甘磊，鄧婉珍，陶渙壯，李帥，陳廷速，張建兵

摘要：【目的】研究秸稈覆蓋對(duì)廣西甘蔗地不同土層深度土壤水分時(shí)空連續(xù)變化的影響，以探求優(yōu)化廣西甘蔗種植中土壤水分狀況的有效途徑?！痉椒ā扛收嵩囼?yàn)田設(shè)無秸稈覆蓋（T0）和秸稈覆蓋（TS）2個(gè)處理，常規(guī)耕作，并對(duì)試驗(yàn)區(qū)的降水量及試驗(yàn)田0～10 cm、10～30 cm和30～50 cm土層的土壤含水量進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)比分析不同處理甘蔗地的土壤理化性質(zhì)及土壤水分變化特征?！窘Y(jié)果】秸稈覆蓋可改善甘蔗地的土壤環(huán)境，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，TS處理0～10 cm、10～30 cm和30～50 cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量較T0處理分別顯著增加42.8%、29.1%和45.4%（P<0.05，下同）;秸稈覆蓋同時(shí)可提高甘蔗地土壤的蓄水保墑能力，使土壤含水量顯著增加，TS處理0～10 cm、10～30 cm和30～50 cm土層的土壤含水量較T0處理分別顯著增加10.5%、16.0%和11.5%。在干旱缺水條件下，與T0處理相比，TS處理提高了0～50 cm土層土壤水分的向上供給，水分運(yùn)動(dòng)更活躍?！窘Y(jié)論】在廣西甘蔗種植中進(jìn)行秸稈覆蓋可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、降低土壤蒸散發(fā)，從而改善土壤水分條件和土壤環(huán)境，為甘蔗根系生長(zhǎng)提供良好的土壤環(huán)境，值得在廣西蔗區(qū)推廣。

關(guān)鍵詞： 秸稈覆蓋;甘蔗地;土壤含水量;水通量;廣西

中圖分類號(hào)： S152.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2021）09-2438-09

Effects of straw mulching on the change of soil moisture in sugarcane field of Guangxi

GAN Lei1，2， DENG Wan-zhen2， TAO Huan-zhuang2， LI Shuai2，

CHEN Ting-su3， ZHANG Jian-bing4*

（1Guilin University of Technology/Guangxi Collaborative Innovation Center for Water Pollution Control and Safety in Karst Area， Guilin， Guangxi? 541004，China; 2Guilin University of Technology/Guangxi Key Laboratory of Environmental Pollution Control Theory and Technology， Guilin， Guangxi? 541004， China; 3Microbiology Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning? 530007， China; 4Nanning Normal University/Key Laboratory of Environment Change and Resources Use in Beibu Gulf， Nanning? 530001， China）

Abstract：【Objective】The effects of straw mulching on the spatiotemporal change of soil water in different depths of sugarcane field in Guangxi were studied to find an effective way to optimize the soil water condition in sugarcane field in Guangxi. 【Method】The experiment was conducted in a sugarcane field in Guangxi with two treatments：no straw mulching（T0） and straw mulching（TS）. Rainfall data during the experiment period as well as the soil water content at 0-10 cm，10-30 cm，and 30-50 cm depth of the fields were collected through continuous dynamic monitoring to analyze the change of soil moisture and the soil physical and chemical properties under different conditions. 【Result】Straw mulching could improve the soil environment of sugarcane field and improve the soil organic matter content. The organic matter content in TS in 0-10 cm，10-30 cm，and 30-50 cm depths significantly increased by 42.8%，29.1% and 45.4%，respectively compared with T0（P<0.05，the same below）. Meanwhile，straw mulching could improve the water retention ability of sugarcane soil and significantly enhance the soil moisture content. The soil water content under TS treatment was significantly increased by 10.5%，16.0% and 11.5%，respectively in 0-10 cm，10-30 cm and 30-50 cm depths. Compared with T0 treatment，TS treatment increased the soil upward water supply of 0-50 cm depth，which resulted into the more activewater movement during the water shortage. 【Conclusion】Straw mulching can reduce soil evapotranspiration and increase soil organic matter content，there by improving soil water conditions and soil environment in sugarcane planting in Guangxi， and provide a good soil environment for sugarcane root growth. It is also suggested that straw mulching is worth populari-zing in sugarcane cultivated areas of Guangxi.

