潛水蒸發對農業生產的影響與對策

王丹丹，趙源媛，李朋軍

(1.遼寧省水文水資源勘測局盤錦分局，遼寧 盤錦 124000；2.遼寧省水文水資源勘測局沈陽分局，沈陽 110000)

潛水蒸發對農業生產的影響與對策

王丹丹1，趙源媛2，李朋軍1

(1.遼寧省水文水資源勘測局盤錦分局，遼寧 盤錦 124000；2.遼寧省水文水資源勘測局沈陽分局，沈陽 110000)

近年來國家對農業種植生產活動給予了諸多優惠政策，激發了農民參與農田種植生產的積極性。水資源供應是農田作物生長的核心條件，維持水分持續供應是保障農作物成活率的關鍵要素。受到自然環境的營銷，農田土壤中水分常出現異常蒸發現象，大大降低了土壤里水分的含有量，對農作物生長造成了不利因素。文章分析了潛水蒸發對農業種植活動帶來的不利影響，提出控制潛水蒸發現象的具體對策。

潛水蒸發；過程；作物生長；影響；控制蒸發量；綜合對策

0 引 言

水分供養是農田作物生長系統不可缺少的一部分，維持水分持續供應有助于提升農產品的產量，為農田種植及生產創造更多的經濟收益。為了擺脫傳統農田水分供應系統的不足，需根據農業生產要求擬定水分控制方案，重點解決潛水蒸發對農業生產帶來的不利。

1 潛水蒸發及其過程

1.1 潛水蒸發原理

在淺水埋藏較淺的地區，潛水蒸發量很大，在地下水平衡中是主要支出項。潛水蒸發量與蒸發強度、地下水埋深、土壤質地和氣候條件等有密切關系。蒸發強度主要決定于水分蒸發能力，潛水埋藏深度決定水分輸送到地面的距離，土壤質地決定毛細管上升高度，即水分輸送的高度[1]。當地下水位埋藏深度達到一定深度時，潛水蒸發量將減少到很小或接近于零。該深度稱為潛水的極限蒸發深度。根據觀測資料，從砂礫到亞黏土為2～5m。

1.2 潛水蒸發過程

當土壤表面有充足的水分，此時土壤蒸發速度穩定，在數值上等于或接近相同氣象條件下的水面蒸發能力。當土壤水分蒸發掉后，土壤表面逐漸干燥，這時潛水通過土壤毛管把水分補充給土壤，是土壤的水分逐漸增多，土壤的水分又被蒸發掉，在土壤水分蒸發的同時，潛水也被消耗掉，如果潛水埋深較大，土壤毛管不能把水分送到土壤蒸發面上，土壤表面的水分蒸發到一定時，土壤極度干旱，潛水蒸發也就停止。

2 潛水蒸發對農業生產的影響

農田種植是整個產業鏈最初始的階段，農作物種植于土壤里需保持足夠的水分供應，現主要采用人工灑水或自然雨水等兩種方式。潛水蒸發對農業生產的影響主要有4個方面：

2.1 供水方面

眾所周知，水資源調配是農田灌溉工程的主要對象，其利用水利系統對農田水庫進行宏觀調配，促進了種植區域水水供應的協調性。當水分灌溉入土之后，容易受到外界地質環境與氣象環境的影響，潛水蒸發量持續上升會導致土壤供水失調，破壞力農作物生長期間水分供應的協調性。土壤供水系統失衡擾亂了作物的生長規律，使田間供輸水作業流程受阻而降低了水資源的利用率。

2.2 成活方面

水分是農作物生長的根本保障，潛水蒸發量超標勢必對成活率高低造成不利作用。農業專家指出，潛水蒸發量在5%以內時，不會對農作物生長造成明顯的影響；當潛水蒸發量達到10%時，則會對農作物種植的成活率、農產品質量等造成顯著影響；潛水蒸發量達30%～50%，則會造成農作物大面積死亡，農田承包種植戶經濟損失慘重。

2.3 收益方面

農作物種植創造出了農產品及農副產品，這類產品直接銷售或加工銷售為農民帶來了經濟收益，農作物種植整條產業鏈結構中的基礎階段，確保經濟作物正常生長是收益的主要來源[2]。潛水蒸發破壞了土壤內水分供輸系統而使土壤含水率逐漸降低，當潛水蒸發量達到臨界值時，農作物死亡率大大提高，農田種植收益額度也大幅度降低。

2.4 生態方面

農田灌溉是農業水利工程建設的主要內容，也關系著農村地區生態供水調節的均衡性，土壤潛水蒸發量持續增多對農田生態具有強烈的破壞作用。例如，潛水含量過多，農田土壤密度稀少，土層黏合力減小，這對于農作物生長而言是極為不利的；潛水含量過少，隨著土壤水分蒸發量持續上升，土壤層的干旱程度加大，農田生態系統也被破壞。

3 控制潛水蒸發量的綜合對策

鑒于水資源供應對農田種植區的重要性，現代農業科技需著重解決水利調度中的問題，保障農田水資源供輸體系的穩定性，全面提升農作物日常種植的成活率。潛水蒸發是自然水蒸發的常見形式，當農田水蒸發量超出臨界值之后，勢必影響到土壤層結構的牢固性，破壞了農田水分供給的高效率?；诳茖W發展觀指導下，農田水利灌溉需考慮農業種植區的作業要求，嚴格控制潛水蒸發量標準。

