北方高寒区不同覆盖条件下土壤温度差异性分析

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1、2014年12月农业机械学报第45卷第12期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．12．023*北方高寒区不同覆盖条件下土壤温度差异性分析付强马梓奡李天霄蒋睿奇(东北农业大学水利与建筑学院，哈尔滨150030)摘要:以北方寒区典型城市哈尔滨市的大田为研究区域，通过冬季大田试验(试验周期2013-11-01—2014-04-30)，设置裸地、5、10和15cm厚度秸秆覆盖4个处理，分别测定不同处理条件下3、5、8、10、15、20、40、60、100、140cm等深度土壤温

2、度以及气温和太阳总辐射，采用统计学理论对其进行对比分析。研究结果表明:秸秆覆盖对于热量具有双向阻碍作用，只是在不同的外界条件下双向阻碍作用的主导地位在不断调整;某深度下土壤温度变化是秸秆覆盖与土壤导热性相互作用的结果;裸地温度差异性最大，其次为5cm秸秆覆盖和15cm秸秆覆盖，最后为10cm秸秆覆盖，秸秆覆盖对于土壤温度差异系数的影响并非随着秸秆厚度的增加单调增加。关键词:北方高寒区秸秆覆盖土壤温度差异系数中图分类号:S316;S152.8文献标识码:A文章编号:1000-1298(2014)12-0

3、152-08环管节水措施对香梨的土壤温度增幅最大，比普通引言［22］灌溉平均高出2.3℃，然而上述研究多是针对冬土壤温度作为地表主要物理参量之一，是土壤季气温相对较高的地区(－10℃以上)，而对于北方作用于植物的重要指标。在季节性冻土消融期土壤高寒地区(最低气温可达－30℃以下)土壤温度的温度对土壤湿度、土壤的形成、地表植被的生长以及研究相对较少。因此，本文以北方高寒地区代表性［1］地表水热能量的再分配具有重要的影响，尤其是城市———哈尔滨市的大田为研究对象，通过冬季大北方高寒地区(如黑龙江省)。随着

4、“东农冬麦田试验，设置不同的秸秆覆盖厚度，测定不同覆盖条1号”的育成、示范和推广，使得冬小麦在黑龙江省件下的土壤温度，进而分析不同覆盖厚度对冬季土种植已成为可能，2003—2006年在黑龙江省东北部壤温度的影响机理和差异性，以期为解决北方高寒的虎林、饶河地区进行区域试验和生产试验，于地区冬小麦推广过程中存在的相关问题提供理论和2007年1月通过黑龙江省农作物品种审定委员会审技术支撑。定，正式定名为“东农冬麦1号”。然而，在“东农冬1试验方案麦1号”的推广种植过程中，还存在“冷拔”导致出苗率低、缺乏合理

5、灌溉技术等问题，导致北方高寒地1.1试验区简介区冬季作物种植过程和推广过程存在一定难度，这试验于2013年11月—2014年4月在哈尔滨市些问题的解决关键在于掌握冬季土壤温度的变化规东北农业大学节水灌溉试验场进行(试验区地理位［2－6］律。置如图1所示)。试验区位于北纬45°44'24″，东经目前，相关学者对土壤温度的研究取得了一系126°43'07″，气候属于中温带大陆性季风气候，冬长列的研究成果，但多是针对冬小麦、夏玉米以及其他夏短，冬季1月气温最低，平均气温约－19℃，最低［7－11］经济作物，

6、围绕其在不同覆盖、不同土壤管理气温－38.1℃，极端最低气温为－42℃;夏季7月气［12－18］［19－22］方式和耕作措施、不同节水灌溉条件等温最高，平均气温约23℃，最高气温35℃，极端最高对土壤温度的影响展开研究，比较有代表性的研究气温可达36.1℃，全年平均气温2～4℃，全年积温如齐鹏春等指出秸秆覆盖可平抑冬小麦地温的变化2300～2800℃，全年平均降水量569.1mm，夏季降［11］幅度，江才伦等发现中耕柑橘的土壤温度明显高水量占全年降水量的60%，无霜期115～145d。本［15］于其他

7、几种土壤管理方式，刘洪波等的研究表明试验区犁底层大约为40cm，为黑土，40cm～60cm收稿日期:2014-07-22修回日期:2014-08-27*国家自然科学基金资助项目(51279031)、黑龙江省自然科学基金资助项目(E201241)、教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目和黑龙江省杰出青年基金资助项目(JC201402)作者简介:付强，教授，博士生导师，主要从事农业水土资源系统分析和节水灌溉等研究，E-mail:fuqiang0629@126．com第12期付强等:北方高寒区不同覆盖条件下土

8、壤温度差异性分析153为粘质黄土，60cm以下为粘质黑土。象数据采用试验田安装的自动气象站观测。自2013年11月1日起对所有观测点进行观测，观测间隔为1h，直至2014年4月30日观测结束。另外，2013年10月30日采用土钻在各地块内20、40、60、100、140cm深度各取3个土样，用于观测土壤各项参数(表1)，所有数值均为3个样本的平均值。图1试验区地理位置图Fig．1Geographiclocationofexperimentalzone1.