施用γ-PGA提高土壤吸水性与保水性

膜孔灌丰要通过地膜输水，是一种新型的节水灌溉技术，其具有节水、保墒、保肥、提升水分利用效率和提高灌水质量的优点。聚谷氨酸(γ-PGA)具有极高的吸水性和保湿性。杨扬等主要通过对不同梯度γ-PGA施量的研究，得出γ-PGA施量对膜孔灌自由入渗特性的影响，以期作为今后研究入渗特性和膜孔灌技术的参考。

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试验结果表明，在105min左右入渗的自由入渗率达到了相对稳定，记录105min后最先连续的4个时刻点的平均速率得到试验的稳定入渗率，即土壤入渗后期表征入渗能力的参数指标是由稳定入渗率决定的。对4种不同γ-PGA施量的膜孔灌入渗率曲线分析，PGA施量配比从0％增大到1％，稳定入渗率从0.47cm／min递减到0.15cm／min，减小率达68％，表明γ-PGA施量对土壤稳定入渗率影响较大，γ-PGA施量增加土壤稳定入渗率减小。对试验数据中的土壤的稳定入渗率与γ-PGA施量进行拟合，可知土壤的稳定入渗率与γ-PGA施量的相关关系符合指数负相关关系如图3所示。

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由于在入渗过程中水分发生运移，水平方向湿润锋只受到基质势的作用，而垂直方向的湿润锋不仅受到基质势的作用，还增加了重力势的作用，所以垂直方向的湿润锋运移速率比水平的快。图5为不同γ-PGA施量的自由入渗的水平湿润锋曲线。可以看出随着入渗时间、γ-PGA的施量增大，水平湿润锋运移距离不断增大，水平湿润锋运移曲线变缓，说明随着入渗时问的增加水平湿润锋推进速逐渐度减小；在相同入渗时间内，添加不同施量的γ-PGA，水平湿润锋运移距离的变化不是很明显。

图6为PGA施量的膜孔灌自由入渗的垂直湿润锋运移曲线。可以看出，随着入渗时间的增加，由于γ-PGA施量的增大，垂直湿润锋的运移距离变大，但运移曲线变缓，说明垂直湿润锋的推进速度随着时间的增加逐渐减小；在入渗时，随着γ-PGA施量的增大而减小。这主要是因为在其他条件不变，只改变γ-PGA施量时，随着PGA施量的增加提升了土壤的保水性能，使得垂直湿润锋的下移速度、下移速率均减小，从而垂直湿润锋的运移距离变小。

图7是灌水结束后，相同灌水时间、不同处理下，膜孔下方不同位置处土壤含水率分布图。随着γ-PGA施量的增大初始的饱和含水量增加。根据试验结果，可见试验组各处理在距离膜孔中心10cm范围内土壤湿润体相应层位的含水率明显高于对照组，且土壤含水率随着γ-PGA施量的增加而明显增加；但是在10cm以下区域，湿润体各层的含水率变化则与之呈相反趋势。

1.  γ-PGA对入渗能力的影响：γ-PGA的施用量显著影响了膜孔灌单点源自由入渗能力，导致入渗速率和稳定入渗率均出现下降。具体来说，加入γ-PGA后，稳定入渗率从0.47cm/min降至0.15cm/min，减小了68%。

2.  γ-PGA对入渗模型的影响：根据Kostiakov模型，γ-PGA的加入改变了模型的相关关系，表明入渗过程受到了显著影响。

3.  γ-PGA对湿润锋运移特性的影响：γ-PGA的施用量对垂直湿润锋的运移特性有显著影响，垂直湿润锋的运移速率随着施用量的增加而降低。

4.  γ-PGA对湿润体含水率分布的影响：施用γ-PGA的处理组在膜孔中心10cm范围内土壤湿润体含水率明显高于对照组，并且含水率随着γ-PGA施用量的增加而增加。然而，在10cm以下区域，湿润体各层的含水率变化趋势与此相反，显示出施用量增加导致含水率降低。