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行业动态

土壤水分作物之间的关系

2017-08-08 00:00:00   来源:    点击:809   喜欢:0

1.土壤
   土壤特征影响到作物种类及品种的选择,以及灌溉和水肥一体化方案的制定和实施。

2.土壤组成
   一般来说,土壤由三部分构成:砂粒、粉粒和粘粒。这些成分的相对含量会影响到土壤质地和土壤的持水量。
在大多数的土壤类型中,小颗粒形成较大的颗粒,称为复粒。复粒相互粘结,形成土块。土壤颗粒、复粒和土块间有许多孔隙。

3.土壤质地
   土壤中孔隙的分布非常重要。孔隙被定义为两种类型:小孔隙和大孔隙。小孔隙一般被称为“毛管孔隙”。在砂质土壤中,孔隙度持久并稳定,在粘性土壤中,孔隙度随土壤湿度的变化而变化。
   土壤持水力受土壤质地和土壤类型的影响。比如:在偏砂性土壤中,15%的土壤含水量可以满足作物正常生长的需要,而中性土壤中同样的含水量只处于作物需水临界点,粘性土壤中则不能满足作物生存的需要。
   水被固定在土壤孔隙中,与周围的土壤颗粒表面形成水膜。当土壤由于渗透、蒸发和根系吸收而变干时,大孔隙中的水首先被吸收,同时小孔隙中的水也被吸收。当作物需水时,首先从大孔隙中吸收水分。
   土壤颗粒的保水机制主要基于颗粒表面的保水性。砂粒、粉粒和粘粒相互粘结和聚集,形成土壤结构。良好的土壤结构比紧实的结构具有更多的土壤空隙和更好的保水性。
   壤土具有更好的持水性(它由很多的小颗粒组成,具有更大的表面积)。偏砂性土壤持水性较弱(其主要由大颗粒组成,表面积较小)。
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土壤结构在两个方面影响灌溉方案:

• 它决定了土壤吸水的快慢。因为其影响了滴头流量的选择和滴头间距的确定,因此在滴灌系统设计前就要了解。
• 它决定了根区蓄水量的多少,以及可供给作物吸收的有效水数量。
1.土壤含水量
   了解水、土壤、作物之间的关系非常重要。以下三种状态对作物的影响很大。
2.饱和持水量
   土壤中所有的孔隙都充满了水。
3.田间持水量
   田间持水达到最大值。土壤达到不再随田间渗漏损失水分的平衡点。这种条件最适宜作物的生长,因为,根系很容易从土壤中吸收水分,同时,土壤通风透气性好,利于根系的呼吸。
4.萎蔫点
   这种情况是指根系无法从土壤吸收水分的下限。超过萎蔫点,作物不能存活,作物萎蔫不可逆转。

5.有效水
   有效水是介于田间持水量和萎蔫点之间的土壤含水量。田间持水量是指田间持水量达到最大值。萎蔫点是指田间持水量达到维持作物生存所需水量的最小值。

6.土壤盐碱度
   在土壤溶液中的盐浓度越高,可以通过它的电流就越大。因此,饱和提取液的电导率(EC)被用作测量土壤盐分的指标。
依据土壤盐分及浓度对土壤进行分级,以评估作物对过量盐分的忍耐性,主要是基于土壤提取液在25℃时的电导率(ECe)。

7.土壤pH值
   土壤pH值被用于测定土壤酸碱度。pH值是指溶液中氢离子(H+ 或更准确的说 H3O+)浓度的负对数(以10为基数)。
在水中,pH值一般在1-14之间,7为中性。
   PH值低于7显酸性,高于7显碱性。
   土壤酸碱度被认为是土壤中的一个主变量,因为它控制着许多化学反应。它通过控制营养物质的化学形态,影响作物养分的有效性。大多数作物pH值的最佳范围在5.5到7之间,但许多植物在这个范围之外,也能适应并旺盛生长。

