陈德军，周黎勇，李 萌，，贺 蕾

(1.新疆水利水电科学研究院，新疆 乌鲁木齐830049;2.新疆农业大学，新疆 乌鲁木齐830052)

温度变化对农业生产影响很大，而土壤温度是改变植物所受温度变化的基础，是植物保持根系活力的重要因子。所以，研究香梨地土壤温度的变化规律，能为生产实践中人工调控果树生态环境提供理论依据，明确香梨不同生长期内生理指标的变化特征，为香梨生命健康诊断提供参考，有利于提高香梨生长生产效率。文旨在通过研究不同灌溉定额条件下香梨地土壤温度的变化规律，并着重分析不同生育期、不同土层深度和不同水分条件下的地温变化规律，以期在土壤水热变化规律的基础上更好地开展生产实践。张治通过在新疆库尔勒市开展了棉花膜下滴灌田间试验，设置了不同灌溉处理和地表覆盖情况的试验小区，对土壤水热状况进行了监测和对比，结果表明:气象条件、土壤水分、地膜和棉株覆盖等因素综合影响棉花生育期地温分布规律。［1］李毅根据新疆某灌区玉米田地温和气温的连续动态监测资料 ，分析了覆膜与不覆膜条件下不同观测时刻地温的时空变化特征发现其变化规律与深度之间有很好的相关性 ，从而使科学地预报该地区剖面地温成为可能。［2］谢美玲通过对滴管条件下红枣地温研究结果表明:土壤越深地温随时间变化越缓慢、越滞后、幅度越小;阴雨天覆膜地温比不覆膜要高且土壤越浅受降雨影响越显著。［3］冬春季地温与三叶期—拔节期冬小麦密度呈正相关，与理论产量呈显著正相关关系，与籽粒茎秆比亦呈正相关趋势。［4］目前对干旱区香梨土壤温度土壤温度的研究并不完善，本文旨在讨论不同灌水技术下香梨土壤温度的变化规律。

1 材料与方法

1.1 试验条件

试验地点位于新疆巴音郭楞蒙古自治州水利管理处重点灌溉试验站，该试验站位于库尔勒市尉犁县城30 km处，海拔892 m，年降水量20～80 mm，年蒸发量2 000～2 500 mm;10℃以上积温3 950℃ ～4 500℃，无霜期180～215 d;湿润度小于0.33，为纯灌溉农业。作物生长季节干旱少雨，土壤为砂壤土，田间持水率 16.8%，pH 值 8.0，有机质含量 12.52 g/kg，全氮 0.84 g/kg，碱解氮 58.69 mg/kg，速效磷 9.67 mg/kg，速效钾 138.74 mg/kg。

试验于2014年3月开始进行，试验区面积0.24 hm2，试材为生长势和树体大小较为一致的11年生香梨树，株行距为4m×6m，折合密度420株/hm2。

1.2 试验设计

香梨不同灌溉方式比较试验在大田中进行，设置两个处理，分别为滴灌、微润灌，每个处理选择2行，每行4棵果树。处理1:采用滴灌灌溉方式，滴灌带带状铺设在地表，以香梨树为中心，左右(距离1 m)各铺设一根滴灌带，滴头流量3.2 L/H，滴头间距25～30 cm，灌溉定额700 m3/MU;处理2:采用微润灌溉方式，采用带状铺设，铺设四条微润管，以香梨树为中心，左右(距离0.5 m、1 m)各铺设两根微润管，微润管铺设于地下25～30 cm，采用续灌的方式供水，6 m水头供水(5月25日－8月20日)，4 m水头供水(8月21日 －10月10日)。对照处理采用当地大水漫灌灌溉定额14 400 m3/hm2，生育期共灌水6次(见表1)。

表1 试验处理表

1.3 试验内容与方法

1.3.1 土壤含水率

(1)测定位置、时间的确定:采用中子仪测定土壤水分，每个处理布置5根中字管，埋深为1.2 m。按照试验方案灌水，灌水前测定土壤水分，并且每10天测定1次水分，不论试验处理是否灌水，各试验处理均需同时测定，灌水前后加测。测量深度 20 cm、40 cm、60 cm、80 cm、100 cm。

(2)测前准备:用中子仪测定土壤水分，每次测定前要检查中字管内是否有水，如果有水，要将管内水处理干后才能测定。

(3)测定方法:用方凳加工一个高位40cm的底座(方凳中心开一个能放中子仪探头大小的孔)，底座放在检测中子仪的正上方，把中子仪放在底座上，测定前先测标准基数，一天至少测定一组，每组10个基数，中子仪读数时间间隔设置为16秒，测定前把探头从底座开孔位置放入待测中子管的准确测量深度，每个深度读取2组数字。

(4)标定中子仪:在6月，7月，8月，取土测定土壤含水量，同时用中子仪监测，生育期结束，测定不同土层土壤容重，标定中子仪。

1.3.2 土壤温度

采用套装曲管地温计，地温计均埋设在树东侧距主干30cm处，于第一次灌水后开始到香梨采收，每天测定一次，测定时间为晚上 18:00，测定层次为5 cm、10 cm、15 cm、20 cm和25 cm五个深度。

