升趋势，30～50 cm土壤含水率较高，宽窄行(苗带)50～60 cm土壤含水率深松后也较高，说明深松后不仅有利于接纳雨水，而且土壤水分有由茬带向苗带侧下方运移的趋势。

在本研究中，3年宽窄行(苗带)平均含水率较常规耕作高1.3个百分点，本研究结果与前人研究结果相似，刘武仁[8]通过宽窄行(留高茬)交替休闲种植与均匀垄比较，春季土壤含水率(4月份)高0.5～3.0个百分点，全生育期高0.5～2.5个百分点；杨耿斌[9]研究得出，宽窄行0～10 cm土壤含水量高于常规垄作2.35个百分点，10～20 cm高于常规垄作6.51个百分点；王庆杰[10]研究表明，大垄宽窄行免耕种植模式能够改善土壤结构，增加土壤蓄水保水能力，其中在出苗期提高土壤水分9.39%～11.03%。播种前耕层土壤墒情对于玉米出苗尤为重要，本研究在播种前0～20 cm宽窄行(苗带)或(茬带)土壤含水率高于其他处理，差异达到显著(p＜0.05)或者极显著(p＜0.01)水平差异，其次为免耕、常规耕作，最低为翻耕。这是因为，宽窄行在上一年深松有利于蓄水保墒，留茬有利于接纳东季和春季雪水，此外，播种前不动土达到很好的保墒效果；免耕效果类似宽窄行，但是夏季不深松，从而土壤含水率低于宽窄行；由于翻耕土壤疏松，形成上虚下实的耕层结构，春季刮风较大，土壤跑墒严重，土壤含水率在所有耕法处于最低；常规耕作方式灭茬打垄也不利于很好的保持土壤墒情，土壤含水率略高于翻耕。

通过地下水系统脆弱性评价分析，可以掌握不同等级脆弱性的地下水分布，特别是了解地下水水质脆弱性高，即易于污染地区的状况。这样，地下水水质保护就能做到更有针对性。地下水系统的脆弱性，除了地下水系统固有的对污染物的敏感性外，还与天然或人为造成的污染源的位置和类型以及污染物距离含水层的相对位置和污染物的运移情况等因素有关。因此，应了解和掌握受水区地下水系统对污染物的固有敏感性，研究评价受水区地下水系统的脆弱性。

在本研究中，长期连作玉米从播种前至成熟期，不同耕作方式0～60 cm土壤含水率基本呈上升趋势，30～50 cm土壤含水率较高，而刘爽[11]通过免耕、少耕、旋耕三种耕作方式玉米-大豆轮作研究认为，各时期20～40 cm土层含水量均较低，免耕可显著提高0～90 cm土层土壤含水量，与本研究结果不同，可能与降雨量、试验地点以及轮作有关。此外，在本研究中宽窄行(苗带)50～60 cm土壤含水率也较高，土壤水分有由茬带向苗带侧下方运移的趋势，主要表现在2011年的灌浆期和成熟期以及2012年的成熟期，此研究结果有待于在不同年份(干旱年份、正常年份、雨水多的年份)进行验证。

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[8]刘武仁，郑金玉，罗 洋，等.玉米宽窄行种植的土壤水分变化规律研究[J].农业与技术，2008，28(3)：40-43.

[9]杨耿斌，许东恒，王立春，等.黑龙江省早熟地区玉米宽窄行种植技术应用研究[J].玉米科学，2013，21(3)：100-102，109.

[10]王庆杰，李洪文，何 进，等.大垄宽窄行免耕种植对土壤水分和玉米产量的影响[J].农业工程学报，2010，26(8)：39-43.

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