Key words： straw mulching; sugarcane field; soil water content; water flux; Guangxi

Foundation item： National Natural Science Foundation of China（42067002，41761048）; Guangxi Natural Science Foundation（2016GXNSFAA380197，2019GXNSFDA245013）

0 引言

【研究意義】土壤是作物根系伸展、固持的介質(zhì)，為作物的生長(zhǎng)發(fā)育提供必要的水分與養(yǎng)分。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，土壤含水量對(duì)于作物的生長(zhǎng)及產(chǎn)量有著十分重要的影響（侯賢清等，2018）。適宜的水分條件可促進(jìn)作物根系發(fā)育，為作物地上部分提供更多養(yǎng)分和水分，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量（謝金蘭等，2010），而土壤水分不足則會(huì)直接影響作物的生長(zhǎng)速度及產(chǎn)量（蘇坎壇等，1988）。甘蔗產(chǎn)業(yè)是廣西農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一，土壤水分條件對(duì)甘蔗產(chǎn)量有重要影響。因降水季節(jié)分配不均，廣西地區(qū)農(nóng)業(yè)用水緊張（陸甲等，2015），加之桂中地區(qū)的水源涵養(yǎng)能力低，土壤貧瘠，阻礙了廣西甘蔗種植業(yè)的發(fā)展。因此，研究甘蔗種植中如何減少棵間蒸發(fā)，保住有限的土壤水分以供甘蔗生長(zhǎng)需要，對(duì)廣西甘蔗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】合理的覆蓋方式有助于改善土壤的理化性質(zhì)和土壤的水、肥、氣、熱狀況，有利于提高作物水分利用效率，對(duì)改善作物的生長(zhǎng)環(huán)境具有重要意義（Morris et al.，2010;侯婷等，2019;李俊紅等，2021）。Guenet等（2012）研究表明，秸稈覆蓋能對(duì)土壤產(chǎn)生積極效應(yīng)，增加土壤的礦質(zhì)氮、全氮及有機(jī)碳含量。地膜覆蓋和秸稈覆蓋均可起到減少水分蒸發(fā)和增溫保水的作用（湯瑛芳等，2013;程宏波等，2016），秸稈覆蓋還能有效提升土壤速效養(yǎng)分和微生物活性（劉艷慧等，2016）。李昱鵬等（2019）在西北干旱半干旱地區(qū)對(duì)梨棗地土壤的研究中發(fā)現(xiàn)，秸稈與地膜覆蓋均能提高桶栽梨棗產(chǎn)量及改善梨棗的果實(shí)品質(zhì)，且秸稈覆蓋的作用略優(yōu)于地膜覆蓋;鄧浩亮等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋在隴中半干旱區(qū)春玉米的全生育期內(nèi)保水效果顯著，而平地全地膜覆蓋不利于蓄集雨水，隨著春玉米生長(zhǎng)中后期耗水的增加，平地全地膜覆蓋的土壤含水率低于露地平播;董云云等（2020）在半干旱區(qū)對(duì)農(nóng)田土壤水分和大豆產(chǎn)量的研究中發(fā)現(xiàn)，地膜和秸稈覆蓋的增產(chǎn)和持水作用顯著，但地膜覆蓋存在膜布難降解的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。可見，作物秸稈覆蓋還田，不僅可充當(dāng)天然有機(jī)肥料，提高土壤肥力，還可減少水分蒸發(fā)，提高土壤含水量，促進(jìn)作物對(duì)土壤水分的有效利用（張統(tǒng)帥等，2020）。【本研究切入點(diǎn)】目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于秸稈覆蓋對(duì)土壤水分方面的研究多為單一時(shí)間和空間的土壤水分變化，而針對(duì)廣西地區(qū)甘蔗全生育期內(nèi)秸稈覆蓋對(duì)甘蔗地土壤水分時(shí)空連續(xù)變化特征的研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】在廣西武鳴設(shè)無秸稈覆蓋處理和秸稈覆蓋處理的甘蔗試驗(yàn)田，測(cè)定其土壤理化性質(zhì)，長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)不同土層深度的土壤含水量，分析土壤理化性質(zhì)變化和水分變化特征，研究秸稈覆蓋對(duì)甘蔗地不同土層深度土壤水分時(shí)空連續(xù)變化的影響，以探求優(yōu)化廣西地區(qū)甘蔗種植中土壤水分狀況的有效途徑。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于廣西南寧市武鳴區(qū)的廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建科學(xué)研究基地（東經(jīng)108°02'、北緯23°14'）。試驗(yàn)區(qū)地勢(shì)平坦，土壤母質(zhì)主要為第四紀(jì)紅壤土，基部巖層主要為石灰?guī)r;屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季炎熱多雨，春秋季易旱，冬季溫暖少雨。武鳴區(qū)年平均氣溫為21.6 ℃;最熱為7月，平均氣溫為28.6 ℃;最冷月為1月，平均氣溫為12.8 ℃，年平均降水量約1304.2 mm，降水分配不均，多集中在4—9月，占全年總降水量的80%。

