2018—2022年烏蘭察布市農田土壤墑情時空變化規律分析

摘 要：根據2018—2022年烏蘭察布市40個農田土壤墑情監測點的監測資料，匯總整理土壤相對含水量數據，結合降雨量數據，從空間變化、年際變化和季節變化方面分析該地區農田土壤墑情在時間和空間上的變化規律。結果表明：烏蘭察布市農田土壤相對含水量的空間分布規律總體為南高北低，農田土壤相對含水量有顯著的年際變化和季節變化特征。農田土壤墑情監測能夠為農業生產和抗旱防災提供一定的技術支撐，為農作物適時合理灌溉提供重要的科學指導。

關鍵詞：土壤墑情；墑情監測；土壤相對含水量；變化規律

中圖分類號：S152.7 文獻標志碼：A 文章編號：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，能夠對土壤的物理性質、微生物活動、養分的溶解和轉移產生影響，是植物生長的基本條件［1］。農作物用水主要來源于灌溉和大氣降水，灌溉水和降水轉化為土壤水被農作物吸收利用。田間管理措施、農藝技術和田間工程對農田土壤供水及農作物的水資源利用都會產生影響。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，監測土壤墑情可為農作物適時科學合理灌溉提供依據［2］。定時定點測定農田土壤含水量，及時掌握土壤水分狀況，探明農作物生長發育期內水分盈虧情況，為及時制定灌溉、排水或施肥決策提供重要依據，在農業節約水資源方面發揮重要作用［3］。農田土壤墑情監測及預報是農業信息服務與農業節水技術推廣的重要內容，在農業生產管理和現代化農業科技發展中發揮著重要作用［4］。根據農田土壤墑情測定情況，可以獲得當地土壤墑情并掌握農田土壤墑情的變化規律，為農田科學合理灌溉提供技術指導，從而節約水資源，提高水資源利用率［5］。

烏蘭察布市位于內蒙古自治區中部，是主要糧食種植地區之一，主要發展旱作農業，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，常年干旱少雨，水資源匱乏，其北部地區的水資源尤為緊缺［6］。降水量少、蒸發量大是烏蘭察布市的主要氣候特征［7］。干旱缺水和無霜期短是烏蘭察布市農牧業發展的主要制約因素［8］。十年九旱、年年春旱是烏蘭察布市的典型自然特征。每年春耕時節，由于干旱缺水導致許多耕地無法播種，毀種和缺苗斷壟現象普遍存在，在農業生產中每年都有較大的經濟損失［9］。隨著經濟社會的發展，烏蘭察布市水資源短缺情況日益嚴重，直接影響經濟社會的可持續發展。適時開展農田土壤墑情監測，科學調節土壤中的水分狀況，掌握農田土壤墑情，為春耕備耕、抗旱保苗、調整種植結構、田間管理等提供科學依據，為農民增加經濟收入提供指導。

1 概況介紹

烏蘭察布市轄11個旗縣市區，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（大青山以南）溫暖雨量多、后山地區（大青山以北）多風的特殊氣候。

按照《內蒙古土壤墑情與旱情監測技術辦法》，烏蘭察布市設有40個固定農田土壤墑情監測點，除集寧區、卓資縣和察右中旗外，每個旗縣均布設5個農田土壤墑情監測點，其中14個為水澆地監測點，26個為旱地監測點。農田土壤墑情監測采用“三點法”，分別在0～20 cm、20～40 cm土層取樣，測定不同深度的土壤含水量，土壤含水量測定方法采用烘干法［10］。每年4—10月進行農田土壤墑情監測，其中4—6月每月加密監測6次，7—10月每月常規監測2次；11月到翌年3月為封凍期，不監測。

2 農田土壤墑情監測結果

根據2018—2022年烏蘭察布市農田土壤墑情監測資料，按地塊類型（水澆地和旱地）分類，將0～20 cm、20～40 cm土層農田土壤含水量數據進行整理、統計、匯總，分析烏蘭察布市農田土壤墑情時空變化特征，計算結果見表1。

