鄭　健，王　燕，王笑宇，任倩慧，李志軍

(1.蘭州理工大學(xué)西部能源與環(huán)境研究中心， 甘肅 蘭州 730050； 2.蘭州理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，

甘肅 蘭州 730050； 3.西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點實驗室， 陜西 楊凌 712100)

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覆膜開孔條件下植物混摻對土壤蒸發(fā)的影響

鄭健1，2，王燕2，王笑宇1，2，任倩慧1，2，李志軍3

(1.蘭州理工大學(xué)西部能源與環(huán)境研究中心， 甘肅 蘭州 730050； 2.蘭州理工大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，

甘肅 蘭州 730050； 3.西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點實驗室， 陜西 楊凌 712100)

摘要：為探討覆膜開孔條件下植物混摻對土壤蒸發(fā)規(guī)律的影響，測定了不同植物混摻物(玉米葉和玉米芯)、土壤容重(1.35 g·cm-3和1.40 g·cm-3)、膜孔直徑(2、4 cm和6 cm)在植物混摻比例為1%時的土壤水分擴散率、土壤水分特征曲線和土壤累計蒸發(fā)量。結(jié)果表明：相同土壤容重條件下的土壤水分擴散率呈現(xiàn)1%玉米芯>純土>1%玉米葉；純土及同種植物混摻物相同混摻比例處理中，土壤水分擴散率均表現(xiàn)為土壤容重1.35 g·cm-3處理高于1.40 g·cm-3處理；低吸力階段，各處理土壤含水率下降較快，土壤水分特征曲線較陡，隨土壤水吸力逐漸增大，曲線呈現(xiàn)變緩趨勢；在相同土壤水吸力下，各添加植物混摻物處理的土壤含水率均高于純土處理；不同土壤容重的土壤累計蒸發(fā)量呈現(xiàn)1%玉米芯>1%玉米葉>純土；各處理土壤累計蒸發(fā)量隨膜孔直徑變化呈現(xiàn)出6 cm>4 cm>2 cm的規(guī)律；相同膜孔直徑條件下，各處理土壤累計蒸發(fā)量均表現(xiàn)為土壤容重為1.40 g·cm-3的處理高于1.35 g·cm-3處理。

關(guān)鍵詞：植物混摻物；膜孔直徑；土壤水分擴散率；土壤水分特征曲線；累計蒸發(fā)量

土面蒸發(fā)是造成土壤水分損失、導(dǎo)致干旱的一個重要因素。它是指土壤中的水分沿土壤孔隙以水汽的形式逸入大氣的過程。中國西北地區(qū)干旱少雨、氣候干燥、地表蒸發(fā)量大，農(nóng)田土壤以砂壤土居多，該類土壤具有通氣透水性較好，易于耕種的特點，但其保水能力較差，土溫變化快，制約了人們對它的利用[1]。地膜覆蓋技術(shù)不僅可提高地溫，保持土壤水分，提高作物產(chǎn)量，而且可抑制土壤鹽分表聚，成為干旱、半干旱及鹽漬化地區(qū)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的主要途徑[2-6]。然而，田間不可能是完全覆膜情況，種植、灌溉等都需要在膜上開孔，破壞了地膜覆蓋的密閉性，成為土壤水分蒸發(fā)的主要通道[7-8]。研究表明在土壤中混摻不同的介質(zhì)會對土壤理化性質(zhì)、保水特性產(chǎn)生影響。馬鑫等研究表明在不同質(zhì)地土壤中加入不同粒徑的保水劑，會對土壤吸水、失水、累計蒸發(fā)量產(chǎn)生不同程度的影響[9]。宋日權(quán)等的研究表明在砂壤土淺層添加不同粘土量會對土壤蒸發(fā)速率、累計蒸發(fā)量、土壤剖面含水率產(chǎn)生影響[10]。秸稈還田技術(shù)作為大田的主要農(nóng)藝措施之一，也已經(jīng)成為改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、發(fā)展現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)、旱作農(nóng)業(yè)的重大措施[11]。它能有效改善土壤物理結(jié)構(gòu)，提高土壤孔隙度，增加土壤的持水能力，有利于更新土壤有機質(zhì)，保持和提高土壤有機質(zhì)含量，增加土壤中營養(yǎng)元素的儲量，提高土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[12-14]。王珍等的研究結(jié)果表明，小麥長秸稈處理加入土壤后顯著降低土壤入滲能力；粉碎氨化后的小麥秸稈較對照處理及粉碎秸稈處理能顯著增加土壤穩(wěn)定入滲率、土壤累積入滲量[15]。鄭健等針對不同植物混摻物、植物混摻物不同混摻比例、不同埋深條件下的入滲蒸發(fā)情況進行了試驗研究。結(jié)果表明，添加一定比例植物混摻物的土體能有效延長水分對耕層土壤的濕潤，延長水分在耕層的滯留時間；玉米芯的吸水保水能力強于玉米葉，而玉米葉的阻滯水分蒸發(fā)的能力優(yōu)于玉米芯[16-18]。