理想的土壤条件
   排水良好、土层深厚、壤土层含有充足的空气(10-12%),地下水位离地表1.5-2米,土壤容重在1.4克/立方厘米,有效水含量在15%(每米的土层深度含有15厘米的水层)或更多,被认为是最佳的土壤条件。
• 土壤的化学性质,如酸碱度和低肥力,可以容易地利用滴灌系统精准施肥或注酸的方式,进行调整或控制。
• 尽管土壤质地较差的土壤很难改善,并通常被视为作物生长的限制要素,但是,滴灌系统可以通过精准灌溉、控制灌溉频率和灌溉方案来克服这种困难。
土壤分析
   土壤分析对制定一个合适的灌溉和水肥一体化方案是非常必要的。通过土壤分析,可以确定滴灌管的类型(滴头间距和流量)和滴灌管的间距。
所需工具:
• 2个10升(2.5加仑)容量的桶
• 一把锄头或铲子
• 一把土钻
采集土样:
• 沿地块对角线,每50-100米取一个土样点,取样点的数量取决于地块的大小;
• 每个取样点取2个土样:一个取0-30厘米(0-1英尺)深度的土层,另一个取30-60厘米深度的土层(1-2英尺);
• 将所有浅土层的土样放置一个桶内,深土层的土样放入另一个桶;
• 把每一桶内的土样充分混匀;
• 每桶取1.5公斤(3英镑)的混合土样,分别放入密封塑料袋中;
• 对两个密封袋分别标记必要的标示信息和取样深度;
• 在随寄的文档中,标记需要检测的参数;
• 把土样寄送至经当地相关部门认证的实验室进行检测。
8.土壤调查
   在新的项目地中,土壤调查是必不可少的。这对评估土壤的持水能力和土壤水分下渗的情况非常重要。
土壤调查的内容包括:
• 根据地块大小及不同的土壤特征,使用反向铲在田间选定点挖掘多个点;
• 这些挖掘点需挖掘足够的深度,以便展示土壤的横截面,展现土层的变化,深度一般达到2米(7英尺),这取决于种植作物的类型;
• 每个挖掘点需取3个土样——表层、中层、深层。每个土样分别装袋和鉴定;
•土样寄往经权威部门认定的实验室,进行分析鉴定。
9.水量平衡
   通过追踪每日水分的增加和损失,并保持水分平衡,来计算每天作物的水分供给量。水分损失是由作物吸收利用和土壤蒸发和渗漏(渗流)造成的。水分增加是由灌溉和降雨造成的。
   维持水量平衡的目的是为了通过灌溉,补充作物消耗的水,保持土壤湿度达到最佳状态。了解作物需水量是进行水量平衡的基本要求。
   作物耗水量也叫蒸散量(EVT)。蒸散量是指土壤蒸发和作物吸收用于蒸腾的水量损失之和。作物耗水量取决于作物生长时期和天气情况。通常,作物在炎热和干旱的条件下,需水量更多。风速和云量也对蒸发速率有影响。
   通过水量平衡的方法灌溉相对简单,但是必须考虑作物的生长时期和环境条件,如雨水。
   为更有效的灌溉,种植者需要测定蒸散量(EVTc)来统计作物用水量。作物日常需水量(EVTc)的计算是通过每个时期,参照作物的日蒸散量(EVTo),乘以作物系数(Kc)获得。参照作物的蒸散量(EVTo)可以通过气象数据或统计标有刻度蒸发盘的水分蒸发量来获得。这两种方法都是从一个特定区域的环境蒸发量给出一个近似值。实际的蒸发盘依然在很多地方被应用。然而,近年来对基于气象数据的EVTo估测越来越多,这些气象数据包括:气温、相对湿度、风速和太阳辐射,利用Penman-Montieth公式计算蒸发量时,涉及到这些变量。
   实际作物的耗水量通常与参照作物的蒸散量(EVTo)并不完全一致。首先,作物通过气孔的开合(叶面的小气孔,用于维持植株体内水分在适当水平)调节作物需水量。作物的实际耗水量与蒸发盘的蒸发量的差异被称为作物系数(Kc)。作物的蒸散量,用EVTc表示,可以通过EVTo利用以下公式计算获得。

10.蒸发盘
  蒸发盘盛上水,以用于观察特定区域的蒸发量。这种蒸发盘有多种形状和大小,通常为圆形。最著名的蒸发盘为A级蒸发盘。通常蒸发盘配有自动水位传感器,并且附近有一个小型气象站。
   圆形蒸发盘的直径为47.5英寸(120.7厘米),深度为10英寸(25厘米)。蒸发盘被小心安置在水平地面上,下部铺设木底板,通常附上铁丝网围栏,以防止有动物从中取水。
   蒸发量的测定是指每日同一时间测定蒸发盘中水的深度。测量开始当天,蒸发盘盛满水,水面离蒸发盘顶部间距为2英寸(5厘米)。24小时后,统计蒸发量后再次把水补至离顶部5厘米(2英寸)。
   如果在24小时内产生降雨,则在计算每日蒸发量时需考虑这部分水量。如果降雨量超过了蒸发盘容积,应倒掉容器中多余的水,重新设置蒸发盘内的水平面,以保证未来24小时的蒸发量测量。
A级蒸发盘不能应用在降雨量超过容器容积的日子里。
当蒸发盘内水结冰时,不能用A级蒸发盘测定蒸发量。
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11.土壤张力计
   当张力计埋在土中,水可以通过张力计的陶瓷头进入或移除管内。当土壤干燥时,水通过张力计的陶瓷头被吸出,张力计内部形成部分真空,可以通过真空表读数读出。当土壤由于降雨或灌溉导致比较湿润时,水回流进张力计,张力计真空度下降,真空表读数也会降低。
土壤张力计的组成
   土壤张力计由多孔陶土头、集气管、真空表和其它附件组成。

