不覆膜地埋滴灌埋深对土壤水分变化规律的影响

周 慧 杜红霞* 刘永河 孙 杰 赵太平 徐红梅

(1 河套学院 内蒙古 巴彦淖尔 015000； 2 内蒙古嘉誉检验检测有限责任公司 内蒙古 巴彦淖尔 015000)

自2013 年起，在新疆阿苇灌区等地对覆土浅埋滴灌技术进行示范推广，覆土浅埋滴灌技术应用作物种类不断增多，应用作物也从初期主要针对经济作物和牧草(如棉花、苜蓿等)发展到现在开始应用到玉米等主要粮食作物种植领域。

1 材料与方法

1.1 研究区概况。试验区位于河套灌区五原县新公中镇永联村田园综合体产业园。试验区气候属于中温带大陆性气候，多年平均日照时数3 263 h，多年平均气温6.1 ℃，年均降雨量170 mm。试验区0 ～20 cm 土层均为粉砂质粘土，容重为1.68 g/m3；20 ～40 cm 土层，为粉砂质粘壤土和粉砂质粘土，容重为1.51 g/m3。玉米生育期降雨量如图1。

图1 玉米生育期内旬降雨量

1.2 试验设计。试验在不覆膜条件下，设3 种滴灌带埋设深度(地表D1=0 cm、浅埋D2=8 cm、深埋D3=25 cm)，试验共3 个处理，每个处理长度为29 m，宽度23 m，面积667 m2，试验区总面积4 669 m2。作物种植实行宽窄行种植，宽行0.8 m，窄行0.4 m，株距0.2 m，亩种植玉米6 600 株。滴灌带间距1.2 m，每个处理均铺设21膜，42 行。

1.3 测定指标与方法。采用烘干法测量土壤含水率，灌前当天取土样检测，检测取土层次为0 ～20 cm、20～40 cm、40 ～60 cm 这3 个层次，设3 组重复。

2 结果与分析

2.1 不覆膜条件下各类灌溉方式土壤相对含水量

2.1.1 不覆膜漫灌模式下土壤含水量。由表1 可知，玉米全生育期土壤相对含水量在69.01%～106.29%，大部分时期土壤相对含水量在70%以上，田间持水量以下，土壤含水量适宜；6 月26 日即在玉米拔节期灌水后5 d时，0 ～40 cm 土层土壤产生过剩水，导致水浪费，说明不覆膜漫灌在玉米拔节期的灌水定额偏大。

表1 不覆膜漫灌土壤相对含水量(%)

2.1.2 不覆膜浅埋滴灌灌溉模式下土壤含水量。由表2 可知，玉米全生育期，灌水前、后土壤含水量基本随着土层深度的增加而先增加后减小。在玉米全生育期，土层深度0 ～60 cm 的土壤相对含水量适宜。7 月9 日之前(即在玉米拔节—抽穗前期)，土层深度40 ～60 cm 的土壤相对含水量在66.08%～96.69%，含水量适宜；但7 月9 日之后，40 ～60 cm 的土壤相对含水量在36.01% ～52.39%，接近或者小于凋萎系数，处于严重缺水状态，而且，随着玉米生育期的推移，缺水状态越发显著。说明随着玉米的生长根系也越长越旺、越扎越深，40 ～60 cm 的土壤耗水量迅速增加，在现有灌溉制度条件下，从玉米拔节—抽穗后期开始，不覆膜浅埋滴灌灌溉模式土层深度0 ～40 cm 的土壤含水量适宜的情况下，无法满足土层深度40～60 cm 的土壤含水量的需求。

表2 不覆膜浅埋滴灌灌水行中部株间土壤相对含水量(%)

2.1.3 不覆膜深埋滴灌模式下田间土壤含水量。由表3 可知，7 月17 日之前即玉米拔节期、拔节—抽穗前期，灌水前、后土壤含水量基本随着土层深度的增加而增加；7 月17 日之后即玉米拔节— 抽穗后期、抽穗—灌浆期，灌水前、后土壤含水量随着土层深度的增加而先减小后增大。玉米全生育期，0 ～20 cm、40 ～60 cm 的土壤相对含水量在65.72% ～93.94%，含水量适宜。7 月17 日之前20 ～40 cm 的土壤相对含水量在68.73%～97.04%，含水量适宜。7 月17 日之后即玉米拔节—抽穗后期、抽穗—灌浆期，20 ～40 cm 的土壤相对含水量在44.71%～61.56%，含水量接近或小于欠产值，甚至小于凋萎系数，处于缺水甚至严重缺水状态。说明随着玉米的生长，根系也越长越旺、越扎越深，20 ～60 cm 的土壤耗水量迅速增加。在现有灌溉制度条件下，从玉米拔节—抽穗后期开始，不覆膜深埋滴灌灌溉模式在0 ～20 cm、40 ～60 cm 的土壤含水量适宜的情况下，无法满足20 ～40 cm 的土壤含水量需求。

表3 不覆膜深埋滴灌灌水行中部株间土壤相对含水量(%)

2.2 土壤水分分布规律。选择作物生育期内灌水前当天和灌后第5 d 这2 个时间节点，分析比较不覆膜条件下，不同埋深滴灌，土壤水分分布规律，结果见表4 和表5：①不覆膜条件下，在玉米拔节期、拔节—抽穗前期，在灌水前、后，0 ～60 cm 的土壤各灌溉模式下含水量均高于欠产值低于田间持水量，含水量适宜。②在玉米拔节—抽穗后期，在灌水前、后，土壤浅埋滴灌模式下40 ～60 cm 含水量低于欠产值，处于缺水状态，其余土层深度0 ～60 cm 的土壤各灌溉模式下含水量均高于欠产值低于田间持水量，含水量适宜。③在玉米抽穗—灌浆期，在灌水前、后，土层深度20 ～40 cm 的土壤深埋滴灌模式下，和土层深度40 ～60 cm 的土壤浅埋滴灌模式下，含水量低于欠产值，甚至低于凋萎系数，处于缺水甚至严重缺水状态，其余土层深度0 ～60 cm 的土壤，各灌溉模式下含水量均高于欠产值低于田间持水量，含水量适宜。说明不覆膜条件下，在拔节—抽穗后期、抽穗—灌浆期，浅埋滴灌模式40 ～60 cm 土壤缺水，其灌水定额偏小；在玉米抽穗— 灌浆期，深埋滴灌模式20～40 cm 土壤缺水，该时期其灌水定额偏小。

表5 深埋滴灌 不同生育期灌水前后土壤含水率变化

3 讨论与结论

在不覆膜条件下，土层深度0 ～20 cm，玉米全生育期，浅埋滴灌低于或接近于深埋滴灌的土壤含水率。土层深度20 ～40 cm，玉米从拔节期到拔节抽穗期，浅埋滴灌接近于深埋滴灌的土壤含水率，在抽穗灌浆期，浅埋滴灌逐渐高于深埋滴灌的土壤含水率。土层深度40 ～60 cm，玉米全生育期，浅埋滴灌几乎均低于深埋滴灌的土壤含水率，且浅埋滴灌在拔节抽穗后期开始其含水率低于欠产值。