书城农业林业如何实现节水农业
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第14章 秸秆覆盖为什么能够减少水分蒸发?

秸秆覆盖系指利用农业副产物(茎秆、落叶、糠皮)或绿肥为材料进行的农田覆盖。其用量以把地面盖匀、盖严而又不压苗为准,覆盖量从3750千克/公顷到15000千克/公顷不等。

(1)节水效应。秸秆覆盖增强土壤蓄水保墒能力,改善土壤供水状况。在自然条件下,土壤表层受雨滴的直接冲击,土壤团粒结构被破坏,土壤孔隙度减小,形成不易透水透气、结构细密紧实的土壤表层,影响降水就地入渗。而在土壤表面覆盖一层秸秆可避免降水对地面的冲击,形成团粒结构稳定,土壤疏松多孔土壤,因而土壤的导水性强,降水就地入渗快,地表径流少。

许多研究表明,秸秆覆盖下,作物生育前期蒸散耗水比裸地少,中后期蒸散耗水比裸地多,全生育期耗水量与裸地并无明显的差异。其意义就在于秸秆覆盖有调控土壤供水的作用,使作物苗期耗水减少,需水关键期耗水增加,农田水分供需状况趋于协调,从而提高水分利用效率。

(2)调节土壤温度。秸秆覆盖在地表形成一层土壤与大气热交换的障碍层,既可阻止太阳直接辐射,也可减少土壤热量向大气中散发,同时还可有效地反射长波辐射,因此,对土壤温度有明显影响。在白天起降温作用,土壤温度偏低,日最高温度相对较低;在夜间则有保温作用,土壤温度偏高,日最低温度相对较高。日变化的振幅减少;在冬季有保温作用,在夏季则有降温作用。秸秆覆盖下土壤温度年、日变化均趋平稳,低温时有增温效应,高温时又有降温效应,这对作物生长十分有利,能有效地缓解气温剧变对作物的伤害。

(3)抑制土壤蒸发。秸秆覆盖可减少地面的蒸发。在我国北方干旱、半干旱地区,因水分不足,常以休闲来调节年度的水分亏缺,但休闲期常因蒸发强烈和保墒措施不当造成跑墒。采用秸秆覆盖,可以有效地抑制土壤蒸发,保蓄降水。

(4)保持水土。土壤的水蚀主要是径流引起的。为了保水,必须保土,要保土,又必须减少径流。秸秆覆盖能改良土壤结构,增加水稳性团粒结构,土壤疏松多孔,导水性强,从而表土渗透性好,雨水就地入渗快,径流量小,水土流失少。控制土壤侵蚀所需的作物秸秆量随土壤和坡度不同,随坡度增加,覆盖量应增加,小谷物秸秆覆盖效果好于玉米秸秆。

(5)增加土壤养分。秸秆覆盖可增加土壤养分含量,改善土壤结构和物理性质。作物秸秆本身含有各种营养元素,是土壤养分的主要补给源。

风干的麦秸氮、磷、钾含量分别为0.41%、0.18%、2.28%。此外,秸秆覆盖还田对于土壤微量元素的补充,也起着重要的作用。因此,覆盖的秸秆翻入土壤后自然能增加养分含量。

植物秸秆绝大部分是有机成分,秸秆覆盖还田还能够提高土壤腐殖质含量。盖秸土壤有机质含量提高,容重下降,其稳水保肥性能增强,通透性改善。据报道,小麦秸秆连续覆盖两年,可增加土壤有机质0.14%、腐殖质0.27%,全氮0.02%,降低土壤容重0.09克/立方厘米。

秸秆覆盖对土壤生物活性和微生物活动有良好影响。土壤秸秆覆盖为增加土壤酶促反应和土壤呼吸强度提供了基质,从而促进了生物活性的提高。反过来又促使秸秆的分解转化,形成一个良性循环的互促效应。

(6)农田防护效应。秸秆覆盖有抑制农田杂草的作用。试验表明,稻草覆盖较露地麦田杂草密度下降。秸秆覆盖对防止土壤盐碱化和改良盐碱土也有一定作用。覆盖秸秆经微生物分解、转化形成腐殖质,腐殖质是一种两性胶体,能提高土壤的缓冲性能,并可和碳酸钠作用形成腐殖酸钠,降低土壤碱性。腐殖酸钠还能刺激作物生长增加抗盐能力。腐殖质可以促进团粒结构的形成,从而使孔隙度增加,透水性增强,有利于盐分淋洗;同时又使毛管作用减弱,有利于抑制返盐。秸秆有机质在分解过程中产生大量有机酸,一方面可以中和土壤碱性;另一方面可以加速养分分解,促进迟效养分转化,提高磷的有效性。