3.1 科學計算潛水蒸發量

1)實測法：常用地中蒸滲儀和稱重式蒸滲儀，直接測定潛水蒸發量。一般采用若干個控制不同地下水埋深的測筒，內裝各種原狀土，筒內種有植物或不種植物，分別測定不同地下水埋深，不同土壤和不同植物的潛水蒸發量。

2)經驗公式法：根據實測資料，在潛水蒸發率和其影響因素(如水面蒸發率、地下水埋藏深度、巖土性質)之間建立關系式，這是常用的方法。

3)求解數學物理方程：應用包氣帶水分運動理論，建立數學物理方程，用解析法或數值法求解[3]。由于潛水蒸發的因素比較復雜，詳細地計算出潛水蒸發量可指導種植水補給，提高了水資源的有效利用率。

3.2 地下水埋深

地下水埋深是影響潛水蒸發最主要的原因，埋深決定著潛水蒸發時水分輸送的距離，隨著埋深的增加，水分輸送距離加大，大氣蒸發影響力和非飽和帶毛管輸送水分的能力減弱，有作物條件下作物根部吸收地下水的能力也相應變差，因而潛水蒸發量會越來越小。無論何種巖性，其實共同的特征就是潛水政法系數與地下水埋深呈相反的變化趨勢。地下水的埋深越淺，土壤毛管供給地面上的水分越充分，蒸發量越大。有時候可以達到水面蒸發量相同程度。如能經常保持小于毛管上升高度，則能持久均勻地蒸發，地下水埋深太大，到了干旱季節，蒸發幾乎為零。

3.3 土壤結構

優化種植區土壤結構是降低潛水蒸發量的有效措施，由于土壤飽和層水分要通過毛管上升作用移向表層，才能蒸發出來，而毛管上升作用的大小有與土壤的結構有關，因此土壤結構域毛管水容量對土壤的結構有關，土壤結構與毛管水容量對土壤蒸發有一定的影響。一般有團粒結構的土壤則相反，毛管作用旺盛，容易蒸發，又因為沙土空隙大，毛管上升的水量少，蒸發也小，如果地下水過低，有些土壤的毛管作用力很強，但蒸發量也很小，不同土壤不同埋深的土壤蒸發情況是不同的。

3.4 土壤色澤

由于土壤的色澤不同，吸收太陽輻射的熱量也不同，因此土壤表層由于色澤不同而產生溫度差，所以也就影響土壤蒸發量。土壤色澤越深，溫度上升越快，蒸發量越大。有植物覆蓋時，對于地面直接蒸發而言，將顯著減小[4]。因為植物覆蓋時土壤不易受熱，所以有植被的地面溫度比裸露地面溫度低，其次植被也減少地面的風速和飽和水氣壓差。農作物種植期間，要定期翻新土壤層，使土壤能夠保持足夠的水分，從而提高了土壤潛水資源的有效利用率。

4 結 論

農業是我國國民經濟的基礎產業構成，發展農業對國民收入增長有著多方面的推動作用。潛水蒸發過多嚴重影響了農作物種植的生長效率，并且阻礙了農產品質量與產量標準的提升，對現代農業規劃與生產是極為不利的。農業水利部應綜合分析影響潛水蒸發量的因素，提出切實可行的潛水蒸發控制對策。

[1]程先軍.有作物生長影響和無作物時潛水蒸發關系的研究[J].水利學報，1993(06)：37-42.

[2]雷志棟，尚松浩，楊詩秀，等.土壤凍結過程中潛水蒸發規律的模擬研究[J].水利學報，1999(06)：6-10.

[3]劉領群，樊福來.潛水蒸發系數分析[J].河北水利水電技術，2003(06)：27-29.

[4]胡建鋒.不同地下水埋深條件下農田潛水蒸發規律[J].山西水利科技，2005(04)：24-25.

ImpactofPhreaticEvaporationonAgriculturalProductionandCountermeasures

WANG Dan-dan1；ZHANG Yan-yuan2and LI Ming-jun1

(1.Panjin Sub-bureau of Liaoning province Hydrological and Water Resources Surveying Bureau，Panjin 124000，China；2.Shenyang Sub-bureau of Liaoning Province Hydrological and Water Resources Surveying Bureau，Shenyang 110000，China)

In recent years，many preferential policies have given to agricultural production activities by the state，stimulating farmer’s enthusiasm for participating in agricultural growth.Water resources are a vital condition for crop growth and it is a key factor to maintain farmland moisture so as to guarantee the survival rate of crops.Influenced by natural environment，soil water in the farmland often appears abnormal evaporation，greatly decreasing water content in the soil and leading to unfavorable impact on crop growth.The unfavorable impact of phreatic evaporation on agricultural production is analyzed and concrete countermeasures are put forward in the paper.

phreatic evaporation；crop growth；impact；evaporation control；comprehensive countermeasures

1007-7596(2014)01-0021-03

2013-11-28

王丹丹(1979-)，女，遼寧臺安人，工程師；趙源媛(1980-)，女，甘肅徑川人，工程師；李朋軍(1982-)，男，遼寧盤錦人，助理工程師。

S152.7

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