砂质土和黏土在水分管理上的要点摘要 土壤质地是影响水分管理的重要因素，土壤的田间持水量和凋萎含水量等是表征土壤水分状况的重要指标，通过测定土壤的含水量，参考相关的土壤水文指标，即可精准地进行水分管理。 0 前言 水肥管理是作物栽培中的重要环节，直接关系着产量和品质。近年来伴随着水肥一体化设备的推广普及，为精准的水肥管理提供了硬件支撑。但在水肥一体化技术中，设备只是基础设施，更重要的是精准的水肥管理技术。在水分管理方面，我们不仅要知道何时开始灌溉，还要知道何时该停止。土壤质地对水分管理措施的影响非常大，本文将通过分析沙地和水田地上的田间实践，总结讨论在砂质土和粘土上的水分管理。 1 不同类型土壤的水分特点 不同质地土壤的水分特点差异很大，这首先表现在田间持水量上。田间持水量是指土壤中悬着毛管水达到最大时的土壤含水量，是土壤不受地下水影响所能保持水量的最大值。当含水量达到田持时，若继续供水，并不能使该土体的含水量增加，而只能进一步湿润下层土壤。田间持水量是灌溉的上限，可用来计算确定灌溉水量。 如表1中所示，不同质地土壤上，田间持水量变化范围很大，土壤越粘，田间持水量越大。在砂土上，田间持水量为5%，而在粘土上最高能达到40%，这就是砂质土和粘土上灌溉措施显著差异重要原因。 表1 不同质地土壤的水分特点
说完田间持水量，不得不提的是凋萎含水量。凋萎含水量又称萎蔫系数，一般是指植物发生永久凋萎时的含水量。植物因土壤干旱，根系吸收的水分不足以补偿蒸腾消耗的水分，而发生叶片萎蔫。发生萎蔫的叶片，最初在下午或日落后还可以恢复，以后在日出前也不能恢复，甚至在降雨或灌溉后也不能恢复，此时植物发生永久萎蔫。凋萎含水量虽然不能反映土壤-植株水分的动态过程，但仍是一个很好的近似值，是了解土壤水分状况并进行水分管理的重要依据。 表1中所示为不同质地土壤上的凋萎含水量，砂土的凋萎含水量在2%，而随着土壤中粘粒含量的增加，凋萎含水量也逐渐增加，粘土上的凋萎含水量达到了30%，因此在水分管理时不仅仅要考虑土壤本身的含水量，还要考虑土壤的质地特点。 从萎蔫含水量到田间持水量是土壤有效水含量的范围，这是一个重要的参考值，体现的是土壤的供水能力。在农业中使用较多的是田间持水量这个指标，考虑到土壤质地的巨大差异，用实际含水量相对于田间持水量的百分数（即相对含水量）来表征土壤湿度显得更加合理。一般认为土壤含水量达到田间持水量的60%-80%时，能够满足大部分作物的生长需求和微生物活动，低于60%是为轻度干旱，从这个点开始要考虑适当补充水分。 2 砂质土和粘土的水分下渗特点 海南的哈密瓜种植在沙地和水田地上，其土壤质地分别对应着砂质土和粘土，这两种土壤属于比较典型的质地类型，具有一定的代表性，在跟进这两种土壤上的哈密瓜示范时，对这两种土壤上灌溉前后5cm、10cm、20cm土层的土壤含水量做了测定，取样位置为喷灌带的正下方。
图1 哈密瓜的栽培与灌溉模式 先简单介绍一下哈密瓜的灌溉模式，一般为膜下喷水带灌溉（或膜下滴灌）。在垄上拉两条喷水带，通过喷水带灌溉施肥，每次灌溉时间在2-5分钟，通过时间调节灌溉量。
图2砂质土灌溉后的土壤剖面 在沙地上，土壤的田间持水量较低，水分下渗作用强烈，在水分管理上的一大特点就是灌溉频繁。图3中所示为测定的不同土层深度的含水量，结果显示在灌溉前，土壤的上下的含水量均较低，在4%左右，灌溉后半小时测定的土壤含水量，5cm土层的含水量最高，达到10.5%，往下逐渐下降，20cm土层的含水量为6.5%。这个含水量的变化一方面反映出砂质土持水率低，一方面表现出使用有机肥对土壤的改良作用，表层土壤的有机质含量较高，更能涵养水分。
图3砂质土灌溉前（左）后（右）土壤水分特点 在水田地种植哈密瓜，其土质粘重，在水分管理上与砂质土相比差异很大。水田地不仅土质较为粘重，而且下部有犁底层，能阻断水分的下渗，保水性好，即便灌溉过量也不会出现强烈的淋洗损失，而是将水分存在下层土壤中。
图4粘土灌溉后的土壤剖面 哈密瓜灌溉时，水分从两条水带喷出，两条水带之间是水分叠加的区域，所以湿度最大。取样位置在喷水带下方，是水分扩散较为均匀的位置，用以测定含水量有代表性。在取样时发现，在水田地上挖到20cm以下，土壤水分处于过饱和状态，会有水分快速渗出形成积水，这能直观反映出水田地的土壤水特点。 在水田地的粘土上，在灌溉前后分别测定了土壤不同层次的水分状况，如图5所示，灌溉前的土壤含水量达到在21.8%-27.1%，由上到下呈现逐层递减的特点，这与覆膜和土壤水分运动有关；而在灌溉后土壤5cm和10cm土层的水分含量均有所提高，而20cm以下土壤的水分达到了34.4%这样的过饱和水分含量，与上图中的现象相对应。
图5粘土灌溉前后土壤水分特点 3 田间水分管理要点 在进行精准水分管理时，首先要了解土壤的质地特征，针对不同质地的土壤制定专属的水肥管理方案。那么掌握田间持水量数值和凋萎含水量就显得尤为重要了，通过这两个指标能够实现精准的水分管理。例如测定了土壤的含水量，比对上述两个指标就能够确定当前的土壤水分状况，决定是否需要灌溉，而且能够计算出让土壤耕作层达到田持的灌水量。 虽然不同质地土壤上田间持水量和凋萎含水量差别较大，但是有效水含量差值并没有那么悬殊，例如在粘土上，田间持水量为40%，有效水含量仅为10%，而凋萎含水量竟达到30%，如果只考虑绝对含水量，这样的水分含量下很多人觉得已经很湿了，不需要再灌溉了，但事实上作物却可能会发生缺水萎蔫，在进行水肥管理时要考虑土壤质地的差异，不能只凭经验想当然。 砂质土因为其田间持水量低，土壤的下渗作用强烈，在灌溉时监测水分下渗的深度十分必要。监测土壤水分的方法有很多，但最简单实用的就是下面要介绍的这款“土壤灌溉深度监测仪”，该仪器由华南农业大学作物营养与施肥研究室张承林教授团队研发，目前已在多个区域、多种作物上进行了推广应用。使用时将这个小小的仪器埋在25-30cm的根层土壤，一旦灌溉过量就会通过浮标指示，此时即可停止灌溉。
图6 土壤灌溉深度监测仪及其应用 综上所述，在以上两种类型土壤上的灌溉要点是：在砂质土上种植作物，应少量多次灌溉，频繁补充耕作层土壤水分，同时做好水分监测，避免单次过量灌溉造成水肥下渗损失；而在粘土上，何时灌溉可参考土壤的相对含水量，但一次灌溉后应间隔一定时间，避免频繁灌溉导致根系淹水，影响根呼吸。上述文章转自华南农大作物营养与施肥研究室-苏效坡
|
