长期休耕的小麦残茬管理对地中海气候地区土壤水分、微气候和小麦产量的影响

《Agrosystems, Geosciences & Environment》：Impacts of long-fallow wheat stubble management on soil water, microclimate, and wheat yield in a Mediterranean climate

作物残茬管理对干旱区土壤水分和冬小麦产量的影响研究表明，不同残茬处理（常规、高留、春季刈割、移除）及行向（南北、东西）在Mediterranean气候区未显著改变土壤水分储存或产量，但存在微气候差异（风速、土壤温度）。

　　在干旱地区农业系统中，土壤水分的可用性常常是影响作物产量的关键限制因素。特别是对于美国内陆太平洋西北地区的冬小麦种植，土壤水分在播种前的长期休耕期是否充足，直接关系到作物的生长表现。本研究旨在评估四种不同的作物残留管理方法以及南北和东西方向的种植行距对冬小麦产量和休耕期土壤水分储存的影响。研究结果表明，虽然作物残留管理方法在一定程度上影响了近地表的微气候因素，如风速、土壤温度和空气温度，但这些因素并未对土壤水分储存或小麦产量产生显著差异。

研究选取了两个不同的地点进行为期两年的实验。这两个地点分别位于俄勒冈州东北部，具有不同的降水和土壤类型。在 Lexington 地点，土壤类型为 Warden 粉砂壤土，而在 Adams 地点，土壤类型为 Athena 粉砂壤土。这两个地点的年平均降水分别为 221 毫米和 388 毫米，而2022年的降水明显高于平均水平。尽管研究中考虑了不同的作物残留管理方式，包括常规残留高度、高残留保留、春季割除和残留清除，但最终的实验结果并未显示这些管理方式在小麦产量或土壤水分储存方面存在显著差异。

在研究过程中，土壤水分含量的变化通过在休耕期开始和结束时采集土壤核心样本进行测量。土壤核心样本的深度达到120厘米，以评估不同深度土壤水分的储存情况。此外，研究还监测了近地表的微气候条件，包括相对湿度、空气温度、土壤温度和风速。这些数据有助于理解不同残留管理方式对土壤水分蒸发的影响。研究还特别关注了冬季积雪的捕获情况，因为在某些条件下，残留高度可能影响积雪的分布和融化过程。

尽管研究中提到的某些残留管理方式可能在短期内对土壤水分蒸发有影响，但这些影响在长期休耕期中并未显现。例如，较高的残留高度在一定程度上降低了风速，这可能有助于减少土壤水分蒸发。然而，在休耕期结束时，土壤水分的增加量非常有限，表明这些管理方式对整体土壤水分储存的影响较小。此外，较高的残留高度在某些情况下可能增加土壤温度，这可能加剧水分蒸发。研究中还提到，虽然某些残留管理方式可能在冬季积雪事件中影响积雪的捕获和持续时间，但这些影响在长期干旱条件下并不显著。

研究还探讨了种植行距对微气候的影响。尽管在某些情况下，行距可能对风速和土壤温度产生影响，但整体来看，这些影响并不显著。这可能与该地区较长的干旱季节有关，因为在这种气候条件下，风速和温度的变化对土壤水分蒸发的影响可能被长期的干燥环境所抵消。此外，研究中提到，土壤水分蒸发的过程在不同阶段可能受到不同的因素影响，例如在土壤水分较多的阶段，蒸发主要受地表条件影响，而在水分较少的阶段，蒸发则更多地受到地下条件的控制。

综上所述，尽管不同的作物残留管理方式和种植行距可能对土壤水分蒸发和微气候产生一定影响，但在该地区的长期休耕期和干旱气候条件下，这些影响并未显著影响土壤水分储存或小麦产量。因此，研究建议在该地区优先考虑那些旨在改善土壤水分利用效率、播种条件和减少土壤侵蚀的残留管理方法。此外，进一步的研究可能需要考虑更多的年份数据，以更好地理解残留管理在不同降水模式下的长期影响。