烟地土壤蒸发与径流量研究

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摘要:文章利用微型蒸渗仪研究了大田条件下烤烟生育期间土壤水分逐日蒸发过程,分析了土壤蒸发量与叶面积指数、气温等因素的变化关系,研究了径流量与降雨量、降雨历时、叶面积指数的关系。

关键词:蒸发量;径流量;叶面积指数

中图分类号:S152 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2010)-08-0096-2

烤烟是我国重要的经济作物,比较不同生态类型烟区烟地土壤水分动态变化规律,研究不同生态条件下烟地蒸发耗水规律,明确降雨量与径流量的关系,为制定合理的灌溉制度与采取合理的节水灌溉方式,尽可能地减少无效的土壤水分散失,提高水分利用效率具有重要意义。

1 材料和方法

1.1 试验概况

试验于德江县合兴乡茶元村合兴组岩清塘进行,经度108°04′162″,纬度28°07′252″,海拔806.3m,坡度25°。土壤类型为黄壤,土壤质地为轻砂壤。供试品种为K326,2月20日播种,4月25日移栽,株行距为60cm×110cm,4月8日施基肥N:P2O5:K2O=8:10:24,用量为51.14g/株,5月20日追肥(N:P2O5:K2O=15:0:30),用量为14.20g/株。

1.2 试验方法及测定指标

1.2.1 烟地土壤蒸发量 微型蒸渗仪用PVC管做成,内径90mm,壁厚3mm,深200mm。将PVC管垂直压入土中。取原状土柱,用PVC圆盘封底。取土过程中尽量减少土的扰动、重组。为保证每次操作不破坏周围土体结构,用直径较大的同种材料做成外套桶,固定于株间,将微型蒸渗仪称重后放入预先设置好的外套桶中,使土柱顶面与田面齐平。用精度0.1g的电子天平每天称重,根据2次重量差,经面积换算再加上灌溉或降水量就可得到每天的蒸发量。为了保证测量蒸发量的准确性,在田间不同位置布设5个相同规格的微型蒸渗仪,取其平均值。

1.2.2 径流量 在烟地中取面积0.3亩左右,四周利用厚塑料膜或田埂围成径流场,隔绝径流场周围径流,径流场内径流集中引流至径流池中。通过径流池中水深变化与径流池出水口处水表读数变化计算出每次降雨的径流量,同时记录降雨量、降雨历时。

1.2.3 农艺性状 在蒸发量测定点附近随机选定有代表性烟株4株,烟苗移栽后每5天测定一次烟株的株高、茎围、逐片叶长与叶宽、叶面积等农艺性状,共记录20株。叶面积指数是指单位土地面积上烤烟的总叶面积,即单株烤烟所占土地面积上单株叶片叶面积之和。

2 结果与分析

2.1 土壤蒸发量

2.1.1 不同时期土壤蒸发量 在烟株整个大田生长期中,烤烟逐日土壤蒸发量见表1。从表1可以看出:5月18-24日、5月27-28日、6月8-10日、6月12日、6月16-17日、6月28日、7月3日、7月5-6日、7月11日、7月22日、8月2-4日、8月7-13日、8月15日、8月17日都有降雨现象,5月29日、6月11日、6月20日、7月23日无蒸发量产生,说明有小雨现象发生,其余的日期均有蒸发量的产生,为阴天或晴天。

2.1.2 蒸发量与气温等气象因子的关系 从下表2表明,土壤蒸发量与降雨量、日照时数、有效积温等气象因子存在一定的关系,从常识可以知道土壤蒸发是任何时候都会产生,当降雨量大于土壤蒸发量时就会产生负数,如5月份、7月份、8月份分别为负数,当降雨量小于土壤蒸发量时就会产生正数,如6月份,当降雨量等于土壤实际蒸发量时所体现出的蒸发量为零;当降雨量一定时,土壤蒸发量与日照时数、有效积温存在下相关关系,日照时数越长、有效积温越多,土壤蒸发量就越大。

表1 不同时期土壤蒸发量

测定日期 蒸发量 测定日期 蒸发量 测定日期 蒸发量 测定日期 蒸发量

5月14日 0 6月13日 44 7月5日 -12.9 7月28日 23.28

5月18日 -50 6月14日 0 7月6日 -0.14 7月29日 133.14

5月19日 -25 6月15日 35 7月8日 18 7月30日 26.54

5月24日 -5 6月16日 -26 7月9日 5.68 7月31日 15.06

5月26日 11 6月17日 -53 7月10日 9.72 8月1日 3.3

5月27日 -15 6月18日 0 7月11日 -16.5 8月2日 -89.08

5月28日 -6 6月19日 54 7月13日 2.58 8月3日 -0.14

5月29日 0 6月20日 0 7月14日 4 8月4日 -74.2

5月30日 8 6月21日 2 7月15日 6.96 8月5日 3.44

5月31日 13 6月22日 1 7月16日 7.64 8月6日 14.62

6月1日 69 6月23日 93 7月17日 10.32 8月7日 -16.3

6月2日 96 6月24日 57 7月18日 8.1 8月8日 -16.92

6月3日 75 6月25日 7 7月19日 14.96 8月9日 -2.9

6月4日 21 6月26日 39 7月20日 4.84 8月10日 -11.5

6月5日 5 6月27日 10 7月21日 4.7 8月11日 -3.96

6月6日 13 6月28日 -93.578 7月22日 -195.6 8月12日 -112.2

6月7日 1 6月29日 5.538 7月23日 0 8月13日 -18.58

6月8日 -191 6月30日 20.98 7月24日 3.38 8月14日 92.7

6月9日 -15 7月1日 11.32 7月25日 1.22 8月15日 -53.66

6月10日 -157 7月2日 5.12 7月26日 13.86 8月16日 48.62

6月11日 0 7月3日 -161.7 7月27日 28.46 8月17日 -2.7

6月12日 -134 7月4日 85.1

表2 土壤蒸发量与气象因子(单位:g、mm、h、℃)