1. 2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理：無秸稈覆蓋處理（T0）和秸稈覆蓋處理（TS）。試驗(yàn)田常規(guī)耕作，耕作深度均為30 cm;2個(gè)處理面積均為200.0 m2，長(zhǎng)20.0 m、寬10.0 m、行間距離0.9 m。甘蔗品種為桂柳05-136，按常規(guī)種植大田模式管理。其中秸稈覆蓋處理的覆蓋材料為機(jī)械粉碎后的甘蔗秸稈，覆蓋平均厚度3 cm。每處理開挖3個(gè)長(zhǎng)、寬、深分別為60、60和50 cm的重復(fù)剖面，分別在0～10 cm、10～30 cm、30～50 cm土層深度處水平安裝水分探頭（Type ML3，Devices，Cambridge，UK）進(jìn)行試驗(yàn)田土壤水分的定位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。所有探頭連接至數(shù)據(jù)采集器，水分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)每小時(shí)自動(dòng)記錄一次。同時(shí)，試驗(yàn)區(qū)內(nèi)設(shè)Vantage PRO 2型氣象站以記錄降水量。

試驗(yàn)時(shí)間為2017年1月1日—12月31日。試驗(yàn)開始前在0～10 cm、10～30 cm、30～50 cm土層深度處采集環(huán)刀原狀土壤樣品，用于室內(nèi)基本理化性質(zhì)分析。參照《土壤物理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》的方法（程?hào)|娟和張亞麗，2012），采用吸管法測(cè)定原狀土壤質(zhì)地，重鉻酸鉀法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)，環(huán)刀法測(cè)定土壤容重，并計(jì)算土壤總孔隙度，每個(gè)土層的各項(xiàng)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定5次。

土壤基質(zhì)勢(shì)通過壓力膜儀測(cè)定結(jié)合RETC軟件擬合，根據(jù)van Genuchten方程（Van Genuchten，1980）計(jì)算，計(jì)算公式如下：

[θs-θrθ-θr] = [11+（ah）n] m? ? ?（1）

式中，h為土壤吸力，θs為飽和含水率，θr為殘余含水率，θ為體積含水率，α是與進(jìn)氣吸力相關(guān)的參數(shù)，m和n為形狀系數(shù)。

參照Gan等（2012）計(jì)算0～50 cm土層土壤水通量，計(jì)算公式如下：

[q] = [Vθ]·[VLt2-t1]? ? ? ?（2）

式中，[q]為絕對(duì)水通量，[Vθ]為兩點(diǎn)之間的絕對(duì)含水量差（cm3?cm-3），[VL]為兩點(diǎn)之間的絕對(duì)距離（cm），t2-t1為兩次測(cè)量之間的時(shí)間（s）。土壤水通量方向根據(jù)水勢(shì)判斷。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行整理，以SPSS 25進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，采用Origin 2018制圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同處理對(duì)土壤基本理化性質(zhì)的影響

