摘 要：根據(jù)2018—2022年烏蘭察布市40個(gè)農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)資料，匯總整理土壤相對(duì)含水量數(shù)據(jù)，結(jié)合降雨量數(shù)據(jù)，從空間變化、年際變化和季節(jié)變化方面分析該地區(qū)農(nóng)田土壤墑情在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律。結(jié)果表明：烏蘭察布市農(nóng)田土壤相對(duì)含水量的空間分布規(guī)律總體為南高北低，農(nóng)田土壤相對(duì)含水量有顯著的年際變化和季節(jié)變化特征。農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和抗旱防災(zāi)提供一定的技術(shù)支撐，為農(nóng)作物適時(shí)合理灌溉提供重要的科學(xué)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：土壤墑情；墑情監(jiān)測(cè)；土壤相對(duì)含水量；變化規(guī)律

中圖分類(lèi)號(hào)：S152.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-7909（2024）5-132-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.05.030

0 引言

水分是土壤的重要組成部分之一，能夠?qū)ν寥赖奈锢硇再|(zhì)、微生物活動(dòng)、養(yǎng)分的溶解和轉(zhuǎn)移產(chǎn)生影響，是植物生長(zhǎng)的基本條件［1］。農(nóng)作物用水主要來(lái)源于灌溉和大氣降水，灌溉水和降水轉(zhuǎn)化為土壤水被農(nóng)作物吸收利用。田間管理措施、農(nóng)藝技術(shù)和田間工程對(duì)農(nóng)田土壤供水及農(nóng)作物的水資源利用都會(huì)產(chǎn)生影響。土壤墑情即土壤含水量狀況，是反映土壤水分豐缺狀況的重要指標(biāo)，監(jiān)測(cè)土壤墑情可為農(nóng)作物適時(shí)科學(xué)合理灌溉提供依據(jù)［2］。定時(shí)定點(diǎn)測(cè)定農(nóng)田土壤含水量，及時(shí)掌握土壤水分狀況，探明農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育期內(nèi)水分盈虧情況，為及時(shí)制定灌溉、排水或施肥決策提供重要依據(jù)，在農(nóng)業(yè)節(jié)約水資源方面發(fā)揮重要作用［3］。農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)是農(nóng)業(yè)信息服務(wù)與農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)推廣的重要內(nèi)容，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)科技發(fā)展中發(fā)揮著重要作用［4］。根據(jù)農(nóng)田土壤墑情測(cè)定情況，可以獲得當(dāng)?shù)赝寥缐勄椴⒄莆辙r(nóng)田土壤墑情的變化規(guī)律，為農(nóng)田科學(xué)合理灌溉提供技術(shù)指導(dǎo)，從而節(jié)約水資源，提高水資源利用率［5］。

烏蘭察布市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，是主要糧食種植地區(qū)之一，主要發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)，主栽作物有玉米、馬鈴薯、向日葵、燕麥等，屬于干旱、半干旱地區(qū)，常年干旱少雨，水資源匱乏，其北部地區(qū)的水資源尤為緊缺［6］。降水量少、蒸發(fā)量大是烏蘭察布市的主要?dú)夂蛱卣鳎?］。干旱缺水和無(wú)霜期短是烏蘭察布市農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的主要制約因素［8］。十年九旱、年年春旱是烏蘭察布市的典型自然特征。每年春耕時(shí)節(jié)，由于干旱缺水導(dǎo)致許多耕地?zé)o法播種，毀種和缺苗斷壟現(xiàn)象普遍存在，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中每年都有較大的經(jīng)濟(jì)損失［9］。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，烏蘭察布市水資源短缺情況日益嚴(yán)重，直接影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。適時(shí)開(kāi)展農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)，科學(xué)調(diào)節(jié)土壤中的水分狀況，掌握農(nóng)田土壤墑情，為春耕備耕、抗旱保苗、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、田間管理等提供科學(xué)依據(jù)，為農(nóng)民增加經(jīng)濟(jì)收入提供指導(dǎo)。