2 结果与分析

2.1 不同土层土壤温度随土层深度变化特征

通过套装曲管地温计监测三个水分处理5 cm、10 cm、15 cm、20 cm和25 cm土层土壤温度变化可以看出各处理土壤温度随土层深度变化效果均很显著(如表2所示)。三个处理的土壤温度高低基本上都是随深度的增加而降低，土壤温度与土层深度具有很好的线性关系，并且滴灌条件下的水分处理的相关系数均要高于对照处理和微润灌处理。

表2 某一时段土壤温度随土层深度变化

2.2 不同土层土壤温度随土壤含水量变化特征

根据实验方案，在各个生育期选择一个灌水周期进行土壤含水量的测定，并在香梨果粒膨大期取一周时间连续测定其土壤含水量。在果实膨大期内，20 cm土层深度微润灌处理的平均含水量低于其他处理，但含水量阶段变化的幅度最小。用二次函数进行回归分析发现(如表3所示):土壤温度与含水量具有较好的显著性，含水量对土壤温度的变化有一定的影响作用，说明灌水对土壤温度的变化起到很大的影响，不同灌水定额能够增加或者降低地温。

表3 连续取土周土壤温度随土壤含水量变化

图1 同一深度下不同水分处理土壤温度变化

2.3 不同水分处理下同一土层土壤温度变化特征

按照梨树整个生命周期内茎干生长变化过程，将梨树生长分为花期(4月9日－4月25日)、坐果期(4月26日－7月8日)、果粒膨大期(7月9日－8月10日)、果实成熟期(8月11日－9月12日)4个生长阶段。分析不同生长阶段下梨树土壤温度变化特征。本试验按照当地地面灌溉方式，分别设滴灌处理、微润灌处理和对照处理3个不同的水分处理，灌溉周期分别为5 d，10 d和15 d。对照处理采用当地大水漫灌灌溉定额14 400 m3/hm2，生育期共灌水6次。分析不同水分处理下各土层土壤温度的变化规律。

图1反映不同水分处理下同一深度土壤温度变化特征。由图1可知，5 cm、10 cm、15 cm、20 cm和25 cm深度下各处理土壤温度平均值最大差值为 1.9℃、0.6℃、1.1℃、0.8℃、0.3℃。这是由于土壤表层受气温的影响较大，各水分处理之间土壤温度的波动比较大，然而随着土层的加深，土壤温度的波动越来越平缓，同时深层土壤温度受灌水的影响较大。其中，对照处理的土壤温度最高，各个深度的土壤温度的平均值为:24.1℃、22.9℃、22.9℃、21.8℃、20.9℃。微润灌处理的土壤温度最低，各个深度的土壤温度的平均值为:22.9℃、22.3℃、21.8℃、21℃、20.6℃。由此可见不同水分处理下各土壤层的土壤温度不仅受到大气条件的影响，灌水定额也在一定程度上影响着土壤温度的变化波动。各土层根据灌水方式的不同，地温也有一定的规律性。具体表现为对照处理地温最高，微润灌处理地温最低，滴灌处理居中。

3 结语

不同水分处理总体上对5～25 cm土壤温度影响明显，各水分处理对5个深度测得的土壤温度平均值以对照处理最高，微润灌处理最低，滴灌处理居中。说明各个水分处理都能在不同程度上起到增加土壤温度的作用。各水分处理土壤层度从5～25 cm土壤温度平均值的总变化差值分别为:2.9℃、3.2℃、2.3℃和 2.9℃。说明不同水分处理下土壤温度随土层的深度增加而降低。不同水分处理对5cm深度土壤温度影响大于其他深度，5cm土层深度上滴灌处理、微润灌处理分别比对照处理土壤温度平均值高出0.3℃和 －0.9℃。各处理的土壤温度高低基本上都是随深度的增加而降低，随土层深度变化效果均很显著。土壤温度与含水量具有较好的显著性，含水量对土壤温度的变化有一定的影响作用，说明灌水对土壤温度的变化起到很大的影响，不同灌水定额能够增加或者降低地温。

通过以上结果分析表明，选择不同的灌溉制度的滴灌灌水技术是调节保护土壤温度的有效措施，它使土壤蒸发的上表面发生了改变，改变了土壤湿润体，影响了土壤水分的垂直蒸发。不同水分处理的滴灌技术都能在不同程度上提高土壤温度，选择合适的灌溉制度对香梨各生育期土壤温度的调节有很大的作用。由于本实验采用液体温度表，观测时可能由于仪器本身给观测结果带来一定的误差，所以对香梨土壤温度的变化规律有待进一步的研究。

［1］张治，田富强，钟瑞森，等.新疆膜下滴灌棉田生育期地温变化规律［J］.农业工程学报.2011，01:44－51.

［2］李毅，邵明安，王文焰，等.玉米田地温的时空变化特征及其预报［J］.水利学报.2003，01:103－108.

［3］谢美玲，董新光，刘锋，等.滴灌条件下红枣林地地温变化规律［J］.节水灌溉.2012，03:25－28+32.

［4］王春玲，申双和，王润元，等.中原地区地温对冬小麦发育期、生长量和产量的影响［J］.干旱气象.2012，01:66－70.