2018—2022年乌兰察布市农田土壤墒情时空变化规律分析

摘 要：根据2018—2022年乌兰察布市40个农田土壤墒情监测点的监测资料，汇总整理土壤相对含水量数据，结合降雨量数据，从空间变化、年际变化和季节变化方面分析该地区农田土壤墒情在时间和空间上的变化规律。结果表明：乌兰察布市农田土壤相对含水量的空间分布规律总体为南高北低，农田土壤相对含水量有显著的年际变化和季节变化特征。农田土壤墒情监测能够为农业生产和抗旱防灾提供一定的技术支撑，为农作物适时合理灌溉提供重要的科学指导。

关键词：土壤墒情；墒情监测；土壤相对含水量；变化规律

中图分类号：S152.7 文献标志码：A 文章编号：1674-7909（2024）5-132-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.05.030

0 引言

水分是土壤的重要组成部分之一，能够对土壤的物理性质、微生物活动、养分的溶解和转移产生影响，是植物生长的基本条件［1］。农作物用水主要来源于灌溉和大气降水，灌溉水和降水转化为土壤水被农作物吸收利用。田间管理措施、农艺技术和田间工程对农田土壤供水及农作物的水资源利用都会产生影响。土壤墒情即土壤含水量状况，是反映土壤水分丰缺状况的重要指标，监测土壤墒情可为农作物适时科学合理灌溉提供依据［2］。定时定点测定农田土壤含水量，及时掌握土壤水分状况，探明农作物生长发育期内水分盈亏情况，为及时制定灌溉、排水或施肥决策提供重要依据，在农业节约水资源方面发挥重要作用［3］。农田土壤墒情监测及预报是农业信息服务与农业节水技术推广的重要内容，在农业生产管理和现代化农业科技发展中发挥着重要作用［4］。根据农田土壤墒情测定情况，可以获得当地土壤墒情并掌握农田土壤墒情的变化规律，为农田科学合理灌溉提供技术指导，从而节约水资源，提高水资源利用率［5］。

乌兰察布市位于内蒙古自治区中部，是主要粮食种植地区之一，主要发展旱作农业，主栽作物有玉米、马铃薯、向日葵、燕麦等，属于干旱、半干旱地区，常年干旱少雨，水资源匮乏，其北部地区的水资源尤为紧缺［6］。降水量少、蒸发量大是乌兰察布市的主要气候特征［7］。干旱缺水和无霜期短是乌兰察布市农牧业发展的主要制约因素［8］。十年九旱、年年春旱是乌兰察布市的典型自然特征。每年春耕时节，由于干旱缺水导致许多耕地无法播种，毁种和缺苗断垄现象普遍存在，在农业生产中每年都有较大的经济损失［9］。随着经济社会的发展，乌兰察布市水资源短缺情况日益严重，直接影响经济社会的可持续发展。适时开展农田土壤墒情监测，科学调节土壤中的水分状况，掌握农田土壤墒情，为春耕备耕、抗旱保苗、调整种植结构、田间管理等提供科学依据，为农民增加经济收入提供指导。

1 概况介绍

乌兰察布市辖11个旗县市区，年均降水量为370 mm，雨量集中在7—8月，年平均气温为5.3 ℃。大青山横穿乌兰察布市中部，形成了前山地区（大青山以南）温暖雨量多、后山地区（大青山以北）多风的特殊气候。

按照《内蒙古土壤墒情与旱情监测技术办法》，乌兰察布市设有40个固定农田土壤墒情监测点，除集宁区、卓资县和察右中旗外，每个旗县均布设5个农田土壤墒情监测点，其中14个为水浇地监测点，26个为旱地监测点。农田土壤墒情监测采用“三点法”，分别在0～20 cm、20～40 cm土层取样，测定不同深度的土壤含水量，土壤含水量测定方法采用烘干法［10］。每年4—10月进行农田土壤墒情监测，其中4—6月每月加密监测6次，7—10月每月常规监测2次；11月到翌年3月为封冻期，不监测。

2 农田土壤墒情监测结果

根据2018—2022年乌兰察布市农田土壤墒情监测资料，按地块类型（水浇地和旱地）分类，将0～20 cm、20～40 cm土层农田土壤含水量数据进行整理、统计、汇总，分析乌兰察布市农田土壤墒情时空变化特征，计算结果见表1。

3 农田土壤墒情时空变化特征分析

3.1 空间变化特征分析

根据2018—2022年乌兰察布市农田土壤墒情监测点监测数据资料，将土壤相对含水量进行汇总，按照前山地区（察右前旗、兴和县、凉城县、丰镇市）、后山地区（四子王旗、察右后旗、商都县、化德县）对地域内各旗县的每层土壤相对含水量和全市平均土壤相对含水量进行对比分析，得到的结果详见表2、图1和图2。

由图1可以看出，2018—2022年乌兰察布市前山地区0～20 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均偏高2.29%，察右前旗、兴和县和丰镇市0～20 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均分别偏高0.80%、0.39%、8.51%，凉城县0～20 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均偏低0.54%；2018—2022年乌兰察布市前山地区20～40 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均偏高4.76%，察右前旗、兴和县和丰镇市20～40 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均分别偏高13.5%、0.53%、7.78%，凉城县20～40 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均偏低2.76%。