土壤张力计的安装
a.  在需要测量土壤水势(墒情)的地方,用一直径20毫米的钻孔器打孔至所需深度,然后往孔中加少许泥浆,垂直插入张力计,使陶土头与土壤紧密接触,在周围填土捣实,并注入少许水,使松散土沉实,不能有间隙,保证雨水或灌溉水不会沿管壁下渗而失去代表性。
b.  除去集气管上端的螺旋盖和橡皮塞,然后由注水口加满蒸馏水,塞紧橡皮塞,拧紧螺旋盖,不能漏气。
c.  安装好的张力计经过2天时间的稳定,仪器内的水与土壤水就可产生水力联系,便可进行使用。
d.  在选择张力计埋设地点时,针对每一种主要作物或品种,以及不同的土壤类型或果园,需设置两个埋设点。避免埋设点地势过高或过低,避免水位下渗较轻的地点,避免不能代表整个地块或果园的地点。
张力计读数代表什么含义?
a.  真空表读数一般以千帕为计量单位,从0 到 -100 千帕。
b.  张力计正常操作时读数接近于-75 千帕。读数为0千帕时,表明土壤水量饱和,根系缺乏氧气。
c.  当土壤湿度在以下数值以上时,植株生长良好:
• 土壤质地粗糙的土壤,-30千帕 到 -40 千帕 (砂型土壤).
• 中性或粘性土壤,-50 千帕到 -60 千帕
d.  当读数超过-70千帕时,表明土壤干燥,抑制了作物生长。
土壤张力计的读数
a.  灌溉完成后,质地轻的土壤需3-4小时后、质地重的土壤需10-12小时,重力水会移动稳定,这时的读数可以代表此时的土壤张力。
b.  黄色:表示水分太多,土壤的透气性差。当指针长时间处于这个范围内时,作物不能正常生长,需要排水。
c.  绿色:土壤水分状况最佳。对于大部分温室栽培的经济作物来说,在这个范围内生长最好,不需要灌溉。
d.  蓝色:土壤水分状况良好。对于大部分露天栽培的经济作物来说,在这个范围内会生长良好,不需要灌溉;对于温室作物来说,当张力计指针到了这个范围后就需要灌溉了。
e.  红色:土壤水分状况差。对于大部分经济作物来说,都需要灌溉,否则会影响产量和品质。
土壤张力计使用的注意事项
a.  仪器的使用范围上限为0.084兆帕,超过此限度时,仪器内的水会逐渐汽化或因陶土头管壁的水膜破裂而漏气,使仪器失去作用。
b.  在使用仪器的过程中,必须注意集气管中的空气容量,不能让空气容量低于真空表的出口,否则就要重新加满水。加水时应注意不要把埋好的陶土头与土壤有松动,否则就要重新埋没。
c.  真空表与集气管连接采用螺旋与胶粘接而成,不要转动真空表避免漏气。
d.  本仪器采用水传导,当气温下降至冰点前应将仪器撤离。
e.  陶土头切忌沾油污和其它阻碍透水物质,以免堵塞微孔,仪器失灵。
f.  在向集气管注满水后,盖橡皮塞时,应缓缓按入,将多余水慢慢从陶土头渗出,切不可将橡皮塞快速按入,否则仪器内将产生强正压力。
g.  所有的土壤张力计必须有鲜明的标记,避免在田间穿梭、劳作或耕作过程中的损坏。  
张力计的张力在一段时间内没有增加,可能的原因
a.  可能是根系受伤或腐烂。
b.  土壤溶液中的盐浓度过高,引起土壤中矿物质积累(可能是肥料施用量计算错误或用量过多。)
c.  气体渗入到陶土头中(张力计破裂)
d.  陶土头没有检查和清洁,表面被阻塞物阻挡。

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