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不同灌溉方式对日光温室土壤温度的影响

来源: 本站  类别:技术文章  更新时间:2010-5-7 16:51:41  阅读

不同灌溉方式对日光温室土壤温度的影响
        近年来,随着保护地蔬菜生产的发展,保护地栽培面积在不断扩大。尤其是日光温室,已成为保护地栽培的主要设施。实践证明土壤温度及其变化规律对日光温室内作物的生长具有显著效应,已经引起学术界的关注,有关研究成果也时有报道。如罗仓学等研究了不同土壤温度处理对甜椒幼苗期控制的影响;张朝勇等,曾对田间膜下滴灌棉花根际土壤温度变化进行了分析;范爱武等研究了不同风速下土壤温度(可用土壤温湿度记录仪来测定)日变化规律;孙德岭[4]等,分析了不同土壤温度对番茄苗期、光和产物积累及分配的影响。但在日光温室栽培条件下不同灌溉方式对土壤温度变化规律的影响效应,以及土壤温度变化梯度的研究报道较少。现通过现场试验,从不同的角度分析研究了日光温室内小管出流、滴灌、沟灌3种节水灌溉下土壤温度的变化规律,为温室作物栽培技术的完善提供技术支持。
1  材料与方法
1. 1  试验概况
试验在沈阳农业大学水利学院综合试验基地日光温室中进行,试验区位于北纬41°44′,东经123°27′。土质为棕壤土,日光温室内耕作层平均土壤容重为1. 38g/ cm3 ,田间持水率为0. 3736 cm3 / cm3 ,其基本理化性质测定结果见表1。
1. 2  试验设计
供试作物为荷兰格鲁西亚青椒,于2007 年2 月17日播种,5 月1 日定植于日光温室内,8 月24 日收获,种植规格为株距30 cm,行距50 cm。试验设有沟灌(A) 、滴灌(B)和小管出流(C) 3 种灌溉方式。每种灌溉方式灌溉面积均为13. 86 m2 ,均设4 次重复。为防止温室内空气对流对温、湿度的影响,各灌溉方式之间用塑料隔开。为保证对比试验研究的合理性,各灌溉方式的灌水处理及基本布设均保持相同。
1. 3  测试和分析方法
试验采用24 路温度测量仪对不同灌溉方式的土壤温度进行监测,观测点分别布设在每个灌溉处理的中央地带,深度依次为5、15、25、35 cm。数据的采集采用计算机集中采集,采集间隔为1 h ,土壤温度采集系统界面
见表
土壤有机质
含量
全氮/ g ·kg - 1
1. 13
全磷/ g ·kg- 1
1. 07
全钾/ g ·kg- 1
20
碱解氮/ g ·kg - 1
56. 86
速效磷/ g ·kg - 1
47. 48
速效钾/ g ·kg- 1
140. 13
有机质/ g ·kg - 1
10. 31
pH值
7. 946
1。其中日光温室土壤温度的变化,在青椒生育期内进行观测。数据采用DPS 软件进行处理分析。
 
2  结果与分析
2. 1  不同灌溉方式下土壤温度垂直日变化
图2~4 表示各不同灌溉方式土壤温度变化垂直分布图。该图数据取自晴天的典型天气(6 月21 日) 时温室内土壤温度的监测。从图2~4 中可知:各种灌溉方式,随着土层深度的增加,土壤温度均逐渐降低,不同灌
溉方式在特征时刻的递减梯度如表2 示。特征时刻分别取日变化土壤温度变化最高、最低时刻,分析不同土层间的土壤温度梯度变化。从图2~4 和表2 可见,表层土壤温度变幅最大,而随着土层深度的增加,土壤温度变幅逐渐减小,35 cm 即最深土层土壤温度基本不变。表层热量散失和吸热向地下传递是一个过程,所以表层土温比各深度土壤温度的变化大,故沿土层垂直方向,随深度增加土层温度变化趋于平缓。且各层温度最高点的相应时间,随土层深度的增加逐渐推迟,验证了土壤热传导的“滞后”效应。
2. 2  不同灌溉方式下土壤温度水平日变化
 图5~8 表示不同灌溉方式在不同土层下,土壤温度的水平分布图(数据同垂直分布图) 。由图5~8 可以看出: ①不同土层中,沟灌土壤温度均较其它灌溉方式土壤温度低;这是由于大面积灌溉致使土壤板结、土壤表层易形成裂纹,土壤温度降低。②不同灌溉方式下,各表层土温度变化幅动比较大。表层土壤温度的昼夜变化规律,符合正常变化规律,均在15 :00 达到最大温度,即T滴> T小管> T沟。③在土层深度为25~35 cm时,各时刻温度变化不大,除沟灌,其它灌水方式的温度均保持在22. 66 ℃和21. 6 ℃。是由于管道输水,逐渐湿润作物根系附近土壤,土壤温度变化幅度小,因此,管道输水方式能够提高土壤温度。
2. 3  不同灌溉方式灌水前后土壤温度日变化
土壤温度在灌水前后变化规律不同。从表3 可以看出,在不同灌溉方式中,滴灌灌水后对土壤温度影响最小,小管出流次之,而沟灌明显降低土壤温度。由于滴灌技术是将水流以点滴的形式滴入土壤,作物附近局部土壤湿度均匀,使得土壤温度变化缓慢;小管出流虽也通过管灌,土壤也是局部湿润,但呈水流形式灌入土壤,土壤湿润并不均匀,使得灌水前后土壤温度变化略大于滴灌技术;相反,沟灌这种传统灌溉方式,由于大面积灌水,土壤易产生裂痕,造成土壤温度变化落差大。可见,灌溉技术中出水的流态对土壤温度的变化规律也产生一定的效应。
3  结论
在日光温室内以青椒为供试作物进行的试验研究中,通过分析得出沟灌、滴灌、小管出流3 种灌水方式对土壤温度变化规律的影响。在不同灌溉方式下,随着土层深度的增加,土壤温度逐渐降低;沟灌、滴灌、小管出流3 种灌溉方式,温度最高时刻,在深度为5 cm 处土层温度依次为24. 3、25. 7、25. 3 ℃;在深度为35 cm 处土层温度依次为22. 1、21. 6、21. 8 ℃。
表层(深度为5 cm) 土壤温度的日变化幅度相对较大,沟灌、滴灌、小管出流3 种灌溉方式下温差依次为3. 3、3. 9、3. 5 ℃;深度为35 cm 处温差依次为0. 3、0. 2、0. 2 ℃。即随深度增加土壤温度变化幅度趋于平缓。灌溉技术中出水的流态对土壤温度的变化规律产生一定的效应。比较分析可知,管道输水灌溉方式有利于提高土壤温度。其中滴灌技术是铺设在作物根系附近,每次灌水都能均匀分布在根系层内,从而减少浅土层土壤蒸发,使土壤温度变化幅度较小,能够更好地为蔬菜生长提供较稳定的温度环境。

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