阅读说明：本技术 一种保持土壤水分的方法 (Method for keeping soil moisture ) 是由 袁念念 李亚龙 黄志强 刘凤丽 罗文兵 熊玉江 付浩龙 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于土壤营养技术领域,公开了一种保持土壤水分的方法,包括：选取试验站,划分区域；选定作物,明确品系、生育期；对排水水位进行控制,分别为：30cm、50cm、80cm和100cm；选定6个深度范围的土层,采用烘干法测定含水率；采用浮标尺观测地下水位。本发明可用控制排水措施能明显改变土壤含水率；控制排水措施在降雨后能较好地保留田间水分,减少降雨后土壤含水率的波动,使土壤不致于过干或过湿；减少土壤含水率的波动,尤其在降雨后保持田间水分的效果更为明显。本发明具有绿色环保、无污染,无残留,成本低、操作简单易懂,省时省力等特点。(The invention belongs to the technical field of soil nutrition, and discloses a method for keeping soil moisture, which comprises the following steps: selecting a test station and dividing the test station into areas; selecting crops, and defining strain and growth period; controlling the drainage water level, which respectively comprises the following steps: 30cm, 50cm, 80cm and 100 cm; selecting soil layers with 6 depth ranges, and measuring the water content by adopting a drying method; the water level is observed using a float scale. The invention can obviously change the water content of the soil by using a drainage control measure; the drainage control measures can better keep the field moisture after rainfall, reduce the fluctuation of the soil moisture content after rainfall and prevent the soil from being too dry or too wet; the fluctuation of the water content of the soil is reduced, and the effect of keeping the field moisture after rainfall is more obvious. The invention has the characteristics of environmental protection, no pollution, no residue, low cost, simple and understandable operation, time saving, labor saving and the like.)

一种保持土壤水分的方法

技术领域

本发明属于土壤营养技术领域，尤其涉及一种保持土壤水分的方法。

背景技术

目前，业内常用的保持土壤水分的方法包括有覆盖地膜；施用土壤保水剂；使用有机肥料；施用泥炭。此类方法虽然保持土壤水分效果较好，但是地膜易造成白色污染；保水剂经济成本高，同时对土壤营养物质有影响；有机肥料制备工艺繁琐，费时、费力；泥炭经选取、确定可用、运输、施用，工序繁琐，耗时长且费力，为使用者带来极大的不便。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)地膜覆盖易造成白色污染。

(2)保水剂经济成本高，影响土壤营养物质。

(3)有机肥料制备工艺繁琐，费时、费力。

(4)泥炭工序繁琐，耗时长且费力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种简便易行可根据作物需水要求进行调节的保持土壤水分的方法，

本发明是这样实现的：

步骤一，选取试验站，划分区域；

步骤二，选定作物，明确品系、生育期；

步骤三，对排水水位进行控制，设定30cm、50cm、80cm和100cm；

步骤四，选定作物根系深度以内的6个深度范围内的土层，取样采用烘干法测定含水率；同时采用浮标尺观测地下水位查看控制效果。

进一步，区域划分为5个小区A、B、C、D和E做对照试验，其中，E小区作为缓冲带，减少灌水渠对试验区地下水位的影响；

进一步，在作物生育期4个不同生育阶段采用相同控制水位，30cm为30(苗期)-40(蕾期)-40(花铃期)-30cm(吐絮期)，50cm为50(苗期)-60(蕾期)-60(花铃期)-50cm(吐絮期)，80cm为和80-80-80-80cm，100cm为100(苗期)-100(蕾期)-100(花铃期)-100cm(吐絮期)。根据试验区实际排水条件和地下水水位，100cm定义为自由排水措施。其中，控制水位是指控制田间产生排水时的地下水位，以距地表的深度表示，如控制水位为30cm指的是田间排水时，地下水位达到地表以下30cm才开始排水。

进一步，选定的土层微分为6个深度范围：表层(地面以下0～5cm)、地面以下5～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

(1)通过控制排水措施明显改变了土壤含水率；(2)各处理表层含水率变异系数最大，自由排水处理表层以下土壤含水率变异较控制排水处理大；(3)控制排水措施在降雨后能较好地保留田间水分，减少降雨后土壤含水率的波动，使土壤不致于过干或过湿。

本发明提供的一种保持土壤水分的方法，具有绿色环保、无污染，无残留，成本低、操作简单易懂，省时省力的优点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种保持土壤水分的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的试验小区布置示意图。

