4.1.1 秸秆覆盖下不同灌水量对土壤含水率的影响
夏玉米生育期内不同处理的土壤含水率动态变化如图4.1、图4.2所示。试验结果表明，各处理土壤含水率动态变化总体表现为：随土层深度加深而提高，随夏玉米生育期推移而降低，并且各处理的耕作层含水率呈W形分布；秸秆隔层附近土层含水率变幅较大；心土层含水率变化幅度相对较小。
图4.1 2017年各处理在夏玉米生育期内的土壤含水率变化
在苗期，各处理耕作层含水率差异不显著。拔节期前，进行第一次地面灌溉，此时各处理耕作层含水率均大幅增加，灌溉结束后，随土壤蒸发和作物蒸腾作用增强土壤含水率逐渐降低，同一灌水量下，秸秆表覆处理的耕作层含水率降幅较小，并且耕层维持高含水率时间较长；CK处理灌溉后迅速下降，降幅最大，其次是SW1处理。这可能是因为SW1处理的灌溉量小，导致耕作层土壤水未达到饱和状态，无多余土壤水入渗，且土壤持续蒸发和作物蒸腾，秸秆隔层在一定程度上阻碍了深层土壤水的上移，导致SW1处理耕作层含水率持续降低；SW2、SW3处理在耕作层含水率保持平稳，灌溉或有效降雨后较长一段时间内耕作层含水率较高，且二者多余土壤水向下入渗，先补充秸秆隔层蓄水，多余水分补给地下水；后期耕作层含水率下降，秸秆隔层释放蓄水，补充耕层水分，并提供夏玉米生长所需水分，有利于夏玉米生长；SW4处理灌溉量大，对秸秆隔层产生不同程度的破坏，连通了地下水与耕作层的水分运移通道，在生育期耕作层含水率变化幅度较大，地面灌溉或有效降雨后含水率大幅增加，随后因腾发作用迅速减小。因秸秆表覆的作用，秸秆表覆处理在一定程度上可减少土壤蒸发，保持耕作层较高的含水率，并且灌溉后高含水率持续时间较长；同时，表覆层以下的土壤结构导水率与CK一样，无差异，易形成水分运移联通体，随着土壤蒸发和作物蒸腾的持续作用，深层土壤水持续补给蒸发，促进了耕作层的蒸发，使含水率减小，其中BW4降幅最大。
在夏玉米灌浆期，秸秆表覆减少土壤蒸发的作用减弱，此时作物的蒸腾作用增强。BW1，BW2，SW1处理耕作层土壤含水率持续下降，其他秸秆覆盖处理耕作层土层含水率下降时间较CK处理延后3～10 d。夏玉米成熟期，BW1，BW2，SW1处理的耕作层平均含水率较CK降低10.5%～21.3%，其他秸秆覆盖处理的耕作层平均含水率较CK处理提高5.6%～9.4%，秸秆深埋的SW2处理效果较好。
图4.2 2018年各处理在夏玉米生育期内的土壤含水率变化
夏玉米生育期各处理秸秆隔层的土壤含水率变化如图4.3所示。可知，在同一生育阶段，秸秆深埋的秸秆隔层含水量随灌水量增加呈先增后减趋势，SW2和SW3含水率无显著差异（p＞0.05）；秸秆表覆相应土层含水率随灌水量增加而增加，BW4处理含水率最大。在成熟期，除SW1秸秆隔层持水量较CK平均降低6.3%，SW2，SW3，SW4隔层含水率较CK分别提高20.3%，17.7%，3.3%，并且在秸秆隔层附近含水率等值线紧密。BW1和BW2处理的相应土层含水率较CK平均下降10.0%和5.2%，BW3和BW4较CK提高1.8%和4.8%，差异不显著（p＞0.05）。分析土壤含水率等值线图可知，秸秆深埋处理随灌水量增加，等值线逐渐密集，后稀疏，说明在适宜灌水定额下，秸秆隔层能够蓄纳耕作层多余的入渗水或降雨，扩大秸秆隔层蓄水容量；同时，在土壤蒸发和作物蒸腾较强时，秸秆隔层蓄水可补给耕层，并有效促进深层根吸收深层土壤水分供给夏玉米生长。秸秆表覆等值线图随灌水量增加，在表层逐渐密集，说明即使表覆秸秆在土壤表层仍存在较大量的水分交换，在腾发作用下而被蒸发，导致表层土壤含水率下降，随着灌水量增加降幅逐渐变小。心土层含水率随土层深度加深而提高，随灌水量增大而增大，随蒸发作用的增强而降低。因此，在作物生长中后期，秸秆深埋较秸秆表覆节水蓄水效果好，以SW2和SW3处理较佳。
图4.3 不同生育期各处理的秸秆隔层含水量