國內外噴灌對作物及土壤的影響范文

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《北京水務雜志》2014年第二期

1噴灌對土壤結構和土壤水分、養分分布轉化的影響

Allaire-Leung等（2001）通過試驗表明，在噴灌條件下，由于土壤水分的再分布，土壤NO3-－N含量隨滲漏量的增加而降低，NO3-－N的淋失量和土壤NO3-－N含量成正相關，但與灌溉深度、灌溉均勻度或深層滲漏關系不大[12]。可見，噴灌的水分和NO3-－N的滲漏量明顯少于傳統灌溉方式。噴灌條件下，養分的運移特性不同于漫灌或溝灌。魏新平（1999）的研究結果表明，漫灌入滲條件下，硝酸根離子NO3-運移快，入滲結束后，NO3-濃度集中分布在土壤深層的作物主根區之外。而在噴灌入滲條件下，NO3-運移慢，入滲結束后，NO3-濃度的峰值遷移淺，NO3-濃度集中分布在土壤表層作物主根區內，有利于作物吸收利用。郭大應等（2001）將硝酸銨撒施于表土溝灌和噴灌，發現溝灌中硝酸鹽累積于表土50mm，很少氮素留在溝底，噴灌則沒有硝酸鹽累積于表土。

關于噴灌對肥料的運移特性，不同學者有不同的觀點。王小龍（2001）的試驗結果表明，在沙土地上，氮、磷和鉀等3種速效養分，隨著噴灌量增大和濕潤深度增加作同步移動，但3者分布重心移動速度差異較大，鉀最快、氮次之、磷最慢[15]。而魏新平（1999）的研究表明，入滲結束后，鉀離子K+濃度集中分布在土表0～200mm土層內，入滲方式對NO3-運移影響大[13]。郭大應等試驗證實噴灌50mm的水將土壤表層NO3-－N和表施的尿素淋洗到5～20mm作物根系密集層，利于作物吸收，不產生深層滲漏。而表施碳銨噴灌，銨態氮NH4+-N主要分布在0～50mm表層，不利于氮肥保蓄[16]，這是由于土壤顆粒吸附銨離子NH4+而幾乎不吸附NO3-，因此NH4+基本上滯留在剖面上、中層，而NO3-在下層大量存在。馮紹元等（1998）認為，在噴灌條件下，灌水定額40mm，花生不同生長階段均不會出現無機氮的淋失現象[17]。武曉峰等（1996，1998）的試驗結果表明，噴灌60mm的灌水定額能基本滿足作物生長的需要，而且不會造成深層滲漏和NO3-－N隨土壤水的流失[18]。黃元仿等（1996）對田間噴灌條件下氮素的運移也作了模擬研究，中等灌水處理最大[19]。

從以上的綜述與分析可看出，噴灌通過將水分噴灑到空中，類似降雨進行灌溉，但又不完全等同于降雨。噴灌有其獨特的入滲特性和溶質運移規律，噴灌水滴對土壤結構的影響，尤其是表層土壤結構，也不同于傳統的漫灌或溝灌。土壤結構的變化對土壤水分的入滲、土壤養分的分布有很重要的影響。而土壤水分和養分的分布轉化不同則會引起作物生長的差異。

2噴灌對作物冠層溫度、濕度的影響

在輻射強、溫度高和濕度小的情況下，噴灌通過噴灑水滴和冠層截留水的蒸發，可以降低冠層的溫度，提高冠層附近空氣濕度，為作物的生長提供一個良好的外部環境。由于噴灌對田間小氣候的影響，部分學者研究了噴灌條件下作物的光合和蒸騰。研究結果顯示，噴灌條件下作物的蒸騰速率小。噴灌不僅影響作物的蒸騰，也會影響作物的光合和生長。大量試驗結論顯示，噴灌調節作物冠層的溫度，使其處于光合作用的適宜范圍內。在高溫天氣下，噴灌在一定程度上降低了作物冠層和冠層附近的溫度，使得葉片的溫度處于光合的高效范圍內，提高了光合效率。噴灌下光合效率的提高有利于高產的形成。劉海軍等（2003）均認為噴灌調節農田小氣候的主要原因是噴灌過程中水滴的蒸發、冠層截留蒸發和濕潤表層土壤蒸發共同作用造成的，而噴灌對農田小氣候要素的這些調節作用可能正是噴灌能夠節水增產的主要原因[20]。

3噴灌對作物生長的影響

劉海軍等（2003）對噴灌條件下冬小麥的生長規律進行了研究，研究結果表明，冬小麥前期通過噴灌可以減小無效分蘗數，使有限的肥水集中于促大蘗；葉面積指數和生物量在噴灌和地面灌條件下比較接近，噴灌對二者沒有顯著影響[20]。Bai等（2003）報道灌溉方式對紫花苜蓿根系的生物積累量影響顯著，噴灌下的根重和根長均大于漫灌處理[21]。Cock等（1997）報道，人工噴霧灌溉可增加木薯干的根生產（91％）和總生物量生產（27％）[22]。姚素梅等（2005）研究了噴灌對冬小麥生長的影響，結果表明：噴灌對冬小麥地上部分生長具有前控后促的特點，噴灌處理冬小麥生長的優勢主要表現在生長后期[23]。

4結語

綜上所述，近年來，隨著不同學科的交叉滲透，研究者在噴灌條件下的土壤結構和土壤水分及養分分布轉化規律、農田小氣候效應以及作物生長過程等方面做了大量研究工作，并取得了重要的進展。但是關于噴灌條件下作物生長與農田生態因素之間內在聯系的機理有待于進一步深入的研究。

作者：繆學文王愛忠單位：北京市通州區水務局中國灌溉排水發展中心農村水利設計研究所