賈 浩，李文昊，王振華，丁宏偉，許 虎

(1.石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院，新疆石河子832000;2.現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子832000)

干旱半干旱地區(qū)的土壤蒸發(fā)導(dǎo)致了大量水分的損失，從而限制了旱作農(nóng)業(yè)的作物產(chǎn)量［1］。在這種環(huán)境條件下，人們采用農(nóng)業(yè)措施來(lái)減少土壤水分的損失。覆膜保墑技術(shù)與節(jié)水灌溉技術(shù)的有機(jī)結(jié)合在我國(guó)北方干旱區(qū)廣泛應(yīng)用，不僅提高了灌溉水利用效率，還可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高效用水［2-3］。農(nóng)膜覆蓋耕作具有明顯的節(jié)水、保溫、增產(chǎn)、控鹽等特點(diǎn)［4-5］，但覆膜保墑技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得我國(guó)地膜使用量和覆膜面積不斷增加［6］，目前我國(guó)農(nóng)膜使用量累計(jì)達(dá) 1.362×106t，覆膜面積已達(dá) 17 657.0 萬(wàn) hm2［7］。農(nóng)膜殘留回收機(jī)制不健全，每年農(nóng)膜殘留量占總使用量的30%以上［4］，而普通塑料地膜在土壤中可殘留百年之久，極難在自然條件下降解［8］。多年農(nóng)膜覆蓋耕作將導(dǎo)致土壤中農(nóng)膜殘留不斷累積，會(huì)致使土壤過(guò)水孔隙堵塞，土壤總孔隙度減小，土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)破壞，土壤入滲阻力增加［9-12］，也會(huì)使土壤密度降低、田間蓄水量減少［13］，最終導(dǎo)致作物減產(chǎn)［14］。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，由塑料地膜造成的污染所導(dǎo)致的減產(chǎn)幅度將逐步達(dá)到和超過(guò)其保溫、保濕等作用帶來(lái)的增產(chǎn)幅度。

使用可降解地膜是解決普通地膜“白色污染”的一種有效途徑。目前大量研究結(jié)果表明，可降解膜覆蓋具有普通地膜覆蓋的相同效果，比如減少土壤蒸發(fā)、保墑蓄水、平衡地溫等［15-18］，亦有改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力、減輕土壤鹽漬化等綜合效應(yīng)［15，19-21］。而國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者主要對(duì)光解膜、生物/光降解地膜和生物降解地膜等3種類(lèi)型地膜進(jìn)行研究，其中光降解地膜最早進(jìn)行研究應(yīng)用［22-23］。趙巖等［24］認(rèn)為可降解地膜最終會(huì)代替普通不可降解地膜，但目前可降解地膜和普通塑料地膜會(huì)長(zhǎng)期共存。對(duì)不同厚度和不同材料可降解地膜以及其土壤水分入滲蒸發(fā)特性進(jìn)行了研究［25-26］，發(fā)現(xiàn)塑料地膜更易于阻斷水流入滲通道，降低土壤導(dǎo)水率，改變土壤過(guò)水能力，試驗(yàn)結(jié)果顯示水分下滲速度與土壤中地膜殘留量呈對(duì)數(shù)關(guān)系，當(dāng)殘留量達(dá)到一定量時(shí)，水分運(yùn)移速度將明顯減慢［23］，將導(dǎo)致水分入滲速率顯著降低［27］。另外，不同殘膜埋深對(duì)土壤水分入滲也產(chǎn)生一定影響，總體上農(nóng)膜殘留會(huì)阻滯土壤水分遷移［28］。但隨著土壤中殘膜持續(xù)增加，也可能導(dǎo)致殘膜區(qū)土壤大孔隙比例增加，產(chǎn)生優(yōu)勢(shì)流，如李元橋等［29］研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)殘膜達(dá)到720 kg·hm-2時(shí)，殘膜區(qū)產(chǎn)生優(yōu)勢(shì)流。

目前對(duì)于農(nóng)膜殘留影響土壤水遷移的機(jī)理研究較多，對(duì)于可降解地膜的研究則主要涉及可降解膜增產(chǎn)、增效以及不同種類(lèi)和厚度等方面，對(duì)于可降解地膜覆蓋對(duì)土壤蒸發(fā)速率與蒸發(fā)量以及蒸發(fā)過(guò)程中水分再分布的研究相對(duì)有限，更缺乏可降解地膜在強(qiáng)烈蒸發(fā)、稀缺降雨和強(qiáng)紫外線(xiàn)環(huán)境的新疆地區(qū)的應(yīng)用研究。本文通過(guò)室內(nèi)土柱進(jìn)行可降解地膜對(duì)土壤水分蒸發(fā)特性影響的研究，設(shè)置紅外燈光連續(xù)和間斷照射來(lái)模擬持續(xù)高溫和晝夜交替狀況下的裸地土壤水分蒸發(fā)，探索可降解膜覆蓋對(duì)土壤水分蒸發(fā)的影響，研究可降解膜覆蓋下土壤水分蒸發(fā)的機(jī)理，為可降解膜覆膜滴灌技術(shù)的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，并篩選適合干旱區(qū)、綠洲灌區(qū)應(yīng)用的完全生物降解地膜類(lèi)型，為進(jìn)一步推廣應(yīng)用可降解地膜提供參考，以期解決殘膜污染問(wèn)題，保障綠洲灌區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

室內(nèi)土柱試驗(yàn)于2017年5-11月在現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室暨石河子大學(xué)節(jié)水灌溉試驗(yàn)站進(jìn)行。土柱試驗(yàn)所需的材料為采自石河子市121團(tuán)的土壤，其土壤物理參數(shù)見(jiàn)表1。試驗(yàn)所用馬氏瓶高65 cm，容積5 102.5 cm3;土柱為5 mm厚有機(jī)玻璃管制作而成，半徑10 cm，高35 cm;遠(yuǎn)紅外燈為275 W;蒸發(fā)皿半徑與土柱相同;精密臺(tái)秤型號(hào)為FG-30KAM(精度0.0001 kg);供試完全生物降解地膜(廣州金發(fā)科技股份有限公司)均已在新疆地區(qū)市場(chǎng)銷(xiāo)售且大面積應(yīng)用，聚乙烯普通塑料地膜由新疆天業(yè)公司生產(chǎn)。

表1 供試土壤物理參數(shù)Table 1 Physical parameters of the tested soil

為使土壤中的水分減少散失，通過(guò)一些措施阻斷土壤與大氣的“熱通道”，比如在土壤表面覆蓋薄膜、秸稈，覆蓋層材料通過(guò)阻隔太陽(yáng)的輻射來(lái)抑制土壤水分蒸發(fā)［30］。本文設(shè)計(jì) 5種覆蓋層:無(wú)膜、PE、3種可降解膜，見(jiàn)表2;同時(shí)設(shè)計(jì)2種輻射方式(連續(xù)輻射和間斷輻射)，在該兩種輻射方式下，各設(shè)計(jì)3種光照高度(20 cm近光照、40 cm中間光照和60 cm遠(yuǎn)光照)，研究各種膜覆蓋的土壤在不同光照環(huán)境下的水分蒸發(fā)特性。試驗(yàn)共30個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，共計(jì)90個(gè)土柱。

將供試土樣按取土次序分層填裝(土樣去除根系枯枝落葉及大粒徑雜質(zhì)后，自然風(fēng)干、碾壓并過(guò)2 mm篩備用)，裝土完成后在土柱土面覆蓋濾紙，在土面分別進(jìn)行滴水入滲和蒸發(fā)試驗(yàn)。其入滲試驗(yàn)裝置如圖1(a)所示，利用馬氏瓶穩(wěn)壓供水，灌水量均為4.8 L，平均滴頭流量0.48 L·h-1，入滲結(jié)束重分布48 h，立即覆蓋供試地膜，打開(kāi)紅外線(xiàn)燈作為光源進(jìn)行蒸發(fā)試驗(yàn)，其試驗(yàn)裝置如圖1(b)所示。蒸發(fā)試驗(yàn)中用275 W遠(yuǎn)紅外燈作為增強(qiáng)光源，為隔斷土柱與外界環(huán)境間溫度交換，在土柱外圍包有一層2 cm厚橡塑海綿，再加一層反射膜。采用稱(chēng)量法測(cè)定土柱蒸發(fā)質(zhì)量，測(cè)定時(shí)間分別為蒸發(fā)開(kāi)始后的第0、4、8、12、16、24、28、32、36、40、44、48、56、64、72、80、88、96、108 、120、132、144、168、192 h。同步測(cè)量蒸發(fā)皿的水面蒸發(fā)，蒸發(fā)試驗(yàn)期間室溫在18～23℃且不進(jìn)行通風(fēng)，日平均相對(duì)濕度約為35%，平均水面蒸發(fā)量為1.75 mm·h-1。所有數(shù)據(jù)采用MATLAB、SPSS20.0、Origin 9.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)不同處理的土柱累積蒸發(fā)量進(jìn)行方差分析，并采用Rose蒸發(fā)模型進(jìn)行擬合。

圖1 試驗(yàn)裝置Fig.1 Test device

式中，E為土壤水分累積蒸發(fā)量(mm);α為水分?jǐn)U散參數(shù);β為穩(wěn)定蒸發(fā)參數(shù);t為蒸發(fā)時(shí)間(h)。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅外燈光連續(xù)輻射方式下的蒸發(fā)過(guò)程

以紅外燈為熱源加快蒸發(fā)，采用紅外燈光連續(xù)照射來(lái)模擬持續(xù)高溫狀況下的裸地土壤水分蒸發(fā)，同時(shí)通過(guò)紅外燈距土柱的距離，來(lái)模擬不同的高溫環(huán)境，研究其蒸發(fā)特性，分析其土壤水分分布情況，探究覆蓋不同可降解膜對(duì)土壤水分蒸發(fā)過(guò)程的影響。

2.1.1 蒸發(fā)時(shí)間對(duì)連續(xù)輻射下累積蒸發(fā)量的影響

經(jīng)過(guò)分析，對(duì)連續(xù)輻射不同光照強(qiáng)度、不同可降解膜覆膜處理的累積蒸發(fā)量采用Rose蒸發(fā)模型［31］進(jìn)行擬合(表3)，可見(jiàn)各試驗(yàn)方案的R2均在0.97以上，說(shuō)明用Rose蒸發(fā)模型擬合效果較好。

2.1.2 可降解膜覆蓋對(duì)土壤水分蒸發(fā)量與累積蒸發(fā)量的影響 地膜覆蓋改變了土壤與大氣之間的交換界面，阻斷了空氣能量向下的“熱通道”和蒸發(fā)水分向上傳輸?shù)摹八ǖ馈保啬p緩了外加熱源的熱量向膜下傳遞，所以土壤表面的覆膜種類(lèi)不同對(duì)“熱交換”的阻礙作用就不同，即不同覆膜對(duì)土壤水分不同時(shí)刻的蒸發(fā)量和累積蒸發(fā)量影響不同，日蒸發(fā)量、累積蒸發(fā)量都是衡量土壤水分蒸發(fā)強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，因此對(duì)不同覆膜處理下的蒸發(fā)量、累積蒸發(fā)量進(jìn)行對(duì)比分析。

表2 供試地膜的特性Table 2 Characteristics of test film

表3 連續(xù)輻射下各處理Rose蒸發(fā)模型擬合參數(shù)Table 3 Rose evaporation model fitting parameters of each treatment under continuous radiation

不同可降解膜覆膜處理對(duì)土壤水分蒸發(fā)量和累積蒸發(fā)量的影響見(jiàn)圖2，由此可知，各個(gè)覆膜處理下，隨時(shí)間的推移，土壤水分蒸發(fā)量和累積蒸發(fā)量存在很大差異。由圖2(a)CK處理可知，隨著時(shí)間的推移，蒸發(fā)量總體呈下降趨勢(shì)，其中在蒸發(fā)前期近光輻射下蒸發(fā)量變化幅度較大;在遠(yuǎn)光輻射條件下蒸發(fā)量隨時(shí)間的推移出現(xiàn)了較大波動(dòng)。無(wú)覆蓋處理的累積蒸發(fā)量隨時(shí)間的推移總體呈上升趨勢(shì)，在蒸發(fā)試驗(yàn)的36 h之前，3種輻射條件下的累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)幾乎處于相互平行狀態(tài)，隨著時(shí)間的推移，3條累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)之間的差異越來(lái)越小，并且曲線(xiàn)上升的趨勢(shì)變緩，但是整個(gè)試驗(yàn)周期不同條件下的累積蒸發(fā)量表現(xiàn)為:近光輻射＞中間光輻射＞遠(yuǎn)光輻射。由圖2(b)PE處理可知，覆蓋普通塑料地膜使得此處理與CK組明顯不同，但是與其他可降解膜覆膜處理具有相同點(diǎn)，各輻射條件下累積蒸發(fā)量都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且之間的差異隨時(shí)間的推移越來(lái)越明顯，近光、中間光條件下的累積蒸發(fā)量較遠(yuǎn)光條件下分別高72%、50%;而蒸發(fā)量曲線(xiàn)的變化則是先高后降低之后升高，總體呈現(xiàn)“V”型趨勢(shì)。PE處理中隨著時(shí)間的推進(jìn)，其各種光照下累積蒸發(fā)量的增長(zhǎng)趨勢(shì)是近光輻射＞中間光輻射＞遠(yuǎn)光輻射;針對(duì)每段時(shí)間的蒸發(fā)量曲線(xiàn)，近光輻射曲線(xiàn)在中間光輻射曲線(xiàn)之上，遠(yuǎn)光輻射在最下部。由圖2(c)BD1、(d)BD2、(e)BD3處理可知，累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)在蒸發(fā)試驗(yàn)初期，中間光輻射與遠(yuǎn)光輻射曲線(xiàn)有交叉，這說(shuō)明蒸發(fā)4～8 h之內(nèi)，由于覆膜的作用，遠(yuǎn)光輻射條件下的土柱土壤水分的蒸發(fā)強(qiáng)度大于中間光輻射下的蒸發(fā)強(qiáng)度。其3種可降解膜覆膜處理累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)與PE處理中各輻射條件下趨勢(shì)相同，但也有不同，可降解膜處理的近光輻射下的累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)大致呈對(duì)數(shù)形式，同時(shí)這與CK對(duì)照組中累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)完全不同。在同一輻射條件下，圖2(d)BD2處理中的3條累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)的增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯弱于其他兩種可降解膜處理。累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)時(shí)間的點(diǎn)的切線(xiàn)代表此時(shí)刻的蒸發(fā)速率，所以切線(xiàn)斜率越大此刻的蒸發(fā)速率就越大。由圖2(c)BD1處理中可知，近光、中間光條件下的累積蒸發(fā)量較遠(yuǎn)光條件下分別高63.6%、56.5%;圖2(d)BD2處理可知，近光、中間光條件下的累積蒸發(fā)量較遠(yuǎn)光條件下分別高64.3%、50%;圖2(e)BD3處理可知，近光、中間光條件下的累積蒸發(fā)量較遠(yuǎn)光條件下分別高37.9%、28%。

2.1.3 光照輻射對(duì)土壤水分累積蒸發(fā)量的影響

由圖3可知，在連續(xù)近光輻射下，各個(gè)處理的累積蒸發(fā)量都隨時(shí)間的推移逐漸增加，其趨勢(shì)幾乎相同，但是PE處理累積蒸發(fā)曲線(xiàn)與其他處理有差距，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程中，平均累積蒸發(fā)量較其他處理低5 mm，這主要是普通塑料地膜對(duì)強(qiáng)光的反射作用強(qiáng)，導(dǎo)致吸收的光熱略少，土柱溫度低，蒸發(fā)不太強(qiáng)烈;在連續(xù)中間光和遠(yuǎn)光輻射條件下，各個(gè)處理的累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)變化趨勢(shì)大致相同，其中遠(yuǎn)光輻射下的各覆膜處理蒸發(fā)強(qiáng)度低于中間光輻射。由于對(duì)照組未進(jìn)行覆膜，所以其蒸發(fā)曲線(xiàn)增長(zhǎng)速度大于其他處理。

2.2 紅外燈光間斷輻射方式下的蒸發(fā)過(guò)程

以紅外燈為熱源加快蒸發(fā)，采用紅外燈光間斷照射來(lái)模擬晝夜交替狀況下的裸地土壤水分蒸發(fā)，同時(shí)通過(guò)紅外燈距土柱的距離來(lái)模擬不同的溫度環(huán)境，研究其蒸發(fā)特性，分析其土壤水分分布情況，探究覆蓋不同可降解膜對(duì)土壤水分蒸發(fā)過(guò)程的影響。

2.2.1 蒸發(fā)時(shí)間對(duì)間斷輻射下累積蒸發(fā)量的影響

圖2 各處理土壤水分蒸發(fā)量(虛線(xiàn))和累積蒸發(fā)量(實(shí)線(xiàn))隨時(shí)間變化曲線(xiàn)Fig.2 Changes in soil water evaporation(dotted line)and cumulative evaporation(solid line)with time under different treatments

經(jīng)過(guò)分析，對(duì)間斷輻射下不同光照強(qiáng)度、不同可降解膜覆膜處理的累積蒸發(fā)量同樣采用Rose蒸發(fā)模型進(jìn)行擬合(表4)，可見(jiàn)各試驗(yàn)方案的R2均在0.97以上，說(shuō)明用Rose蒸發(fā)模型擬合效果較好。2.2.2 可降解膜覆蓋對(duì)土壤水分蒸發(fā)量與累積蒸發(fā)量的影響 不同覆膜處理、不同光照環(huán)境下的土壤水分蒸發(fā)量和累積蒸發(fā)量變化趨勢(shì)如圖4。由圖4(a)CK處理可知，隨著蒸發(fā)時(shí)間的推移，各種光照輻射條件下的累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)以波形(震蕩)呈遞增趨勢(shì)增大，且累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)的斜率幾乎同步變化，但曲線(xiàn)斜率由陡變緩，近光、中間光條件下的累積蒸發(fā)量較遠(yuǎn)光條件下分別高17.8%、11.5%;而各時(shí)間段的蒸發(fā)量總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且各曲線(xiàn)之間的交叉明顯、波動(dòng)較大。由圖4(b)PE處理可知，此處理的累積蒸發(fā)量與未覆蓋塑料地膜處理對(duì)照組對(duì)比明顯，在近光輻射條件下，其累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)以波形(震蕩)逐漸上升，到蒸發(fā)后期曲線(xiàn)斜率幾乎為零;在中間光輻射條件下，累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)的增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯弱于近光輻射條件，且此曲線(xiàn)的“波形”增長(zhǎng)趨勢(shì)不太明顯;在遠(yuǎn)光輻射條件下，其累積蒸發(fā)量小于5 mm，這是因?yàn)楦材?duì)熱量的傳遞有阻礙作用，同時(shí)間斷照射使得熱量不能夠持續(xù)向土壤中傳遞。整個(gè)試驗(yàn)周期的各階段蒸發(fā)量的變化關(guān)系是近光輻射＞中間光輻射＞遠(yuǎn)光輻射，近光、中間光條件下的累積蒸發(fā)量較遠(yuǎn)光條件下分別高70.5%、48.9%。圖4(c)BD1、(d)BD2、(e)BD3處理所得的累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)相同，但是也有差異，同一處理下不同光照輻射下的累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)以不同幅度的“波形”增長(zhǎng)，BD1處理與BD2處理很相似，總體上是近光輻射＞中間光輻射＞遠(yuǎn)光輻射，近光輻射和中間光輻射下的蒸發(fā)量增長(zhǎng)幅度相差不大。隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，3種可降解膜處理在各時(shí)間段的蒸發(fā)量逐漸趨于穩(wěn)定，且在3種光照環(huán)境下差異減小。這可能是由于溫度勢(shì)作用，土壤水分向上運(yùn)移并散失的總量減少，同時(shí)覆膜破壞了土壤毛管的連續(xù)性，下層水分很難上移。由圖4(c)BD1處理可知，近光、中間光條件下的累積蒸發(fā)量較遠(yuǎn)光條件下分別高61.5%、53.2%;由圖4(d)BD2處理可知，近光、中間光條件下的累積蒸發(fā)量較遠(yuǎn)光條件下分別高62.6%、48.6%;由圖4(e)BD3處理可知，近光、中間光條件下的累積蒸發(fā)量較遠(yuǎn)光條件下分別高35.7%、28.0%。