由图2可以看出，2018—2022年乌兰察布市后山地区0～20 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均偏低2.29%，四子王旗、察右后旗和商都县0～20 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均分别偏低4.45%、5.76%、8.85%，化德县0～20 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均偏高9.94%；2018—2022年乌兰察布市后山地区20～40 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均偏低4.76%，四子王旗、察右后旗和商都县20～40 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均分别偏低7.39%、0.90%、13.68%，化德县20～40 cm土层农田平均土壤相对含水量较全市平均偏高2.92%。

通过对比分析可知，乌兰察布市农田土壤相对含水量空间分布规律总体为南高北低，即前山高后山低。受土壤质地、局部降水和灌溉的影响，个别站点的土壤相对含水量变化规律不明显。

3.2 时间变化特征分析

3.2.1 年际变化分析

由于乌兰察布市地形和地理位置特点，降水时空分布显著不均匀，降水量主要集中在7—8月，而7—8月进行常规监测即每月监测2次，春耕备播期每月监测6次。因此，7—8月降水量对全年农田平均土壤相对含水量有较大影响，乌兰察布市农田土壤相对含水量年际变化采用去除7—8月的降水量数据。

对2018—2022年乌兰察布市农田土壤墒情监测资料进行统计与对比分析，得到乌兰察布市农田土壤墒情年际变化统计表，详见表3。

由表3可知，2022年农田平均土壤相对含水量为53.11%，为统计年际的最低值；2021年农田平均土壤相对含水量为59.55%，为统计年际的最高值。乌兰察布市0～20 cm土层农田土壤相对含水量、20～40 cm土层农田土壤相对含水量和平均农田土壤相对含水量的年际变化显著，与降水量的年际变化趋势基本一致，呈正相关关系。

3.2.2 年内季节变化分析

根据2018—2022年乌兰察布市农田土壤墒情监测各月份土壤相对含水量情况，通过数据汇总、计算，得到乌兰察布市月平均农田土壤相对含水量变化图（详见图3），并分析农田土壤相对含水量的年内季节变化。

由图3可以看出，乌兰察布市农田月平均土壤相对含水量总体上呈“S”形变化。4—6月农田土壤相对含水量基本呈下降趋势，6—7月农田土壤相对含水量呈显著上升趋势，7—10月农田土壤相对含水量呈下降趋势。乌兰察布市农田月平均土壤相对含水量有明显的季节性变化，6月农田土壤相对含水量为全年最低，7月农田土壤相对含水量为全年最高。

4 结束语

农田土壤墒情是反映农作物受旱情况的一项重要指标，也是分析旱情变化规律及开展抗旱灌溉的重要依据。对2018—2022年乌兰察布市40个农田土壤墒情监测点监测数据进行梳理、汇总、分析，从空间和时间两个维度分析，得出以下结论。①乌兰察布市农田土壤相对含水量空间分布规律总体为南高北低，即前山高后山低。受土壤质地、局部降水和灌溉的影响，个别站点的农田土壤相对含水量变化规律不明显。②乌兰察布市农田土壤相对含水量的年际变化显著，与降水量的年际变化趋势基本一致，呈正相关关系。乌兰察布市农田土壤相对含水量也存在明显的季节性变化，月平均农田土壤相对含水量总体上呈“S”形变化，6月农田土壤相对含水量为全年最低，7月农田土壤相对含水量为全年最高。

参考文献：

［1］王德维，徐立燕，周云，等.土壤墒情自动监测与人工烘干法比测研究［J］.江苏水利，2017（7）：68-72.

［2］罗萍，王进，杨贵宝，等.土壤墒情评价指标研究初探［J］.云南农业科技，2017（5）：17-20.

［3］赵红.陕西省土壤墒情监测工作现状分析及建议［J］.陕西水利，2018（1）：75-76.

［4］苏化洲，翟永胜，樊秀荣，等.巴彦淖尔市临河区农田土壤墒情与旱情监测分析［J］.宁夏农林科技，2017，58（6）：13-14，16.

［5］程爱珠.安徽旌德县土壤墒情动态变化分析及节水保墒技术［J］.农业工程技术，2017，37（29）：35.

［6］宋培业，常淑华，马兰忠.内蒙古乌兰察布市、赤峰市高效节水灌溉发展现状、存在问题分析［J］.内蒙古水利，2012（6）：90-91.

［7］邢杰，丁立新，张振国.乌兰察布市节水农业发展的现状、问题与对策［J］.内蒙古农业科技，2008（5）：87-88.

［8］王帅，徐秀秀.内蒙古乌兰察布市催马扬鞭发展机械化节水设施农业［J］.当代农机，2010（5）：15-16.

［9］刘俊生，岳志强，郝媛.开展墒情监理在乌兰察布市农牧业生产中的意义［J］.内蒙古水利，2007（4）：51-52.

［10］彭世琪，钟永红，崔勇，等.农田土壤墒情监测技术手册［M］.北京：中国农业科学技术出版社，2008.

基金项目：农业节水与农田墒情监测项目（乌农财〔2023〕276号）。

作者简介：安志燕（1986—），女，硕士，工程师，研究方向：土壤墒情监测、农业节水、耕地质量保护和农业技术推广。

通信作者：武宝龙（1987—），男，本科，助理农艺师，研究方向：农业节水、耕地质量和资源环境保护、农业技术推广。