從表1可知，在土壤質(zhì)地方面，TS與T0處理的砂粒含量均隨著土層深度的增加呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，黏粒含量則相反，粉粒含量隨著土層深度的增加而增大;在0～10 cm土層中，2種處理的砂粒、粉粒和粘粒含量均差異不顯著（P>0.05，下同）;在10～30 cm和30～50 cm土層中，TS處理的砂粒含量顯著高于T0處理（P<0.05，下同），而T0處理30～50 cm土層的粉粒和黏粒含量均顯著高于TS處理。2種處理的容重均隨著土層深度的增加而增大，總孔隙度和有機(jī)質(zhì)含量隨著土層深度的增加而減小，且TS處理0～10 cm、10～30 cm和30～50 cm土層的有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于T0處理，較T0處理分別提高42.8%、29.1%和45.4%。

2. 2 不同處理對(duì)土壤含水量的影響

圖1是不同處理0～50 cm土層的土壤含水量變化情況，圖中的斷點(diǎn)是因土壤水分探頭出現(xiàn)故障，對(duì)其進(jìn)行剔除。由圖1可看出，試驗(yàn)期間TS與T0處理各土層土壤含水量與降水量的變化趨勢(shì)基本一致，土壤含水量隨降水量的增大而增大，且TS處理的土壤含水量增幅更大。6月6日，降雨發(fā)生（49.0 mm）后，TS與T0處理的各土層土壤含水量分別增加12.0%～22.1%和8.8%～15.0%，TS處理的含水量增幅高出T0處理1.4～1.5倍。在0～10 cm土層中，甘蔗發(fā)芽期和幼苗期（2—5月上旬）生理需水不多，TS處理的土壤含水量明顯高于T0，但在甘蔗分蘗期、伸長(zhǎng)期和成熟期期間（5月中旬—12月），甘蔗生長(zhǎng)加快，生理需水增多，土壤水分消耗變大，TS與T0處理的0～10 cm土層土壤含水量差異不明顯。在10～30 cm和30～50 cm土層中，整個(gè)試驗(yàn)期間均表現(xiàn)出TS處理的土壤含水量高于T0處理。

從表2不同處理土壤含水量的統(tǒng)計(jì)值可知，T0和TS處理30～50 cm土層的平均土壤含水量均最高，10～30 cm土層次之，0～10 cm土層最低，而含水量變化幅度則是0～10 cm土層最大，30～50 cm土層次之，10～30 cm土層最小;各土層TS處理的含水量變化幅度均小于T0處理;TS處理0～10 cm、10～30 cm和30～50 cm土層的土壤平均含水量均顯著高于T0處理，較T0處理分別增加10.5%、16.0%和11.5%。

2. 3 不同處理對(duì)土壤水勢(shì)的影響

結(jié)合圖1和圖2可看出，不同處理下的土壤水勢(shì)變化趨勢(shì)與土壤含水量變化趨勢(shì)基本一致。在0～10 cm、10～30 cm和30～50 cm土層中，TS與T0處理的土壤水勢(shì)變化趨勢(shì)基本一致，但T0處理的土壤水勢(shì)波動(dòng)幅度相對(duì)較大。在0～10 cm土層中，發(fā)芽期和幼苗期期間TS處理的土壤水勢(shì)明顯高于T0處理，而分蘗期、伸長(zhǎng)期和成熟期期間TS處理的土壤水勢(shì)僅略高于T0處理，其中降雨缺乏期（4月）T0處理的土壤水勢(shì)下降變幅明顯大于TS處理;在10～30 cm和30～50 cm土層中，整個(gè)試驗(yàn)期間TS處理的土壤水勢(shì)高于T0處理，且T0處理的土壤水勢(shì)下降變幅大于TS處理，在伸長(zhǎng)期和成熟期期間無降雨的情況下尤為明顯。在T0處理?xiàng)l件下，甘蔗發(fā)芽期和幼苗期期0～10 cm土層的土壤水勢(shì)明顯低于10～30 cm和30～50 cm土層，分蘗期、伸長(zhǎng)期和成熟期期0～10 cm和30～50 cm土層土壤水勢(shì)無明顯差別;在TS處理?xiàng)l件下，0～10 cm、10～30 cm和30～50 cm土層的土壤水勢(shì)整體無明顯差異。