在實際農(nóng)田耕作中的農(nóng)業(yè)措施均先將秸稈粉碎，翻入土壤中，然后進行覆膜種植，兩種技術(shù)措施同時存在，使得研究植物混摻條件下的膜孔蒸發(fā)問題不可回避。本文通過設(shè)置不同的土壤容重、膜孔直徑和植物混摻物類型，開展土壤水分蒸發(fā)試驗，分析不同處理對土壤水分蒸發(fā)的影響。

1材料與方法

1.1供試樣品

試驗土壤采自甘肅景泰地區(qū)，土壤風(fēng)干后采用土壤篩進行土壤粒徑分析，結(jié)果見表1。供試土壤屬于砂壤土，俗稱黃綿土。試驗所用植物混摻物玉米芯和玉米葉，取自甘肅景泰地區(qū)，品種為正德305，試驗前將玉米芯風(fēng)干后粉碎成2 cm×2 cm×2 cm大小，玉米葉風(fēng)干后粉碎成2 cm×2 cm大小。試驗覆膜采用常規(guī)農(nóng)田用薄膜。

表1　供試土壤粒徑分析

1.2試驗裝置

1.2.1土壤水分擴散率測定裝置試驗裝置水平入滲段用總長24 cm，內(nèi)徑5 cm的有機玻璃管制成，分為3個部分：水室段2 cm、濾層段和試樣段22 cm。濾層段用濾紙代替，試樣段由20個1 cm長的圓環(huán)組成，便于拆卸裝取土樣。測定時用馬氏瓶供水，以控制進水端水位恒定(如圖1所示)。

注：1.馬氏瓶；2.水室；3.過濾層；4.土樁。

Note: 1.Mariotte bottle; 2.Water chamber; 3.Filter layer; 4.Soil column.

圖1水平入滲試驗裝置示意圖

Fig.1Schematic diagram of test equipment

1.2.2蒸發(fā)試驗裝置蒸發(fā)試驗裝置包括土柱和加熱系統(tǒng)，見圖2。為減少土壤與外界環(huán)境的熱交換，土柱用高(h)為80 cm，內(nèi)徑8.5 cm的有機玻璃制成。用250W遠紅外燈加熱，蒸發(fā)過程中燈距土面25 cm。室溫維持在20℃±0.5℃。

圖2試驗裝置示意圖

Fig.2Schematic diagram of test equipment

1.3試驗設(shè)計與測定

1.3.1試驗設(shè)計試驗包括：土壤水分擴散率、土壤水分特征曲線和土壤蒸發(fā)試驗。各試驗均設(shè)置2種混摻物(玉米芯與玉米葉)，設(shè)置混摻比例為1%(植物混摻物占土壤質(zhì)量百分比)，土壤容重1.35 g·cm-3和1.40 g·cm-3。其中，土壤水分擴散率、土壤水分特征曲線以純土(CK)為對照；土壤蒸發(fā)試驗時在土體表面覆膜，設(shè)置孔徑尺寸為2 cm、4 cm和6 cm，混摻層設(shè)置在0～5 cm(土表面為起點)，以無覆蓋、無植物混摻物作為對照。每組試驗設(shè)3個重復(fù)，取平均值。