月份 蒸发量 降雨量 日照时数 有效积温(>0℃)

5 -69 108.5 75.1 218

6 112.94 74.2 116.8 247

7 -140.88 178.7 141.0 266

8 -239.46 192.3 104.7 254

表3 土壤蒸发量与叶面积指数

月份 蒸发量(g) 叶面积指数

5 -69 0.31

6 112.94 3.78

7 -140.88 4.48

8 -239.46 4.01

2.1.3 蒸发量与叶面积指数的关系 由上表3可以看出,土壤蒸发量除与降雨量、日照时数、有效积温等气象因子有关系外,还与叶面积指数相关,当降雨量、日照时数、有效积温等气象因子一定时,土壤蒸发量与叶面积指数成负相关关系。

2.2 径流量

2.2.1 不同时期径流量 每次降雨后测得径流量见下表4,从表4可以看出,当降雨量小于0.2 mm时,烟地基本不产生径流,当降雨量大于0.5mm时,烟地径流量随降雨量与降雨强度的增大而增大。

表4 烤烟大田期降雨量、降雨强度及径流量(单位:mm、m3)

测定日期 降雨量 降雨强度 径流量 测定日期 降雨量 降雨强度 径流量

5月18日 3.9 中雨 0.11535 7月2日 22.7 大雨 0.53241

5月22日 0.6 小雨 0.04047 7月4日 0.6 小到中雨 0.04208

5月26日 7.8 阵雨 0.09941 7月5日 7.6 中到小雨 0.38453

5月27日 3.3 阵雨 0.06310 7月11日 0.7 阵雨 0.10807

5月28日 3.1 小雨 0.07422 7月22日 68.3 暴雨 1.65162

5月30日 10.2 阵雨 0.05970 7月31日 4.4 小雨 0.10937

5月31日 0.2 阴转中雨 0.00211 8月2日 13.4 大到中雨 0.56091

6月6日 0.5 阴转大雨 0.05156 8月4日 2.0 大到中雨 0.40664

6月7日 0.8 小到中雨 0.03432 8月6日 0.4 阵雨 0.01156

6月8日 1.3 小到中雨 0.04829 8月7日 10.2 阵雨 0.50214

6月11日 9.3 小到中雨 0.07371 8月8日 7.3 小雨 0.756686

6月15日 8.9 小到中雨 0.10811 8月9日 14.3 阵雨 0.874584

6月16日 17.3 小雨 0.11851 8月11日 0.6 阵雨 0.62982

6月17日 7.9 小雨 0.04138 8月12日 1.1 中雨 0.3175

6月23日 0.2 中雨 0.02903 8月14日 1.0 小雨 0.71169

7月1日 5.5 阵雨 0.06496

从表4可以看出,土壤表径流量与降雨强度相系较大,而与降雨量关系不大,但三者之间存在一定的关系。降雨强度越大,径流量也越大,反之亦然,二者成正相关关系;通常情况下降雨量越大的径流量也大,但两者关系不如径流量与降雨强度明显。

3 结论

(1)烤烟在伸根期需水较少,而土壤无效蒸发较大;在旺长期、成熟期生理需水较多,这时期主要以叶面蒸腾耗水为主,烟株棵间蒸发为辅;在成熟后期以烟株棵间蒸发为主,叶面蒸腾耗水为辅,但时值蒸发旺季,其蒸发耗水量较大。因此,在不影响烟株正常生长的条件下,应尽量采取措施抑制无效蒸发,提高烟田水分的利用效率。

(2)叶面积指数和表层土壤含水量是控制蒸发的两个基本因素,烟地土壤蒸发量随生育时期叶面积指数和表层土壤含水量的变化而变化。烟株棵间蒸发在每次降雨后明显升高,几天之后随着地表土壤含水量下降而迅速下降并逐渐趋近于零,因此可采用秸秆覆盖等方式减缓地表土壤含水量下降速度,从而减少整个烟地土壤水分蒸发损失。

(3)烤烟大田期总径流量占总降雨量的3.7%,因此,拦蓄利用烟地径流雨水在烤烟抗旱生产上将有很大的应用前景。烟地径流量主要受降雨强度的影响,降雨量也有很大影响。

坡度、土壤性质(土壤湿度、土壤质地等)对径流量也有一定影响,下一步将对此开展相关研究。

参考文献

[1] 汪耀富,蔡寒玉.不同供水条件下土壤水分与烤烟蒸腾耗水的关系[J].农业工程学报,2007,23(1):9-23.

[2] 刘贞琦,伍贤进,刘振业.烤烟生长前期对干旱胁迫的生理生化响应研究[J].中国烟草学报,1995,(3):44-49.

作者简介:罗斐(1973-),男,贵州人,就职于贵州铜仁烟草公司德江分公司,研究方向:烟草农业。