2. 4 不同處理對(duì)土壤水通量的影響

圖3為不同處理0～50 cm土層的土壤水通量變化情況，土壤水通量值大于零表示土壤水分運(yùn)動(dòng)方向向上，土壤水通量值小于零表示土壤水分運(yùn)動(dòng)方向向下。從圖3可看出，在甘蔗發(fā)芽期和幼苗期（1—5月），TS處理向上的水通量值明顯小于T0處理，且TS處理的土壤含水量高于T0處理，TS與T0處理的土壤水通量值大部分為正值，甘蔗地土壤水分處于消耗過程中。在甘蔗分蘗期和伸長(zhǎng)期前期（5—7月），T0處理的向下土壤水通量值波動(dòng)幅度大于TS處理。在甘蔗伸長(zhǎng)期的中后期（8—10月），TS處理的土壤水通量上下波動(dòng)幅度大于T0處理。在甘蔗成熟期（11—12月），TS與T0處理的土壤水通量上下波動(dòng)幅度小，土壤水分運(yùn)動(dòng)平緩。

土壤水通量受降雨影響，在高溫多雨（6月13—16日，降雨量150.2 mm）的情況下，2種處理的土壤水通量方向向下且波動(dòng)幅度較大;在高溫?zé)o雨（9月13—20日）的情況下，2種處理的土壤水通量波動(dòng)幅度較小，但TS處理的土壤水通量方向向上，土壤水分向上運(yùn)動(dòng)，T0處理的土壤水通量方向向下，水分運(yùn)動(dòng)方向相反。

3 討論

土壤水分是土壤中能量與物質(zhì)交換循環(huán)的重要載體，也是聯(lián)系土壤—植被—大氣系統(tǒng)的重要影響因子，對(duì)土壤性質(zhì)、植物生長(zhǎng)及區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)均有重要影響（Qiu et al.，2011）。土壤含水量特征及其垂直分布受降雨情況影響較強(qiáng)烈，且在0～10 cm土層中的土壤含水量對(duì)降雨脈沖響應(yīng)最劇烈（陳敏玲等，2016）。本研究結(jié)果表明，土壤含水量隨著降雨的變化而變化，在甘蔗發(fā)芽期和幼苗期，降雨較少且強(qiáng)度較小，T0與TS處理的土壤含水量波動(dòng)幅度較小，其中0～10 cm土層中的土壤含水量波動(dòng)幅度大于10～30 cm和30～50 cm土層;在分蘗期和伸長(zhǎng)期，降雨較多且強(qiáng)度較大，T0與TS處理的土壤含水量波動(dòng)幅度大。馮永建等（2010）研究表明，降雨量是影響土壤水勢(shì)變化的主要因素，與本研究中土壤水勢(shì)隨降雨量變化產(chǎn)生明顯波動(dòng)的結(jié)果一致，當(dāng)降雨量增大時(shí)，土壤水勢(shì)也隨之增大。在有較多降雨補(bǔ)充時(shí)，TS與T0處理的土壤水通量方向向下，說明此時(shí)的土壤水分可滿足甘蔗的生長(zhǎng)需求、葉片蒸騰及土壤蒸發(fā)損耗。而在無降雨補(bǔ)充的時(shí)候，TS與T0處理的土壤水通量方向基本向上，說明該情況下廣西地區(qū)甘蔗種植中土壤水分整體向上運(yùn)動(dòng)，水分處于消耗過程，需在甘蔗地實(shí)施一定的灌溉，以彌補(bǔ)水分的消耗，保持土壤水分。蘇坎壇等（1988）發(fā)現(xiàn)甘蔗早灌溉能獲得更多的生長(zhǎng)量，利于積累糖分，提高含糖量。Gan等（2018）研究表明CHL（Clock Hand Lateral）灌溉系統(tǒng)具有水利用效率高、適用性強(qiáng)且價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，適合用于廣西甘蔗旱地種植中。在0～50 cm土層中，T0處理的土壤含水量低于TS處理，則T0處理?xiàng)l件下可能需要更多的灌溉水，而TS處理所需灌溉水可能更少，進(jìn)而達(dá)到節(jié)水效果。