1.3.2測定方法土壤水分擴散率和土壤水分特征曲線試驗均為周期短、受環(huán)境因素影響較小的技術(shù)指標(biāo)性試驗，在西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點開放實驗室進行。土壤水分擴散率試驗，將土壤與混摻物攪拌均勻，分層(2 cm)裝入試驗裝置；試驗過程中，記錄濕潤鋒到達各環(huán)的歷時及相應(yīng)馬氏瓶中水的刻度；當(dāng)濕潤鋒前進至土柱長度的4/5時停止供水，并記錄結(jié)束供水時間及相應(yīng)水位，并從濕潤鋒開始，按環(huán)取土，采用烘干法測定每環(huán)的土壤質(zhì)量含水率，獲得土柱的土壤質(zhì)量含水率分布，并按相應(yīng)方法計算非飽和土壤水分擴散率[19]。土壤水分特征曲線采用高速恒溫冷凍離心機(日立CR21G)測定，將準(zhǔn)備好的試驗材料按設(shè)定處理均勻裝填于設(shè)備專用的4套裝置中，并在試驗開始前將其置于水中進行飽和處理。通過設(shè)置不同的轉(zhuǎn)速和時間換算成土壤水吸力，土壤水吸力測定點為1、10、30、50、80、100、300、500、700 kPa。在一個吸力完成后，將環(huán)刀中離心脫離的水去除后稱重，計算土壤質(zhì)量含水率，每個吸力對應(yīng)一個土壤質(zhì)量含水率。離心結(jié)束后將供試土壤放入恒溫干燥箱內(nèi)，在105℃下烘8 h，稱重并計算土壤質(zhì)量含水率，并將每個土壤水吸力對應(yīng)的重量含水率換算成體積含水率，繪制土壤水分特征曲線。

土壤蒸發(fā)試驗在蘭州理工大學(xué)西部能源與環(huán)境研究中心實驗室進行。為使水分在土柱內(nèi)分布均勻，于試驗開始的前一天晚上每個土柱注水600 ml，次日8∶30開始試驗，18∶30試驗結(jié)束。每組試驗進行3 d，第一天每2 h測定一次，后兩天每4 h測定一次。試驗采用稱重法測定土壤蒸發(fā)量，試驗過程中按測定時間將土柱放在電子天平(LP2102，靈敏度,0.01 g)上稱重，測定土柱質(zhì)量在蒸發(fā)過程中的變化。

2結(jié)果與分析

2.1植物混摻物對土壤水分擴散率的影響

圖3為不同土壤容重混摻玉米葉和玉米芯后土壤水分擴散率的變化規(guī)律，可以看出土壤水分擴散率受到植物混摻物的影響較大，相同土壤容重條件下土壤水分擴散率呈現(xiàn)1%玉米芯>CK>1%玉米葉，表明混摻玉米芯增大了水流擴散速率，而玉米葉的混摻對土壤水分擴散產(chǎn)生了一定的阻礙作用。純土及同種植物混摻物相同混摻比例處理中，土壤水分擴散率均表現(xiàn)為土壤容重1.35 g·cm-3處理高于1.40 g·cm-3處理。其主要原因是由于1%玉米芯混摻量較小，水分通過玉米芯邊壁的運動效應(yīng)大于玉米芯的吸水效應(yīng)，使得土壤有效孔隙增大，導(dǎo)致土壤水分擴散率提高；1%玉米葉處理由于植物混摻物的加入使土壤在一定的設(shè)計容重條件下孔隙率降低，同時玉米葉的片狀結(jié)構(gòu)增加了土壤的滲徑，且一定的吸水能力對土壤水分擴散運動也產(chǎn)生了阻礙，使土壤水分擴散率大幅度下降；土壤容重對同一質(zhì)地土壤入滲能力的影響是通過對孔隙狀況的影響實現(xiàn)的，在相同類型的土壤中，土壤容重越小，孔隙度越大，非飽和土壤水分擴散率則越大，土壤容重變小，相對來說土壤水分在土粒表面和土粒之間的空隙增加，縮短了實際土壤水分擴散的途徑，因而非飽和土壤水分擴散率也隨之增加。

