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秸秆深施还田历经时刻对蓄水影响研讨

2013-05-30 15:17 来历:农业水利归纳论文 人参加在线咨询

资料与办法

1.资料

实验用土壤采自于东北农业大学香坊农场,其物理特性为颗粒剖析值2~0.5,0.5~0.075,0.075~0.01,<0.01别离为4.1,2.66,1.39,1.17。比重2.66,密度1.39g•cm-3,干密度1.17g•cm-3,内聚力25kN•m-2。实验深施用资料为大豆、玉米和水稻3种作物秸秆,实验之前将各种秸秆粉碎成2~8cm。

2.办法

将土壤别离置于四个底面积为0.5×1m2高度约为0.5m的铁制矩形土槽内,并将土槽编号1~4号。然后将1、2、3号土槽内别离埋入大豆秸秆、玉米秸秆和水稻秸秆。由实验测得:当深施秸秆上方接受体积为1.00m×0.05m×0.20m(长×宽×高)土壤的分量(13.9kg)时,其体积坚持1.00m×0.05m×0.08m所需的秸秆量别离为:大豆秸秆0.50kg,水稻秸秆0.34kg,玉米秸秆0.39kg。秸秆深施方位与尺度如图1所示。4号土槽作为对照组不埋入秸秆。土槽放置在室内,以便于调控温度、湿度、风力等实验条件。在秸秆深施半个月、9个月与22个月后,选用人工降水的办法,降水量按黑龙江省均匀降雨量(30mm)设定,在不发生径流的条件下,把水均匀地降在土壤外表。降水后每隔12h运用FD-T型土壤水分仪别离在距秸秆深施两边10、20、30cm处测定土壤深度为5、10、15、20cm的土壤含水量,接连测验6d,以土壤含水量3次测验的均匀值作为剖析根据。土壤水分仪选用高周波原理,数字显现,传感器与主机合为一体,分辨率为0.1%,可完成快速测验。

成果与剖析

秸秆深施后跟着时刻的延伸,秸秆腐解,不只体积发生改变,其物理特性也要改动,前4周内首要腐解秸秆中的根、叶等较容易腐解安排,4周后腐解秸秆中的较难腐解的茎,速度减慢。16周后仅剩余十分难腐解的纤维素和半纤维素,腐解速度十分缓慢[7-8]。在不同腐解状况下秸秆呈现出不同性状,对其蓄水效果有直接影响效果。冬天气温低,秸秆腐解速度显着低于夏日。别的夏日是作物耕耘成长期,土壤中的水分对作物成长有直接影响。因而本研讨的测验时刻均设定为每年的夏日,对应秸秆深施后的时刻别离为半个月、9个月和22个月,其土壤含水量测验成果剖析如下。

1.秸秆深施半个月后土壤含水量改变

秸秆深施半个月,5、10、15、20cm土层降水12h后土壤含水量改变如图2所示。大豆秸秆与玉米秸秆组水分改变曲线与对照组差异显着(P<0.05),标明大豆秸秆与玉米秸秆组具有推迟含水量下降的效果。水稻秸秆组曲线挨近于对照组,且与对照组无显着差异,标明水稻秸秆组对土壤含水量改变影响不大。如图2a所示,在5cm土层处各组土壤含水量比其他深度土层处土壤含水量稍小,首要因为其挨近地表,水分蒸腾与浸透快。对照组反映出天然状况下降水后土壤水分的改变规则,即下降速度逐步减缓,契合天然状况水分流失规则[9]。跟着降水时刻的延伸各组整体含水量均呈下降趋势,大豆秸秆和玉米秸秆组别离比对照组土壤含水量均匀高3.7%和4.1%。水稻秸秆组含水量改变曲线与对照组挨近且无显着差异,即水稻秸秆组对5cm土层土壤含水量无显着影响。大豆秸秆与玉米秸秆组土壤含水量改变趋势附近。在降水后12h大豆秸秆与玉米秸秆组的土壤含水量与对照组根本相同,在24~96h各时刻点上均显着高于对照组,且土壤含水量下降速度缓慢;在96h之后与对照组挨近,都趋于稳定状况,此刻土壤外表现已比较枯燥并呈现裂隙;对照组在24~96h初期含水量下降速度较快,阐明深施大豆秸秆与玉米秸秆在降水后96h内,能有用减缓土壤水分流失速率,坚持比对照组更高的土壤含水量。如图2b、2c所示,在10与15cm土层处,各组在各时刻点上土壤含水量均大于5cm土层,且土层越深,水分越大。在10与15cm土层处各组土壤含水量改变整体趋势与5cm土层处类似。在10cm土层处大豆秸秆和玉米秸秆组别离比对照组含水量均匀高4.5%和4.3%,在15cm土层处别离高出对照组4.3%和3.3%,均高于5cm处土壤含水量。在深度方向上挨近秸秆深施处,蓄水效果增强。如图2d所示,在20cm土层处因为其深度大,水分蒸腾缓慢,各组在各时刻点上土壤含水量均较其他深度土层大。各组土壤水分改变曲线均呈缓慢下降趋势,大豆秸秆与玉米秸秆组的土壤含水量显着高于对照组,别离比对照组均匀高2.6%和2.3%。在5~15cm土层处,跟着深度的添加土壤含水量与对照组差异增大,在20cm土层深度处,土壤水分蒸腾缓慢,各秸秆组土壤含水量与对照组差异小于15cm土层处。