李艷等（2015）研究表明，秸稈覆蓋會(huì)明顯降低土壤的蒸散發(fā)，減少土壤水分的無效損耗，進(jìn)而發(fā)揮蓄水保墑作用。Chang等（2019）也發(fā)現(xiàn)秸稈覆蓋能顯著提高土壤含水量并降低地溫，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育。本研究中，在0～10 cm、10～30 cm和30～50 cm土層中，TS處理的土壤含水量顯著高于T0處理，分別較T0處理增加10.5%、16.0%和11.5%，為甘蔗生長(zhǎng)發(fā)育提供了相對(duì)充足的水分條件，說明在廣西地區(qū)甘蔗種植中秸稈覆蓋處理增強(qiáng)了雨水入滲能力，改善了土壤的持水能力，進(jìn)而增強(qiáng)土壤的保水效果。秸稈覆蓋可阻礙土壤空氣與大氣的交換，降低覆蓋區(qū)潛熱通量輸運(yùn)率，顯著減少水分蒸發(fā)量，且覆蓋層能減少雨滴濺蝕表層土壤，利用降水積蓄下滲（林超文等，2010;Behzadnejad et al.，2020）。另外，土壤水分狀況同時(shí)受降雨、蒸發(fā)、覆蓋、植物根系等外部因素的影響（劉繼龍等，2019）。深層土壤不與大氣相接觸，受太陽(yáng)輻射等外界因素影響較小，土壤水分蒸發(fā)強(qiáng)度隨土層深度的增加而減弱（張明忠等，2007），從而使下層的土壤水分得到保持，因此土壤含水量表現(xiàn)為土層越深含水量越大。2017年4月降雨量少，為干旱期，T0處理的0～10 cm土層土壤水勢(shì)下降變幅遠(yuǎn)大于TS處理，說明秸稈覆蓋對(duì)干旱條件下的土壤具有較好的保墑效果，與吳慶華等（2009）關(guān)于秸稈覆蓋對(duì)土壤水動(dòng)態(tài)影響的研究結(jié)果一致。在甘蔗分蘗期和伸長(zhǎng)前期，T0處理的向下土壤水通量值下降更多，可能是因?yàn)橹案珊瞪儆甑那闆r下，T0處理的土壤蒸發(fā)更多，土壤含水量更低。在甘蔗伸長(zhǎng)中后期，一方面TS處理的向上土壤水通量大于T0處理，說明秸稈覆蓋處理供甘蔗生長(zhǎng)水分更多;另一方面TS處理的向下土壤水通量大于T0處理，說明秸稈覆蓋處理利于水分入滲保持。而TS處理的土壤水通量波動(dòng)幅度略大于T0處理，說明TS處理的土壤水分運(yùn)動(dòng)較活躍，即秸稈覆蓋在廣西甘蔗種植中水分運(yùn)移通暢，流通性好，可為甘蔗生長(zhǎng)和水分保持提供更好的土壤環(huán)境。這很可能是因?yàn)檫M(jìn)行秸稈覆蓋后能促進(jìn)土壤團(tuán)聚體形成，增加土壤團(tuán)聚體含量（張志毅等，2020），提高團(tuán)聚體比例，增強(qiáng)土壤團(tuán)聚性（Fu et al.，2020），且能在一定程度上提高土壤孔隙度，逐漸改善耕層土壤連通性，有利于土壤水分上下運(yùn)動(dòng)（Tao et al.，2015;Yan et al.，2018）。甘蔗在伸長(zhǎng)期以后，根系主要集中在20～30 cm土層中，主要吸收20～30 cm土層的水分（吳炫柯等，2013），在干旱缺水（9月13—20日）條件下，T0處理0～50 cm土層的土壤水通量向下，而TS處理的土壤水分向上運(yùn)動(dòng)，表明在干旱條件下，T0處理的深層土壤含水量低，深層土壤水分無法向上供給，而進(jìn)行秸稈覆蓋處理后，可更好地調(diào)動(dòng)下層水分向上供給，以供甘蔗生長(zhǎng)發(fā)育利用，從而說明秸稈覆蓋處理可改善深層土壤調(diào)蓄水分的能力，促進(jìn)土壤水分的有效利用。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換的過程，農(nóng)作物在生長(zhǎng)發(fā)育過程中需不斷消耗能量。因此，在農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中需改良土壤結(jié)構(gòu)，不斷調(diào)節(jié)土壤的水肥含量，不斷補(bǔ)充能量，以供作物生長(zhǎng)吸收和利用。魯天平等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，深溝秸稈覆蓋可使土壤孔隙度提高11.2%～20.0%，改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。本研究發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋降低了各土層的土壤平均容重，提高了土壤總孔隙度，說明在廣西甘蔗種植中秸稈覆蓋有助于改良土壤物理性狀，增強(qiáng)土壤的持水性能，促進(jìn)根系對(duì)土壤水分的吸收，利于根系的發(fā)育。秸稈覆蓋還可增加土壤的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量，培肥地力。潘雅文等（2016）在陜西的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)中研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)秸稈覆蓋還田可有效增加耕層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效磷含量。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，粉碎的秸稈經(jīng)過一段時(shí)間腐蝕降解作用后，轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分，與無秸稈覆蓋處理相比，秸稈覆蓋處理顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，進(jìn)而改善了土壤化學(xué)性狀。同時(shí)，土壤肥力增加有助于提高土壤孔隙連通性，促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，以更好地吸收深層土壤水分（Naveed et al.，2014）。

