摘要: 本研究以广西免耕、耕作、免耕秸秆覆盖、耕作秸秆覆盖4种不同耕作处理的甘蔗种植区为研究对象，通过对试验区土壤水分及气象数据的长期监测，结合室外采样、室内试验及数据统计分析得出不同耕作措施对土壤水分及土壤水分对降雨响应的影响，揭示耕作及... 展开 本研究以广西免耕、耕作、免耕秸秆覆盖、耕作秸秆覆盖4种不同耕作处理的甘蔗种植区为研究对象，通过对试验区土壤水分及气象数据的长期监测，结合室外采样、室内试验及数据统计分析得出不同耕作措施对土壤水分及土壤水分对降雨响应的影响，揭示耕作及秸秆覆盖方式对土壤水分的作用，为提高喀斯特地区土壤水分利用效率和作物抗旱能力提供理论依据。主要研究结果如下： （1）阐明了不同耕作处理下土壤水分变化特征。覆盖和不覆盖条件下，耕作处理的各深度土壤含水量均高于免耕处理，且耕作处理的土壤水分亏缺度小于免耕处理。免耕条件下，覆盖处理的表层土壤含水量高于免耕处理，10-30cm层和30-50cm层土壤含水量大小呈现交错分布，覆盖处理的土壤水分亏缺度低于不覆盖处理。耕作条件下，覆盖处理的土壤含水量高于不覆盖处理，水分亏缺度低于不覆盖处理，差异显著。因此在广西甘蔗种植区实施耕作秸秆覆盖措施有利于提高土壤的保水能力，促进甘蔗的生长。 （2）揭示了不同耕作处理下环境因子对土壤水分的影响。气温是影响土壤水分的最主要因素，而耕作和秸秆覆盖方式通过改善土壤结构和下垫面条件来改变环境对土壤水分的影响，主要表现为土壤水分对降雨及气温的响应程度。在覆盖和不覆盖条件下，耕作处理与降雨及气温的相关程度均达到显著水平（P＜0.05）。免耕和耕作条件下，不覆盖处理对气温及降雨的相关程度高于覆盖处理。由此可见，耕作处理增强了外界环境对土壤水分的影响程度，使土壤的蒸发和降雨入渗能力得到增强，而秸秆覆盖则削弱了这种影响，因此，耕作与秸秆覆盖相结合的耕作措施能够降低土壤无效蒸发，增加降雨入渗效果。 （3）明确了不同耕作处理下土壤水分的降雨响应过程。土壤水分对降雨的响应程度随土壤深度的增加而降低。在不同的降雨条件下，耕作和耕作覆盖处理的各层次土壤水分与降雨同步性强更好，对降雨的响应更为强烈，土壤含水量均值及峰值均高于免耕和免耕覆盖处理，在降雨发生时水分能够快速入渗，并迅速向下传递，从而使土壤各层次水分对降雨有明显的响应过程，而免耕及免耕覆盖处理的降雨入渗能力较弱，对降雨的响应程度不明显。因此，耕作及耕作覆盖处理均能够显著增加土壤水分对降雨的响应程度，从而有利于降雨对土壤水分的补充。 （4）阐述了不同耕作处理下土壤水分的衰减过程。一次降雨过后，土壤水分会随土壤蒸发及植物蒸腾作用迅速降低，且不同耕作处理的土壤水分损失随深度的增加而降低。不覆盖条件下，免耕处理的土壤水分消退速率较缓，土壤保水性更好；覆盖条件下，免耕的0-10cm和10-30cm的土壤水分损失率更高，耕作30-50cm土壤水分损失率略高于免耕。免耕条件下，覆盖处理0-10cm和30-50cm层土壤水分损失率略低于不覆盖处理，而10-30cm土壤水分损失率高出不覆盖处理13.9%。耕作条件下，覆盖处理各层土壤水分损失率均低于不覆盖处理，说明覆盖处理的保水能力更强。综上，耕作覆盖处理保水性能更好，在长期干旱情况下能够显著减少土壤的无效蒸发，减少土壤水分损耗。 收起