“松土保墒”实验成果——《制度性干旱》附文

　　2007年04月，笔者进行了“松土保墒”实验。

一、裸地实验

　　实验用地南北长15米，东西宽12米；面积180平方米；

　　属“壤土”型；

　　实验采用烘干、称重法。

　　1、实验前测得：

　　土壤干容重=1.28

　　田间持水量=26.60%

　　2、4月26日，按50m3/亩的常规灌溉，对实验田施水75mm漫灌。（管接水表度量13.50m3）

　　3、4月29日，以南北中线为界，对南部土壤表层进行50-100mm浅锄，作为“实验组”；北部保持原状态作为“对比组”。

　　4、设灌溉前土壤含水率为“田间持水量”的60%，

　　根据：

　　土壤干容重=1.28、

　　田间持水量=26.6%、

　　施水量=75mm

　　计算得：

　　理论灌溉深度—灌溉后获得“田间持水量”土壤深度的理论值：h=550mm。

　　5、实验期间无降水，5月15日，“对比组”出现旱情。即对“实验组”、“对比组”分别各3点、在0-550mm土壤深度内，按50mm垂度分布取样。

　　6、分别将“实验组”36个样品同取20克混合形成“实验样”；将“对比组”36个样品同取20克混合形成“对比样”。

　　7、称重、烘干测得“实验样”含水率21.60%，为田间持水量的81.2%；“对比样”含水率15.80%，为田间持水量的59.4%。

二、裸地蒸发结论

　　设灌溉前土壤含水率为“田间持水量”的60%

　　灌溉前550mm深土壤含水量=550×1.28×26.6%×60%=112.5mm

　　“实验组”550mm深土壤蒸发失水量=(112.5mm+75mm)×[(26.60%-21.60%)÷26.60%]=35.24mm=23.50m3/亩

　　“对比组”550mm土壤蒸发失水量=(112.5mm+75mm)×[(26.60%-15.80%)÷26.60%]=76.13mm=50.80m3/亩

　　“松土保墒”较“放任开裂”减少的土壤蒸发量为(76.13-35.24)=40.89mm=27.30立方米/亩。

　　若视“放任开裂”为常态，“松土保墒”减少土壤蒸发率为：(50.80-23.50)÷50.80=54.0%；大于1/2。

三、农田蒸散发推论

　　农田蒸散发ET，包括棵间土壤蒸发E和作物蒸腾T。

　　在中国北方最为普遍的“冬小麦-夏玉米”种植制度中，一般认为E和T大致相当。著名植物生理学家和农业学家娄成后院士认为：“在耘锄不力的大田中蒸发与蒸腾保持平衡” [01] ；——即棵间土壤蒸发和作物叶面蒸腾各占农田总散发的50%。

　　马永良等的研究认为冬小麦的棵间土壤蒸发占48.9％，作物蒸腾占51.1％。[02]

　　王健等的研究认为,夏玉米的棵间土壤蒸发占47%。[03]

　　程维新等的研究认为,冬小麦和夏玉米的棵间蒸发均占总蒸散量的比例均为50%，大豆和棉花为45%。[04]

　　董振国等的研究认为 ，冬小麦棵间蒸发占蒸散量的40%～50% ，玉米棵间蒸发占蒸散的5O%。[05]

　　也有的观点偏差较大。

　　孙宏勇等的研究认为,小麦整个生长期间棵间蒸发占蒸散量31.43%。[06]

　　Zhang L的研究认为,夏播作物的棵间蒸发占蒸散量的 61.2% ～77.4%。[07]

　　总结多种观点，在中国北方“冬小麦-夏玉米”种植制度中,娄成后院士把棵间土壤蒸发占农田总蒸散量的比例定义在1/2是有充分根据的。

　　棵间土壤蒸发占农田总蒸散量的1/2，“松土保墒”又减少棵间土壤蒸发1/2以上；因此，“松土保墒”减少的棵间土壤蒸发量，在把作物蒸腾视作常量的情况下，应占农田总蒸散量的1/4以上。

附文四注释：

[01]《覆盖耕作》>>>中国科学院娄成后院士，http://www.cqan.com.cn/content/detail.php?cid=10&id=58

[02]《小麦三高栽培实用技术》第六章节 水高产栽培技术>>>第二节节水高产栽培主要技术措施>>>六、松土保墒技术，马永良等编著，中国农业大学出版社，1998-10-1

[03]《夏玉米棵间土面蒸发与蒸发蒸腾比例研究》，《农业工程学报》2007年04期，王健等，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，http://www.ilib.cn/A-nygcxb200704004.html

[04]《农田蒸发与作物耗水研究》，程维新气象出版社，1993

[05]《农田作物层环境生态》，董振国，北京：中国农业科技出版社

[06]《华北平原冬小麦田问蒸散与棵问蒸发的变化规律研究》，《中国生态农业学报》2004年03期，中国科学院石家庄农业现代化研究所，孙宏勇、刘昌明等，http://www.ilib.cn/A-stnyyj200403017.html

[07]Zhang L，Lemeur R．Evaluation of daily evapotranspi—ration estimated from instantaneous measurements[J]．Agric For Meteorol，1995，74：139— 154．