圖3 連續(xù)輻射下光照環(huán)境對(duì)各處理土壤水分累積蒸發(fā)量的影響Fig.3 Effects of light environment on soil moisture accumulated evaporation under continuous radiation for each treatment

表4 間斷輻射下各處理Rose蒸發(fā)模型擬合參數(shù)Table 4 Rose evaporation model fitting parameters of each treatment under intermittent radiation

2.2.3 間斷光照輻射對(duì)土壤水分累積蒸發(fā)量的影響 由圖5可知，在間斷近光輻射下各個(gè)處理的累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)都以“波型”增長(zhǎng)，且增長(zhǎng)幅度與連續(xù)近光輻射條件下大致相同，3種可降解膜覆膜處理的累積蒸發(fā)量隨光照的減弱增長(zhǎng)趨勢(shì)降低，可見(jiàn)隨著光照輻射降低，不同覆膜處理的蒸發(fā)能力下降。雖然紅外燈供熱不連續(xù)，但蒸發(fā)的整體趨勢(shì)與紅外燈連續(xù)供熱方式的趨勢(shì)相似。隨著紅外燈輻射降低，土柱表層的土壤孔隙被不同種類(lèi)地膜覆蓋，從而阻斷熱量的傳輸通道，土壤蒸發(fā)減弱，土壤水分散失較慢。

圖4 各處理不同光照環(huán)境下土壤水分蒸發(fā)量(虛線(xiàn))和累積蒸發(fā)量(實(shí)線(xiàn))隨時(shí)間變化曲線(xiàn)Fig.4 Changes in soil water evaporation(dotted line)and cumulated evaporation(solid line)under different light conditions for each treatment

3 討論

外界溫度對(duì)土柱的水分蒸發(fā)具有重要影響，持續(xù)升溫和間斷升溫都對(duì)土壤水分蒸發(fā)具有顯著影響。采用紅外燈光連續(xù)、間斷照射來(lái)模擬持續(xù)高溫、晝夜交替狀況下的土壤水分蒸發(fā)，同時(shí)通過(guò)紅外燈距土柱的距離來(lái)模擬不同的高溫環(huán)境，得出累積蒸發(fā)量的變化規(guī)律。土壤蒸發(fā)除了受氣象因素和土壤水分影響外，不同的覆蓋層也影響土面蒸發(fā)，主要是覆蓋層改變土壤表面熱量和能量交換，土壤累積蒸發(fā)量隨覆蓋層不同而變化，由此可見(jiàn)，覆膜處理對(duì)累積蒸發(fā)量有顯著影響，尤其是當(dāng)土柱覆蓋可降解膜時(shí)，在近光照條件下其累積蒸發(fā)量與無(wú)膜對(duì)照處理很接近。不同的輻射方式和光照條件下其累積蒸發(fā)量不同。不同覆膜處理的累積蒸發(fā)量與時(shí)間擬合符合Rose蒸發(fā)模型。各擬合方程決定系數(shù)R2均大于0.97，且對(duì)方程和參數(shù)α、β的檢驗(yàn)均達(dá)極顯著水平(P＜0.01)。穩(wěn)定蒸發(fā)參數(shù)β隨著覆膜種類(lèi)、光照環(huán)境、輻射方式的變化而變化，總體變現(xiàn)為:βPE＞βCK＞βBD3＞βBD1＞βBD2。同時(shí)水分子通過(guò)覆蓋層受覆蓋阻力影響，當(dāng)蒸發(fā)試驗(yàn)持續(xù)進(jìn)行時(shí)，土壤主要以水汽擴(kuò)散為主，通過(guò)模擬可以看出土壤水分?jǐn)U散參數(shù)α的變化規(guī)律，也是隨著覆膜種類(lèi)、光照環(huán)境、輻射方式的變化而變化，總體表現(xiàn)為αCK＞αBD3＞αBD1＞αBD2＞αPE，3 種可降解膜的誘導(dǎo)期和厚度影響了累積蒸發(fā)量的變化，隨著光強(qiáng)減弱，其變化幅度逐漸增大。