前人研究表明，深松施肥（馬陽(yáng)等，2019）、粉壟（陳曉冰等，2019）、壟作覆膜（趙凱超等，2019）在改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤含水量、促進(jìn)作物生長(zhǎng)及增產(chǎn)等方面效果明顯，秸稈覆蓋（梅四衛(wèi)等，2020）也可提高土壤養(yǎng)分和水分利用效率，增加玉米產(chǎn)量。在水土保持方面，秸稈覆蓋能顯著減少飛濺侵蝕，減少水土流失，加強(qiáng)土壤團(tuán)聚性（Gholami et al.，2013）。本研究結(jié)果表明，在廣西甘蔗種植中，通過秸稈覆蓋提高了甘蔗地0～50 cm土層中的土壤含水量和有機(jī)質(zhì)含量，并降低了土壤容重。因此，秸稈覆蓋可較好地改善土壤理化性質(zhì)，進(jìn)而增強(qiáng)土壤蓄水能力，同時(shí)能較好的調(diào)動(dòng)下層土壤水分運(yùn)動(dòng)，有助于提高甘蔗對(duì)土壤水分的有效利用率，為甘蔗生長(zhǎng)提供更好的土壤環(huán)境。

4 結(jié)論

廣西地區(qū)甘蔗種植時(shí)進(jìn)行秸稈覆蓋可改善土壤的理化性質(zhì)及土壤水分條件。秸稈覆蓋后土壤有機(jī)質(zhì)明顯增加，土壤總孔隙度也略微增加，有利于降水入滲，減少土壤水分的無效散發(fā)，增強(qiáng)對(duì)深層土壤水分的調(diào)蓄能力，增加甘蔗全生育期0～50 cm土層的土壤含水量，提高土壤的蓄水保墑能力，進(jìn)而為甘蔗生長(zhǎng)提供相對(duì)充足的水分條件，為甘蔗根系生長(zhǎng)提供良好的土壤環(huán)境，值得在廣西蔗區(qū)推廣。

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（責(zé)任編輯 王 暉）