1 概況介紹

烏蘭察布市轄11個(gè)旗縣市區(qū)，年均降水量為370 mm，雨量集中在7—8月，年平均氣溫為5.3 ℃。大青山橫穿烏蘭察布市中部，形成了前山地區(qū)（大青山以南）溫暖雨量多、后山地區(qū)（大青山以北）多風(fēng)的特殊氣候。

按照《內(nèi)蒙古土壤墑情與旱情監(jiān)測(cè)技術(shù)辦法》，烏蘭察布市設(shè)有40個(gè)固定農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)，除集寧區(qū)、卓資縣和察右中旗外，每個(gè)旗縣均布設(shè)5個(gè)農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中14個(gè)為水澆地監(jiān)測(cè)點(diǎn)，26個(gè)為旱地監(jiān)測(cè)點(diǎn)。農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)采用“三點(diǎn)法”，分別在0～20 cm、20～40 cm土層取樣，測(cè)定不同深度的土壤含水量，土壤含水量測(cè)定方法采用烘干法［10］。每年4—10月進(jìn)行農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)，其中4—6月每月加密監(jiān)測(cè)6次，7—10月每月常規(guī)監(jiān)測(cè)2次；11月到翌年3月為封凍期，不監(jiān)測(cè)。

2 農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)結(jié)果

根據(jù)2018—2022年烏蘭察布市農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)資料，按地塊類(lèi)型（水澆地和旱地）分類(lèi)，將0～20 cm、20～40 cm土層農(nóng)田土壤含水量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、統(tǒng)計(jì)、匯總，分析烏蘭察布市農(nóng)田土壤墑情時(shí)空變化特征，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

3 農(nóng)田土壤墑情時(shí)空變化特征分析

3.1 空間變化特征分析

根據(jù)2018—2022年烏蘭察布市農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料，將土壤相對(duì)含水量進(jìn)行匯總，按照前山地區(qū)（察右前旗、興和縣、涼城縣、豐鎮(zhèn)市）、后山地區(qū)（四子王旗、察右后旗、商都縣、化德縣）對(duì)地域內(nèi)各旗縣的每層土壤相對(duì)含水量和全市平均土壤相對(duì)含水量進(jìn)行對(duì)比分析，得到的結(jié)果詳見(jiàn)表2、圖1和圖2。

由圖1可以看出，2018—2022年烏蘭察布市前山地區(qū)0～20 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均偏高2.29%，察右前旗、興和縣和豐鎮(zhèn)市0～20 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均分別偏高0.80%、0.39%、8.51%，涼城縣0～20 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均偏低0.54%；2018—2022年烏蘭察布市前山地區(qū)20～40 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均偏高4.76%，察右前旗、興和縣和豐鎮(zhèn)市20～40 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均分別偏高13.5%、0.53%、7.78%，涼城縣20～40 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均偏低2.76%。

由圖2可以看出，2018—2022年烏蘭察布市后山地區(qū)0～20 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均偏低2.29%，四子王旗、察右后旗和商都縣0～20 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均分別偏低4.45%、5.76%、8.85%，化德縣0～20 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均偏高9.94%；2018—2022年烏蘭察布市后山地區(qū)20～40 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均偏低4.76%，四子王旗、察右后旗和商都縣20～40 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均分別偏低7.39%、0.90%、13.68%，化德縣20～40 cm土層農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量較全市平均偏高2.92%。

通過(guò)對(duì)比分析可知，烏蘭察布市農(nóng)田土壤相對(duì)含水量空間分布規(guī)律總體為南高北低，即前山高后山低。受土壤質(zhì)地、局部降水和灌溉的影響，個(gè)別站點(diǎn)的土壤相對(duì)含水量變化規(guī)律不明顯。