圖3混摻物對土壤水分擴散率的影響

Fig.3Impacts of additive on soil moisture diffusivity

2.2植物混摻物對土壤水分特征曲線的影響

試驗測得不同處理土壤水分特征曲線如圖4所示，由圖可知：(1) 不同處理在低吸力階段土壤含水率下降較快，土壤水分特征曲線較陡，隨土壤水吸力逐漸增大，曲線呈現(xiàn)變緩趨勢，但各處理之間存在一定差異；(2) 在相同土壤水吸力下，各添加植物混摻物處理的土壤含水率均高于純土處理。上述結(jié)果表明在土壤中添加一定比例的植物混摻物可以提高土壤的保水能力。初步分析其形成原因，在低吸力階段，土壤含水率減小較快，排水主要在大孔隙中進行；隨著吸力增大，水分特征曲線逐漸變緩，土體排水也由大孔隙排水轉(zhuǎn)為中小孔隙排水；在吸力較高階段，只有小孔隙中能保留部分水分，土體對水分吸持能力較強，土壤含水率變化較小，曲線形態(tài)趨于平緩。各植物混摻物處理之間呈現(xiàn)差異，說明植物混摻物的加入對土壤孔隙大小分布有一定影響，提高了土壤的保水能力。

圖4不同處理下土壤水分特征曲線

Fig.4Soil water characteristic curve under different treatments

2.3植物混摻物對不同孔徑土壤累計蒸發(fā)量的影響

圖5為不同處理在不同膜孔直徑條件下的累計蒸發(fā)量特征，從圖中可以看出：(1) 土壤容重為1.35 g·cm-3和1.40 g·cm-3的各處理在試驗結(jié)束時的土壤累計蒸發(fā)量均呈現(xiàn)1%玉米芯>1%玉米葉>純土；(2) 在不同孔徑條件下，1%玉米芯混摻處理試驗前段(0～10 h)其土壤累計蒸發(fā)量均小于1%玉米葉處理，中后段(10～56 h)土壤累計蒸發(fā)量增加較快，逐漸超過1%玉米葉處理，最終形成最高的土壤累計蒸發(fā)量。初步分析形成該規(guī)律的主要原因為：(1) 設(shè)置的植物混摻層位于土壤的表層，試驗過程中最先受到穩(wěn)定熱源的影響，同時植物混摻物本身含有較高的水量，隨試驗的進程，處于表層的混摻層失水速度逐漸加快，使得在不同孔徑條件下，植物混摻物處理最終的土壤累計蒸發(fā)量均大于純土處理；(2) 玉米葉的片狀結(jié)構(gòu)其自身的吸水性低于玉米芯的顆粒結(jié)構(gòu)，試驗過程中失水較快，使得在初始階段1%玉米葉處理的土壤累計蒸發(fā)量高于1%玉米芯處理，但隨著試驗的進程，玉米葉的片狀結(jié)構(gòu)增加了水分蒸發(fā)的路徑，阻礙了土壤水分擴散運動，降低了土壤蒸發(fā)量，而玉米芯的顆粒結(jié)構(gòu)使得水分通過玉米芯邊壁的運動效應(yīng)大于玉米芯的吸水效應(yīng)，使得土壤有效孔隙增大，同時玉米芯自身吸水能力較強，在穩(wěn)定蒸發(fā)條件下處于表層的玉米芯快速失水，導(dǎo)致中后期土壤水蒸發(fā)量增大。

2.4膜孔直徑對土壤累計蒸發(fā)量的影響

試驗測定不同膜孔直徑對土壤累積蒸發(fā)量變化規(guī)律如圖6所示，由圖可知：(1) 純土處理、1%玉米葉和1%玉米芯混摻處理，在不同土壤容重條件下，其土壤累計蒸發(fā)量隨膜孔直徑的變化均呈現(xiàn)6 cm>4 cm>2 cm，這與李毅等得出的土壤蒸發(fā)量隨覆膜開孔率的增加而增大的規(guī)律有較好一致性[7]；(2) 相同膜孔直徑條件下，各處理土壤累計蒸發(fā)量均表現(xiàn)為土壤容重1.40 g·cm-3處理高于1.35 g·cm-3處理。形成上述規(guī)律的主要原因初步分析為：(1) 膜孔直徑的增加，使土壤受穩(wěn)定熱源影響的面積增大，土壤蒸發(fā)面積也隨之增加，使得相同條件下土壤累計蒸發(fā)量隨膜孔直徑的增加而增大；(2) 相同類型土壤，土壤容重越大，孔隙度越小，入滲過程越慢，水分容易集中在土層上部。而現(xiàn)有的研究結(jié)果也表明在土壤中添加一定比例的植物混摻物可以有效增加水分的水平濕潤距離， 降低垂直入滲深度， 植物混摻層的設(shè)置對阻滯土壤水分下滲， 提高局部土壤含水率具有較好的效果[15]。因此， 當(dāng)蒸發(fā)試驗開始時， 上部土壤易受到穩(wěn)定熱源的影響， 形成試驗中容重大的土壤其累計蒸發(fā)量高于土壤容重較小的土壤。

圖5　植物混摻物對土壤累計蒸發(fā)量的影響

圖6膜孔直徑對土壤累計蒸發(fā)量的影響

Fig.6Impacts of film hole diameter on the accumulative soil evaporation

3討論與結(jié)論

土壤水分擴散率受質(zhì)地、粘粒含量、土壤密度、孔隙度和有機質(zhì)等諸多因素的影響[20]。在不同生境及同一生境不同土層的土壤水分擴散率會產(chǎn)生較大差異，且具有較高的空間異質(zhì)性[21]。本研究結(jié)果表明在不同土壤容重條件下土壤水分擴散率均表現(xiàn)為容重1.35 g·cm-3處理高于1.40 g·cm-3處理，說明土壤容重大，土體結(jié)構(gòu)緊實，減小了土壤的水分擴散；土壤中混摻玉米芯增大了土壤水?dāng)U散速率，而玉米葉的混摻對土壤水分擴散產(chǎn)生了一定的阻礙作用，在相同土壤容重條件下土壤水分擴散率呈現(xiàn)1%玉米芯>純土>1%玉米葉，說明植物混摻物的結(jié)構(gòu)特征(玉米葉為片狀結(jié)構(gòu)，而玉米芯為顆粒狀結(jié)構(gòu))對土壤生境的改變有所影響，是影響土壤水分擴散率又一重要因子。

土壤水分特征曲線表述了土壤含水率與吸力之間的關(guān)系，對研究土壤水分的有效性、土壤水分運動溶質(zhì)運移等有重要的作用，且土壤水分特征曲線的影響因素較多、關(guān)系復(fù)雜。不同施肥措施和不同土壤鹽分均會對土壤水分特征曲線產(chǎn)生影響[22-23]。本試驗結(jié)果表明，在相同土壤水吸力下，各添加植物混摻物處理的土壤含水率均高于純土處理，說明玉米芯和玉米葉的加入能有效提高土壤水分有效性，改善土壤保水能力。

土壤蒸發(fā)量的大小主要受氣象因素(包括太陽輻射、氣溫、空氣濕度和風(fēng)速等)和土壤理化性質(zhì)、土壤含水率及其空間分布的影響[24]。不同粒徑植物混摻物的加入對土壤吸、失水特性會產(chǎn)生不同程度的影響[9]。在本試驗中，不同土壤容重的土壤累計蒸發(fā)量均呈現(xiàn)1%玉米芯>1%玉米葉>純土，且隨膜孔直徑的變化土壤累計蒸發(fā)量呈現(xiàn)6 cm>4 cm>2 cm；相同膜孔直徑條件下，各處理土壤累計蒸發(fā)量均表現(xiàn)為土壤容重1.40 g·cm-3處理高于1.35 g·cm-3處理。土壤蒸發(fā)試驗在相同環(huán)境條件下進行，說明玉米芯和玉米葉的混摻改變了土壤的理化性質(zhì)，而覆膜條件也影響了土壤與大氣接觸的界面條件，同時土壤容重對土壤累計蒸發(fā)量的影響也表明，土壤容重的增大減小了土壤中大孔隙的比例，降低了土壤蒸發(fā)。

參 考 文 獻：

[1]萬吉祥.秸稈混摻對甘肅景泰砂壤土水鹽運移規(guī)律的影響[D].蘭州:蘭州理工大學(xué),2013.

[2]杜社妮,白崗栓,于健,等．沙封覆膜種植孔促進鹽堿地油葵生長[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2014,30(5):82-90．

[3]Yang Q D, Zuo H C, Xiao X, et al. Modelling the effects of plastic mulch on water, heat and CO2fluxes over cropland in an arid region[J]. Journal of Hydrology, 2012,452-453:102-118.

[4]Liu C A, Jin S L, Zhou L M, et al. Effects of plastic film mulch and tillage on maize productivity and soil parameters[J]. European Journal of Agronomy , 2009,31(4);241-249.

[5]Zhang S L, Li P R, Yang X Y, et al. Effects of tillage and plastic mulch on soil water, growth and yield of spring-sown maize[J]. Soil and Tillage Research, 2011,112(1):92-97.

[6]Hou X Y, Wang F X, Han J J, et al. Duration of plastic mulch for potato growth under drip irrigation in an arid region of Northwest China[J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2010,150(1):115-121.

[7]李毅,邵明安,王文焰,等.覆膜不同開孔程度蒸發(fā)條件下土壤水熱變化動態(tài)研究[J].土壤學(xué)報,2004,41(3);387-393.

[8]李毅,任鑫,司炳成.覆膜開孔條件下層狀土壤蒸發(fā)的水熱運移[J].排灌機械工程學(xué)報,2012,30(6):738-744.

[9]馬鑫,魏占民,于健,等.保水劑粒徑與不同質(zhì)地土壤吸、失水特性的相關(guān)關(guān)系[J].水土保持學(xué)報,2014,28(1):270-275.

[10]宋日權(quán),于健,史吉剛,等.內(nèi)蒙古砂壤土淺層摻粘對土壤蒸發(fā)影響的研究[J].灌溉排水學(xué)報,2014,33(4/5):278-282.

[11]解文艷,樊貴盛,周懷平,等.秸稈還田方式對旱地玉米產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2011,42(11):60-67.

[12]Kasteel R, Garnier P, Vachier P, et al. Dye tracer infiltration in the plough layer after straw incorporation[J]. Geoderma, 2007,137(3/4):360-369.

[13]Sonnleitner R, Lorbeer E, Schinne F. Effects of straw, vegetable oil and whey on physical and microbiological properties of a chernozem[J]. Applied Soil Ecology, 2003,22(3):195-204.

[14]Cabile, S D M S, Angeles O R, Johnson-Beebout S E, et al. Faster residue decomposition of brittle stem rice mutant due to finer breakage during threshing[J]. Soil & Tillage Research, 2008,98(2):211-216.

[15]王珍,馮浩.秸稈不同還田方式對土壤入滲特性及持水能力的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2010,26(4):75-80.

[16]王燕,鄭健,冀宏,等.植物混摻物對甘肅景泰砂壤土入滲過程的影響[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2010,41(1):63-67.