图3是本发明实施例提供的棉花生育期内不同土层土壤含水率变化示意图。

图4是本发明实施例提供的典型降雨前后含水率分析示意图。

图中：(a)表层土壤含水率；(b)20cm土层土壤含水率；(c)40cm土层土壤含水率；(d)60cm土层土壤含水率；(e)80cm土层土壤含水率；(f)100cm土层土壤含水率。

图5是本发明实施例提供的试验测坑平面布置图。

图6是本发明实施例提供的旱作测坑控制排水装置示意图。

图7是本发明实施例提供的2015年棉花生育期内3种不同处理0～100cm土层土壤含水率；

图中：(a)三种处理表层土壤含水率；(b)三种处理5～20cm土层土壤含水；(c)三种处理20～40cm土层土壤含水率；(d)三种处理40～60cm土层土壤含水率；(e)三种处理60～80cm土层土壤含水率；(f)三种处理80～100cm土层土壤含水率。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明进行进一步详细说明；

如图1所示，本发明提供的保持土壤水分的方法：

S101：选取试验站，划分区域；

S102：选定作物，明确品系、生育期；

S103：对排水水位进行控制，采用不同水位，30cm、50cm、80cm和100cm；

S104：选定6个深度的土层，采用烘干法测定含水率；采用浮标尺观测地下水位。

步骤S101中，本发明提供的区域划分为5个小区，A、B、C、D和E，其中，E小区作为缓冲带，减少灌水渠对试验区地下水位的影响；

步骤S103中，本发明提供的生育期分为4个不同生育阶段采用不同控制水位，30cm为30-40-40-30cm，50cm为50-60-60-50cm，80cm为和80-80-80-80cm，100cm为100-100-100-100cm。

步骤S103中，本发明提供的作物生育期4个不同生育阶段采用相同控制水位，30cm为30(苗期)-40(蕾期)-40(花铃期)-30cm(吐絮期)，50cm为50(苗期)-60(蕾期)-60(花铃期)-50cm(吐絮期)，80cm为和80-80-80-80cm，100cm为100(苗期)-100(蕾期)-100(花铃期)-100cm(吐絮期)。根据试验区实际排水条件和地下水水位，100cm定义为自由排水措施。其中，控制水位是指控制田间产生排水时的地下水位，以距地表的深度表示，如控制水位为30cm指的是田间排水时，地下水位达到地表以下30cm才开始排水。

步骤S104中，本发明提供的6个深度的土层微分为：表层、地面以下20、40、60、80、100cm。

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明；

实施例1：

1)试验在湖北四湖工程管理局排灌试验站进行，地势平坦，土壤肥沃，土质为中壤粘土，耕作层氮、磷、钾质量分数分别为2.5，1.5，15mg/kg。多年平均气温16.5℃，降雨量1122.0mm，水面蒸发量为977.4mm，日照时数为1552.0h，无霜期280d左右，试验区常年地下水埋深在1m左右，站址在湖北平原湖区具有一定的代表性。作物为棉花。

如图2所示，大田试验田占地3800m²，分成5个小区进行试验，图1为小区平面布置图，其中暗管埋深1m，排水间距8m，不透水层深1.8m。E小区东边为一条灌水渠，E小区作为缓冲带，旨在减少灌水渠对试验区地下水位的影响；D小区外侧为排水沟，混凝土衬砌护坡。相邻小区之间有深1.2m、宽0.2m的硬化水泥田埂加防渗膜以防止侧向渗流干扰。

2)试验用棉花品种为湘杂棉3号，生育期为175d，其中苗期为5月30日—7月3日，蕾期为7月4日—7月20日，花铃期为7月21日—8月28日，吐絮期为8月29日—11月20日。

3)如表1所示，对水位进行控制情况；

表1控制水位设计

注：表中的控制水位是指暗管出口的控制高度低于田面的距离。

4)选定6个深度的土层，采用烘干法测定含水率。从棉花移栽后开始，一般5d取样测1次，降雨后加大取样频率用于分析次降雨后土壤含水率。地下水位采用浮标尺观测，非降雨期间5d测1次，降雨后加大观测频率，降雨资料来自站内的气象站。

5)结果

如图3所示，大田全生育期内不同土层实测土壤含水率变化图。从图中可以看出，控制排水的处理措施A、B、C田块各层的土壤含水率都显著高于自由排水处理的D田块，控制排水在整个生育期内都能起到保持土壤水分的作用，但控制水位与土壤含水率之间并无明显相关关系。各处理含水率变化过程基本一致，与降雨密切相关；5～20，20～40，40～60，60～80，80～100cm土层土壤含水率变化波动较表层小；5～20，20～40，40～60，60～80，80～100cm土层自由排水处理含水率明显较控制排水处理低。自由排水处理整个生育期内含水率一般较控制排水处理低；控制排水各处理含水率在9月后差别较大。