3.2 時(shí)間變化特征分析

3.2.1 年際變化分析

由于烏蘭察布市地形和地理位置特點(diǎn)，降水時(shí)空分布顯著不均勻，降水量主要集中在7—8月，而7—8月進(jìn)行常規(guī)監(jiān)測(cè)即每月監(jiān)測(cè)2次，春耕備播期每月監(jiān)測(cè)6次。因此，7—8月降水量對(duì)全年農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量有較大影響，烏蘭察布市農(nóng)田土壤相對(duì)含水量年際變化采用去除7—8月的降水量數(shù)據(jù)。

對(duì)2018—2022年烏蘭察布市農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與對(duì)比分析，得到烏蘭察布市農(nóng)田土壤墑情年際變化統(tǒng)計(jì)表，詳見(jiàn)表3。

由表3可知，2022年農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量為53.11%，為統(tǒng)計(jì)年際的最低值；2021年農(nóng)田平均土壤相對(duì)含水量為59.55%，為統(tǒng)計(jì)年際的最高值。烏蘭察布市0～20 cm土層農(nóng)田土壤相對(duì)含水量、20～40 cm土層農(nóng)田土壤相對(duì)含水量和平均農(nóng)田土壤相對(duì)含水量的年際變化顯著，與降水量的年際變化趨勢(shì)基本一致，呈正相關(guān)關(guān)系。

3.2.2 年內(nèi)季節(jié)變化分析

根據(jù)2018—2022年烏蘭察布市農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)各月份土壤相對(duì)含水量情況，通過(guò)數(shù)據(jù)匯總、計(jì)算，得到烏蘭察布市月平均農(nóng)田土壤相對(duì)含水量變化圖（詳見(jiàn)圖3），并分析農(nóng)田土壤相對(duì)含水量的年內(nèi)季節(jié)變化。

由圖3可以看出，烏蘭察布市農(nóng)田月平均土壤相對(duì)含水量總體上呈“S”形變化。4—6月農(nóng)田土壤相對(duì)含水量基本呈下降趨勢(shì)，6—7月農(nóng)田土壤相對(duì)含水量呈顯著上升趨勢(shì)，7—10月農(nóng)田土壤相對(duì)含水量呈下降趨勢(shì)。烏蘭察布市農(nóng)田月平均土壤相對(duì)含水量有明顯的季節(jié)性變化，6月農(nóng)田土壤相對(duì)含水量為全年最低，7月農(nóng)田土壤相對(duì)含水量為全年最高。

4 結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)田土壤墑情是反映農(nóng)作物受旱情況的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是分析旱情變化規(guī)律及開(kāi)展抗旱灌溉的重要依據(jù)。對(duì)2018—2022年烏蘭察布市40個(gè)農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、匯總、分析，從空間和時(shí)間兩個(gè)維度分析，得出以下結(jié)論。①烏蘭察布市農(nóng)田土壤相對(duì)含水量空間分布規(guī)律總體為南高北低，即前山高后山低。受土壤質(zhì)地、局部降水和灌溉的影響，個(gè)別站點(diǎn)的農(nóng)田土壤相對(duì)含水量變化規(guī)律不明顯。②烏蘭察布市農(nóng)田土壤相對(duì)含水量的年際變化顯著，與降水量的年際變化趨勢(shì)基本一致，呈正相關(guān)關(guān)系。烏蘭察布市農(nóng)田土壤相對(duì)含水量也存在明顯的季節(jié)性變化，月平均農(nóng)田土壤相對(duì)含水量總體上呈“S”形變化，6月農(nóng)田土壤相對(duì)含水量為全年最低，7月農(nóng)田土壤相對(duì)含水量為全年最高。

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基金項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)節(jié)水與農(nóng)田墑情監(jiān)測(cè)項(xiàng)目（烏農(nóng)財(cái)〔2023〕276號(hào)）。

作者簡(jiǎn)介：安志燕（1986—），女，碩士，工程師，研究方向：土壤墑情監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)節(jié)水、耕地質(zhì)量保護(hù)和農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣。

通信作者：武寶龍（1987—），男，本科，助理農(nóng)藝師，研究方向：農(nóng)業(yè)節(jié)水、耕地質(zhì)量和資源環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣。