第5章
结论与讨论

1.降雨变律“前多后少”年份微集雨模式对土壤温度和出苗率的影响

在2010年降雨变律年型下，膜垄处理和土垄处理在生育前期具有5cm日变幅最小和提高了最小土壤温度的效果，而土垄处理没有提高最低土壤温度但是增大了日变幅；在两种降雨变律年型下，2009年，由于前期降雨偏少限制了各微集雨模式的出苗率，而在2010年，则由于土壤温度和水分双重的优势作用下显著增加了各处理的出苗率。在降雨变律常规年份，垄沟模式尤其是覆膜处理的出苗率显著得高，而在降雨变律“前多后少”的年份，则表现为膜垄处理的最高，其次是平地处理，最后是土垄处理。由此可见，在播种前，土壤贮水量相差不显著的年型下，影响作物出苗率的主要因素是土壤温度，尤其是在播种至出苗期间的降雨量，2009年，作物在萌发期间没有有效降雨，如若没有人工喷灌，作物的出苗率将会显著降低，在2010年，作物萌发期间有限降雨显著大于多年平均值，故造成作物出苗率较2009年显著增加。

2.降雨变律和微集雨模式对株高和叶面积指数的影响

就株高和叶面积指数在各微集雨模式的表现来看，膜垄处理的株高和叶面积指数显著大于土垄处理和平地处理，在2009年降雨变律年型下，M20处理的株高和叶面积指数在主要生育期均为最大，而在2010年降雨变律年型下，在孕穗期以前，M20处理的株高和叶面积指数为最大，但是在后期，M40处理由于其相对较小的种间竞争压力和较为充足的水分生长环境，株高和叶面积指数增长显著，且为各处理中最高。因此，在降雨变律“前多后少”的2010年，降雨促进了作物在营养生长期的生长发育，而在降雨变律常规的2009年，降雨对作物在营养生长期的促进作用则没有降雨分配前倾年份显著，膜垄微集雨模式所特有的集雨效果更是在所有处理中凸显而出，因而在半干旱雨养农业区，垄上覆膜微集雨种植技术对作物的生长发育作用显著。

3.两种降雨变律的微集雨模式对土壤水和降雨利用先后关系的影响

就两种降雨年型下作物对降雨和土壤水的利用率而言，在播前贮水量和生育期总降雨量基本相似的情况下，2009年，在生育期前期作物的总耗水量中作物对土壤水的利用效率显著高于2010年，而在后期，2009年各处理对降雨的利用效率加强了，而在2010年，则表现为前期对降雨的利用率最高，甚至出现了土壤水的增加，但是在后期则表现为对土壤水的利用较高。

4.雨养农业区降雨量分布“前倾”对土壤深层水分的影响

在降雨变律“前多后少”的2010年，作物生育前期降雨量显著增多，可补充土壤耕作层以下尤其是深层水分，这可能源于以下3个原因：

（1）生育前期耕作层水分相对较少，中层剖面段水分相对较高，深层水分较少，在此期间，由于降雨相对较充分，雨水可以在耕作层大量储存，由于不同深度水势差的存在，实现了降雨可以很快通过中层剖面段最终向深层下渗。

（2）在生育期前期，作物地上生物量相对较小，作物的蒸散量较低，对土壤水分的消耗相对较少。

（3）在降雨量前倾年份，由于前期土壤水分相对充足，造成作物根系分布较大，极大地抑制了作物在生育后期对深层水分的消耗。

5.微集雨模式和降雨变律对产量和水分利用效率的影响

就产量、地上干物质量和水分利用效率而言，不同垄沟覆膜微集雨模式在应对两种降雨变律年型的响应非常显著。在降雨变律常规年份后期（7月底）降雨过多，此时燕麦正处于开花灌浆期，对强光的需求最迫切，强降雨抑制了燕麦籽粒的正常灌浆，而在2010年降雨变律年型下，则出现了相反的结果；两种降雨年型均表现出膜垄处理显著高于土垄处理和平地处理，在降雨变律“前多后少”年份，以上各指标显著高于降雨分配常规年份；在降雨分配常规年份，膜垄处理的优越性高于“降雨前倾”年份。在应对两种降雨变律的集雨模式中，采用垄沟宽度比为1∶1的M40膜垄集水模式产量、干物质量和水分效率均为各年型最高，由此可见，在所有集雨模式中，M40 处理是一种应对这两种降雨年型最优的微集雨模式。

6.微集雨模式和降雨变律对土壤水分的影响

就不同剖面土壤水分的变化来看，耕作层0~30cm剖面贮水量以增加为主，在2009年降雨变律年型下，垄沟比为2∶1模式集水能力好于1∶1和2∶3模式，而在2010年降雨变律“前多后少”年型下，垄沟比为1∶1模式集水能力好于2∶1和2∶3模式，其中膜垄处理的贮水量增加显著高于其余处理；在30~90cm剖面，平地处理在两种降雨变律下对该剖面水分消耗最大，尤其以降雨量分布“前多后少”的2010降雨变律年型下表现最为显著，亏缺达到了45.4mm，而膜垄处理和土垄处理的消耗则要显著小于平地处理。由此可见，相对于传统的平作处理，垄作处理尤其是膜垄处理可以更有效地将降雨转化为土壤水，优化土壤水生态；但是同样也应注意到，膜垄处理对该层段土壤水的消耗非常明显，这与膜垄处理出苗率和叶面积指数显著高于其余几个处理，与此同时，作物的主要根系分布在此剖面有关，因而降低了土壤水系统的可持续性，下茬作物种植甚至可能出现作物减产的危险，这也是垄沟地膜种植模式所带来的弊端，尤其是在降雨变律呈现“前多后少”的年型下，虽然取得了经济产量的大幅增加，但是导致了30~90cm剖面水分极大的消耗，为此可以通过采用休耕、免耕和草田轮作等方法恢复土壤水分，实现土壤水的可持续发展，同时也使垄沟地膜集雨技术走上可持续发展的道路。

7.两种降雨变律对“需水勺和低水槽”矛盾的响应

在西北半干旱地区存在“需水勺和低水槽”矛盾，在整个作物生育期，其需水曲线基本不变。在2009年，和2010年土壤贮水量基本相同的情况下，2009年，孕穗期各微集雨模式土壤贮水量最小值为100~130mm，而2010年各微集雨模式同期土壤贮水量最小值为130~160mm，实现了低水槽实际水分的增长，从而缩小了“需水勺和低水槽”之间的水分差距，最终实现了作物的增产和水分利用效率的提高。因此，降雨变律“前多后少”的年份对缓解“需水勺和低水槽”水分矛盾的效果要好于降雨变律常规年份。 rdSUxwGJp2aIqsexAsEsl0F8XJh7peKY3z+W3Z4ti2UssYllXh3CGXDZEHi/RiYf