如表2所示，试验期内土壤含水率均值和变异系数。从表可知，40～60cm及以下土层含水率较40～60cm以上土层高；自由排水处理同层土含水率均值最低。各处理表层含水率变异系数最大，自由排水处理表层以下土壤含水率变异较控制排水处理大。

表2土壤含水率平均值和变异系数

由于试验期间没有灌溉，含水率与降雨密切相关。表层土壤含水率由于蒸发强烈，因此一般在降雨后迅速增加，而雨后迅速降低，变异系数很大，这与图4反映情况一致。控制排水处理5～20cm土层及以下土层含水率变异系数较小，只在0.1左右，说明控制排水处理能在降雨后减小土壤含水率的波动，从而避免了土壤过干或过湿，有利于作物吸收利用。自由排水处理除了表层含水率波动较大外，20cm土层及以下土层含水率波动都在0.2～0.3之间，较控制排水处理大得多，且同层土均值一般都最低，不利于作物吸收的同时也容易发生干旱或渍害。

典型降雨前后土壤含水率对比分析；选取与降雨相距最近的几次土壤含水率观测值进行分析，分别为6月26日(6月24－26日共降雨24.4mm)、7月6日(7月4日－5日共降雨22.5mm)、7月16日(7月8－13日共降雨219.8mm)、7月27日(7月25日降雨39.3mm)、8月15日(8月14－15日共降雨26.3mm)及10月15日(10月10－13日共降雨92.3mm)。

如图4所示，各个取样日所观测到的土壤含水率随土层深度变化规律都是表层土壤含水率较高，5～20cm、20～40cm土层减小，40～60cm、60～80cm土层增大，80～100cm土层范围又有减小趋势；这与降雨后水分在田间入渗较慢有关。同一土层深度下，土壤含水率与控制水位间并没有表现出明显的相关性；其原因为：由于控制排水各处理间控制水位相差仅为20～30cm，差异不明显，所以在降雨后控制排水能较好地保留田间水分。

实施例2：

1)试验选址在江西省灌溉试验中心站。江西省灌溉试验中心站占地面积68.88亩，位于南昌县向塘镇高田村；距南昌市中心30公里，离南昌县城10公里，位于江南最大引水灌区赣抚平原灌区二干渠中游右岸。站内建有4.60万平方米的试验研究基地，有水田、旱作、果树、水质水环境、水产耗水量、生态沟、塘堰湿地等试区。试验区位于经度116°00′，纬度28°26′，平均海拔高度22m的赣抚平原灌区内，气候温和，雨量充沛，常年平均气温为18.1℃，年平均降雨量为1634.3毫米，为典型的亚热带湿润季风性气候。试验在旱作区标准测坑中进行，选择6个有底测坑开展控制排水和自由排水对照试验，每个测坑净面积为4m²(2m×2m)，深度为2.15m，回填土壤深度约1.8m，底部铺设厚度为0.3m的砂卵石反滤层。试验作物为棉花，供试品种为鄂抗棉9号，采用移栽方式。

2)试验设计

试验共设置3个处理，每个处理2个重复。试验设定一个因变量即控制水位，各处理施肥量和灌水量相同。试验设计见下表3。

表3试验控制水位设计

表4棉花生育期划分

试验测坑布置及控制水位装置示意图见图5和图6。测坑共有2个排水口，一个位于地表，一个位于地下，分别装有计量水表及阀门，地下排水出口处一端接水箱用于地下排水及取水样，一端接阀门和软管，软管长度根据设计控制水位而定。一般情况下保持地下排水阀门关闭，软管端阀门开启。当有降雨并发生排水时，软管水位迅速上升至控制水位，此时关闭软管阀门，打开地下阀门排水；排水一段时间后关上阀门，打开软管阀门，观察软管水位。反复几次，直至水位在控制水位附近为止。

3)试验观测数据

根据试验设计，试验观测数据有分层土壤含水率，地表、地下排水量，排水中氮素含量，植株部分生理指标，产量等。棉花移栽后，6月初开始观测土壤含水率，平均每5天观测一次，至11月中旬结束。降雨产生排水后，计量排水量。

从现阶段取得数据分析可知，三种处理土壤分层含水率在20～40cm、40～60cm两个土层深度处差别较大，表现为控制水位30cm的处理土壤含水率较控制水位为50cm的处理和自由排水处理高，而三种处理其他土层都没有明显区别，见图7。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。