旱区作物生长水热环境对不同覆盖材料的响应

俞海英，肖 让，张永玲，吴克倩

（河西学院土木工程学院/ 河西走廊水资源保护利用研究所，甘肃张掖734000）

目前使用的覆盖材料种类繁多，不同覆盖材料对农作物的生长及品质影响不同，本文分析了不同覆盖材料对土壤水分、土壤温度、作物生长特性的影响，旨在为不同气候区选择最佳覆盖材料提供理论依据。

1 对土壤水分的影响

地表覆盖是改善土壤水环境、维持土壤水分平衡的重要农艺措施，不同的覆盖材料对土壤水分的影响不同。陈林等[1]通过研究柠条秸秆和地膜两种覆盖材料对土壤水分的影响，结果表明：柠条秸秆保墒效果不显著，地膜覆盖能够显著提高0～40 cm 土层土壤体积含水率，较无覆盖耕作保墒效果提高35.65%～47.91%。而范士杰等[2]以绿肥和地膜为覆盖材料，分析了绿肥+地膜覆盖、绿肥覆盖、地膜覆盖下土壤水分变化状况，结果表明：绿肥+地膜覆盖、绿肥覆盖、地膜覆盖下田间土壤（0～21 cm）含水率较常规无覆盖耕作平均提高了12.93%、6.30%和10.88%。程宏波等[3]通过以秸秆和地膜为覆盖材料，分析了两种材料覆盖对旱地春小麦土壤水环境的影响，结果表明：黑膜覆盖保墒效果优于白膜和秸秆覆盖。江燕等[4]通过对比覆盖透明地膜和黑色地膜对土壤水分状况的影响研究，结果表明：两种地膜均能显著提高土壤表层相对含水量9.97%～18.1%，但黑色地膜增墒效果更为显著，较透明地膜提高1.2%～5.1%。除地膜、秸秆常规覆盖材料外，细沙也常用作覆盖材料，尤在蔬菜、水果中应用较多。A.S.Modaihsh 等[5]以细沙和粗沙为覆盖材料，分析了两种类型沙粒不同覆盖厚度下（0 cm、2 cm、6 cm）对土壤水分的影响，结果表明：随着覆盖厚度的增加，抑制土壤水分蒸发效果越显著，且粗沙抑蒸效果优于细沙覆盖。

2 对土壤温度的影响

地表覆盖能够有效改善土壤温度环境，不同覆盖物类型对土壤的热量调节幅度影响不同。张淑敏等[6]研究发现，马铃薯生育前期，常规聚乙烯地膜增温效果明显，而在淀粉积累期，采用黑色地膜的温度日变化幅度较小，控温效果显著。申丽霞等[7]进行了以可降解地膜、普通地膜为覆盖材料的对比试验，结果表明：可降解地膜与普通地膜均能显著提高玉米生育前期0～10 cm 土层土壤温度，且两者间无显著差异，因此可用可降解地膜替代普通地膜来缓解农田土壤污染现象。殷涛等[8]在秸秆覆盖措施上增加了地膜覆盖，将秸秆和地膜有效结合，表现出较好的增温效应，研究结果显示，在玉米生育期前期0～10 cm土层土壤平均温度较单一秸秆覆盖和地膜覆盖分别增加3.2℃和1.9℃，且差异显著。路海东等[9]系统分析了白色和黑色地膜对土壤温度的影响，结果表明：在玉米生长前期，由于玉米叶面积指数较小，耕层土壤温度受大气影响较大，白天温度较高，而黑色地膜较透明地膜覆盖能够有效降低白天0～15 cm 土层土壤温度0.8℃，有效缓解了透明地膜带来的高温危害。王红丽等[10]以马铃薯为试验对象，研究了西北半干旱区黑色地膜覆盖对土壤温度影响，结果显示：黑色地膜覆盖能增加马铃薯全生育期0～25 cm 土壤温度1.5℃左右。细沙作为一种传统覆盖材料，其增温效果同样得到了众多研究者的认可。王红丽等[11]在甘肃定西利用全沙覆盖种植玉米和小麦与地膜覆盖种植进行对比，研究发现，全沙覆盖增温效果呈“挂钩型”，即在作物前期最为明显，中期逐渐减弱直至消失，后期又呈现较弱的增温效果，全沙覆盖较无覆盖可提高土壤温度1.4℃，但较地膜覆盖低0.4℃。

3 对作物生长特性的影响

地表覆盖物通过优化土壤水热环境、改善土壤质量，从而促进作物生长、增加生物量积累。胡敏等[12]通过研究普通地膜、生物地膜、液态地膜覆盖对玉米生长发育的影响，结果发现：生物地膜覆盖玉米株高、叶面积指数、地上干物质积累均显著高于普通地膜和液态地膜。冯浩等[13]在西北半湿润地区通过对比秸秆和地膜覆盖种植夏玉米生长状况，结果表明：垄覆地膜沟覆秸秆较单一覆盖地膜或秸秆地上部生物量积累显著增多，快速累积期提前且持续时间较长。张琳琳等[14]为了探讨东北旱作雨养区不同颜色地膜覆盖对春玉米干物质积累影响机制，以白色透明地膜和黑色地膜为覆盖材料进行试验，结果表明：黑膜地膜覆盖能显著提高拔节后玉米干物质积累量和生物量，其生物量较白色透明地膜增加3.2%～8.2%。