3 農田土壤墑情時空變化特征分析

3.1 空間變化特征分析

根據2018—2022年烏蘭察布市農田土壤墑情監測點監測數據資料，將土壤相對含水量進行匯總，按照前山地區（察右前旗、興和縣、涼城縣、豐鎮市）、后山地區（四子王旗、察右后旗、商都縣、化德縣）對地域內各旗縣的每層土壤相對含水量和全市平均土壤相對含水量進行對比分析，得到的結果詳見表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0～20 cm土層農田平均土壤相對含水量較全市平均偏高2.29%，察右前旗、興和縣和豐鎮市0～20 cm土層農田平均土壤相對含水量較全市平均分別偏高0.80%、0.39%、8.51%，涼城縣0～20 cm土層農田平均土壤相對含水量較全市平均偏低0.54%；2018—2022年烏蘭察布市前山地區20～40 cm土層農田平均土壤相對含水量較全市平均偏高4.76%，察右前旗、興和縣和豐鎮市20～40 cm土層農田平均土壤相對含水量較全市平均分別偏高13.5%、0.53%、7.78%，涼城縣20～40 cm土層農田平均土壤相對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0～20 cm土層農田平均土壤相對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土層農田平均土壤相對含水量較全市平均分別偏低4.45%、5.76%、8.85%，化德縣0～20 cm土層農田平均土壤相對含水量較全市平均偏高9.94%；2018—2022年烏蘭察布市后山地區20～40 cm土層農田平均土壤相對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土層農田平均土壤相對含水量較全市平均分別偏低7.39%、0.90%、13.68%，化德縣20～40 cm土層農田平均土壤相對含水量較全市平均偏高2.92%。

通過對比分析可知，烏蘭察布市農田土壤相對含水量空間分布規律總體為南高北低，即前山高后山低。受土壤質地、局部降水和灌溉的影響，個別站點的土壤相對含水量變化規律不明顯。

3.2 時間變化特征分析

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，降水時空分布顯著不均勻，降水量主要集中在7—8月，而7—8月進行常規監測即每月監測2次，春耕備播期每月監測6次。因此，7—8月降水量對全年農田平均土壤相對含水量有較大影響，烏蘭察布市農田土壤相對含水量年際變化采用去除7—8月的降水量數據。

對2018—2022年烏蘭察布市農田土壤墑情監測資料進行統計與對比分析，得到烏蘭察布市農田土壤墑情年際變化統計表，詳見表3。

由表3可知，2022年農田平均土壤相對含水量為53.11%，為統計年際的最低值；2021年農田平均土壤相對含水量為59.55%，為統計年際的最高值。烏蘭察布市0～20 cm土層農田土壤相對含水量、20～40 cm土層農田土壤相對含水量和平均農田土壤相對含水量的年際變化顯著，與降水量的年際變化趨勢基本一致，呈正相關關系。

3.2.2 年內季節變化分析

根據2018—2022年烏蘭察布市農田土壤墑情監測各月份土壤相對含水量情況，通過數據匯總、計算，得到烏蘭察布市月平均農田土壤相對含水量變化圖（詳見圖3），并分析農田土壤相對含水量的年內季節變化。

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

4 結束語

農田土壤墑情是反映農作物受旱情況的一項重要指標，也是分析旱情變化規律及開展抗旱灌溉的重要依據。對2018—2022年烏蘭察布市40個農田土壤墑情監測點監測數據進行梳理、匯總、分析，從空間和時間兩個維度分析，得出以下結論。①烏蘭察布市農田土壤相對含水量空間分布規律總體為南高北低，即前山高后山低。受土壤質地、局部降水和灌溉的影響，個別站點的農田土壤相對含水量變化規律不明顯。②烏蘭察布市農田土壤相對含水量的年際變化顯著，與降水量的年際變化趨勢基本一致，呈正相關關系。烏蘭察布市農田土壤相對含水量也存在明顯的季節性變化，月平均農田土壤相對含水量總體上呈“S”形變化，6月農田土壤相對含水量為全年最低，7月農田土壤相對含水量為全年最高。

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［10］彭世琪，鐘永紅，崔勇，等.農田土壤墑情監測技術手冊［M］.北京：中國農業科學技術出版社，2008.

基金項目：農業節水與農田墑情監測項目（烏農財〔2023〕276號）。

作者簡介：安志燕（1986—），女，碩士，工程師，研究方向：土壤墑情監測、農業節水、耕地質量保護和農業技術推廣。

通信作者：武寶龍（1987—），男，本科，助理農藝師，研究方向：農業節水、耕地質量和資源環境保護、農業技術推廣。