同時(shí)，顧文蘭［32］指出，紅外燈光連續(xù)照射方式下累積蒸發(fā)量呈遞增的趨勢(shì)，而紅外燈間斷照射方式下累積蒸發(fā)量呈波形遞增的趨勢(shì);間斷照射下的土壤含水率大于連續(xù)照射下的土壤含水率。本試驗(yàn)也證明了此規(guī)律。王慧等［33］根據(jù)模擬試驗(yàn)監(jiān)測(cè)資料對(duì)土壤累積蒸發(fā)量、白天與夜晚累積蒸發(fā)量、日蒸發(fā)量差值、單位膜孔面積蒸發(fā)量等進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明:累積蒸發(fā)量與蒸發(fā)時(shí)間平方根之間存在一定線(xiàn)性關(guān)系，符合Gardner理論。張金珠等［30］指出，不同的表層覆蓋層能明顯抑制水分蒸發(fā)，不同覆蓋層厚度處理間累積蒸發(fā)量差異顯著。王春霞等［34］指出，各覆膜開(kāi)孔率下累積蒸發(fā)量與蒸發(fā)時(shí)間的開(kāi)平方呈線(xiàn)性關(guān)系，累積蒸發(fā)量的增量與開(kāi)孔率呈冪函數(shù)關(guān)系。李毅等［35］也指出，覆膜開(kāi)孔率越大，蒸發(fā)水量損失越大，累積蒸發(fā)量隨時(shí)間變化曲線(xiàn)整體越高，冪函數(shù)和對(duì)數(shù)模型描述覆蓋層的累積蒸發(fā)量與時(shí)間關(guān)系較好。累積蒸發(fā)量曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)時(shí)間的點(diǎn)的切線(xiàn)代表此時(shí)刻的蒸發(fā)速率，所以切線(xiàn)斜率越大此刻的蒸發(fā)速率就越大。本試驗(yàn)得出，隨著蒸發(fā)時(shí)間增加，累積蒸發(fā)量在蒸發(fā)前期曲線(xiàn)斜率較大，后期變化逐漸平穩(wěn)，說(shuō)明后期蒸發(fā)不明顯。李瑞平等［36］指出，根據(jù)雙作物系數(shù)模型SIM Dual-Kc模擬了滴灌玉米棵間蒸發(fā)量占作物蒸散發(fā)的比例，覆膜滴灌較無(wú)膜滴灌少，說(shuō)明覆膜能有效降低作物棵間蒸發(fā)量，具有降低作物耗水量的潛在優(yōu)勢(shì)。本試驗(yàn)也證明了覆膜對(duì)累積蒸發(fā)量的影響。

4 結(jié) 論

1)地膜覆蓋對(duì)土壤蒸發(fā)影響顯著，3種可降解膜處理對(duì)比發(fā)現(xiàn)，不同輻射方式、不同光照環(huán)境對(duì)累積蒸發(fā)量的影響不同，兩種輻射方式下各階段蒸發(fā)量的變化關(guān)系都是近光＞中間光＞遠(yuǎn)光，且近光、中間光條件下的累積蒸發(fā)量較遠(yuǎn)光條件下分別高72%、50%(連續(xù)輻射)和 70.5%、48.9%(間斷輻射)。同樣，連續(xù)和間斷輻射方式下，與 CK相比PE、BD1、BD2、BD3 處理的抑蒸率分別高 32.5%、16.51%、14.34%、16.35% 和 26.74%、16.69%、15.74%、17.18%;3種可降解膜中主要成分為PBAT設(shè)計(jì)降解誘導(dǎo)期60 d的B型完全生物降解地膜相對(duì)A、C型完全生物降解地膜更能有效抑制水分蒸發(fā)散失。

2)紅外燈光連續(xù)照射方式下的累積蒸發(fā)量呈對(duì)數(shù)形逐漸增大的曲線(xiàn)，而間斷照射方式下的累積蒸發(fā)量呈震蕩(波形)遞增的曲線(xiàn)。紅外燈光連續(xù)照射方式下各時(shí)段的累積蒸發(fā)量大于紅外燈光間斷照射方式。兩種照射方式下，主要成分為PBAT設(shè)計(jì)降解誘導(dǎo)期60 d的B型完全生物降解地膜相對(duì)A、C型完全生物降解地膜更能有效抑制水分蒸發(fā)散失。