2.秸秆深施9个月后土壤含水量改变

图3为深施秸秆9个月(第二年夏日)、土壤降水12h后,其深度为5、10、15、20cm土层的土壤含水量改变状况。在不同土层各组土壤含水量均呈缓慢下降趋势,且土层越深均匀含水量越大。在5、10cm土层,各秸秆组的土壤含水量与对照组均无显着差异,在15cm土层中的玉米秸秆组和水稻秸秆组与对照组、20cm土层中的玉米秸秆组及水稻秸秆组和大豆秸秆组与对照组的土壤含水量存在显着差异(P<0.05)。15cm土层处玉米秸秆组和水稻秸秆组别离比对照组含水量均匀高1.1%和0.9%,20cm土层处各秸秆组土壤含水量均高于对照组,玉米秸秆与水稻秸秆组挨近,均匀比对照组含水量高2.3%和2.4%,大豆秸秆组均匀比对照组含水量高1.2%。跟着时刻延伸,秸秆逐步腐解,秸秆体积变小,对周围土壤蓄水效果影响减小,秸秆深施在5和10cm土层的蓄水效果已不显着,但在15和20cm土层的蓄水效果仍然存在。

3.秸秆深施22个月后土壤含水量改变

图4为秸秆深施22个月(第三年夏日)土壤降水12h后,其深度为5、10、15、20cm土层的土壤含水量改变状况,可看出各组土壤含水量均缓慢下降,土壤含水量的均匀值随深度添加而增大,与秸秆深施半个月、9个月的改变趋势类似。在5、10、15cm土层处,各秸秆组土壤含水量曲线与对照组类似且无显着差异,仅玉米秸秆组在20cm土层处与对照组含水量存在显着差异(P<0.05)。当秸秆深施22个月时,各种秸秆挨近彻底腐解,对土壤蓄水效果的影响效果也随之削弱,大豆秸秆和水稻秸秆对土壤蓄水效果无显着效果。在较挨近秸秆深施处的20cm土层处,玉米秸秆组土壤含水量显着高于对照组和其他组,均匀比对照组含水量高1.7%,阐明秸秆深施22个月后仅玉米秸秆对土壤蓄水效果有用果。

4.土壤含水量在水平方向上散布状况

图5为土壤降水72h水平方向土壤均匀含水量。秸秆深施半个月,玉米秸秆与大豆秸秆组土壤含水量在水平方向上不同间隔都大于对照组。且间隔10cm处含水量较大,间隔添加,含水量下降,水稻秸秆组则与对照组无显着差异(见图5a)。秸秆深施9个月,各组土壤均匀含水量均大于对照组,间隔10cm处玉米秸秆组比对照组含水量大1.8%,水稻秸秆组比对照组含水量大1.2%,大豆秸秆组比对照组含水量大0.4%,相同有随间隔增大含水量下降的趋势(见图5b)。秸秆深施22个月,玉米秸秆组土壤含水量在间隔10、20、30cm高于对照组,大豆和水稻秸秆组与对照组无显着差异(见图5c)。

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