[17]鄭健,王燕,蔡煥杰,等.植物混摻土壤水分特征曲線及擬合模型分析[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2014,45(5):107-112.

[18]鄭健,萬吉祥,趙廷紅,等.植物混摻物對甘肅景泰砂壤土蒸發(fā)的影響[J].蘭州理工大學(xué)學(xué)報，2014,40(1):54-58.

[19]雷志棟,楊詩秀,謝森傳.土壤水動力學(xué)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1988：232-235.

[20]田丹,屈忠義,勾芒芒,等.生物炭對不同質(zhì)地土壤水分擴散率的影響及機理分析[J].土壤通報,2013,44(6):1374-1378.

[21]姚淑霞,趙傳成,張銅會,等.科爾沁沙地不同生境土壤水分擴散率[J].生態(tài)學(xué)雜志,2014,33(4):867-873.

[22]高會議,郭勝利,劉文兆,等.不同施肥土壤水分特征曲線空間變異[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報,2014,45(6):161-165.

[23]譚霄,伍靖偉,李大成,等.鹽分對土壤水分特征曲線的影響[J].灌溉排水學(xué)報,2014,33(4/5):228-232.

[24]張建國,趙英,徐新文,等.極端干旱區(qū)咸水灌溉下流沙壓埋的減蒸抑鹽效應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2014,25(5):1415-1421.

Evaporation from soil with plant additive under perforated plastic mulch conditions

ZHENG Jian1,2, WANG Yan2, WANG Xiao-yu1,2, REN Qian-hui1,2, LI Zhi-jun3

(1.ChinaWesternResearchCenterofEnergy&Environment,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou,Gansu730050,China;

2.CollegeofEnergy&PowerEngineering,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou,Gansu730050,China;

3.KeyLaboratoryofAgriculturalSoilandWaterEngineeringinAridandSemiaridAreas,MinistryofEducation,

NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

Abstract：To explore characteristics of evaporation from soil with plant additive under perforated plastic mulch conditions, this paper carried out research on soil water diffusivity, soil-water characteristic curve and soil accumulative evaporation of soil with 1% plant additive under different conditions. The treatments included different plant additives, soil bulk density and perforated diameters. Two plant additives including maize cobs and maize leaves with a soil bulk density of 1.35 g·cm-3and 1.40 g·cm-3were considered. Meanwhile, three hole diameters on the plastic mulches were also investigated in this study. The results showed that soil water diffusivity in soil followed the following law: 1% maize cob additive>pure soil>soil with 1% maize leaf additive. For both treatments by pure soil and soil with the same plant additive, the soil water diffusivity with 1.35 g·cm-3soil bulk density were higher than that with 1.40 g·cm-3density. During low suction stage, soil water content was decreased rapidly, and the soil-water characteristic curve showed a steep trend. With the increase of soil water suction, soil-water characteristic curve was slowing down gradually. Under the same soil water suction condition, soil water content with all treatments containing plant additive was higher than that with pure soil. The accumulative evaporation in different soil bulk densities displayed the following trend: soil with 1% maize cob additive>1% maize leaf additive>pure soil, and it also presented the following trend in different hole diameters on the plastic mulches as 6 cm>4 cm>2 cm. In all treatments, soil accumulative evaporation in 1.40 g·cm-3soil bulk density was higher than that in 1.35 g·cm-3.

Keywords:plant additive; filmed hole diameter; soil water diffusivity; soil-water characteristic curve; accumulative evaporation

中圖分類號：S152.7+3

文獻標(biāo)志碼：A

作者簡介：鄭健(1981—)，男，甘肅會寧人，博士，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)水土工程方面的研究。 E-mail:zhj16822@126.com。

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(51369014)；甘肅省教育廳科研項目(2013A-038)；蘭州理工大學(xué)紅柳青年教師培養(yǎng)計劃(Q201413)

收稿日期：2014-11-19

doi:10.7606/j.issn.1000-7601.2016.01.01

文章編號：1000-7601(2016)01-0001-06