節(jié)水條件下冬小麥農(nóng)田蒸散規(guī)律及其模擬研究.pdf

1、農(nóng)田蒸散是田間水分運(yùn)動(dòng)的中心環(huán)節(jié)，蒸散觀測(cè)和蒸散量的估算是農(nóng)業(yè)節(jié)水研究的基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)節(jié)水措施的制定關(guān)鍵是需要準(zhǔn)確測(cè)定和估算農(nóng)田的實(shí)際蒸散量。本文緊密結(jié)合當(dāng)前節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中采用的節(jié)水措施，其中包括不同灌溉制度、種植方式、秸稈覆蓋措施、耕作方式等，著重研究了不同農(nóng)業(yè)節(jié)水措施下冬小麥田間蒸散規(guī)律，闡明了對(duì)農(nóng)田蒸散過(guò)程影響的大氣、土壤和作物自身生物學(xué)指標(biāo)的相互聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用世界糧農(nóng)組織(FAO)推薦的作物系數(shù)法對(duì)麥田實(shí)際蒸散量進(jìn)行了綜

2、合模擬和比較。以期為合理地開(kāi)發(fā)利用華北平原尤其是太行山前平原地區(qū)水資源，制定合理的灌溉制度和探索新型綜合農(nóng)業(yè)節(jié)水措施提供科學(xué)依據(jù)，節(jié)約有限的農(nóng)業(yè)水資源，提高農(nóng)業(yè)水分利用效率。
　　 本文試驗(yàn)在中國(guó)科學(xué)院欒城農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站進(jìn)行，以冬小麥(Triticum aestivumL.)為主要研究對(duì)象。采用大型蒸滲儀測(cè)定潛在蒸散條件下田間蒸散量并以此為標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷哪M精度。利用自制棵間小型蒸發(fā)器(Micro-lysimeter)測(cè)定農(nóng)

3、田土壤實(shí)際蒸發(fā)量，同時(shí)配合人工取土烘干稱(chēng)重和中子儀及TDR測(cè)定土壤含水量，利用水量平衡法計(jì)算田間階段蒸散量。用冠層分析儀和人工方法測(cè)定冬小麥生物學(xué)指標(biāo)，利用光量子儀測(cè)定作物群體冠層指標(biāo)，同時(shí)結(jié)合地溫及氣象數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)測(cè)定，著重分析了各種節(jié)水措施下冬小麥田間蒸散變化差異。
　　 在田間試驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)分析和模擬得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：
　　 1、在平水年，冬小麥全生育期蒸散量為504.6 mm-602.7 mm，是同期降雨量的4

4、.4-5.4倍。其中，蒸散量最大的時(shí)期在拔節(jié)期和灌漿期。棵間蒸發(fā)總量為139.2 mm-167.4 mm，占蒸散總量的36％。棵間蒸發(fā)主要集中在越冬前和返青到拔節(jié)期。
　　 2、不同灌溉制度下，蒸散量和棵間蒸發(fā)量隨著灌溉次數(shù)及灌溉量的增加而增大。旱作減少了棵間土壤水分蒸發(fā)，節(jié)水效果明顯。從0水到5水，平均蒸散強(qiáng)度分另是2.22 mmd-1,2.16 mm d-1,2.29 mm d-1,2.62 mm d-1,2.23 mm d

5、-1和2.51 mm d-1。灌溉量大的處理對(duì)表層(0-20 cm)土壤含水量影響幅度較大，而灌溉量少的處理對(duì)深層土壤蓄水量影響幅度大，節(jié)水灌溉條件下土壤水分得到充分利用。
　　 3、四種行距下，隨著行距加寬，棵間無(wú)效水分消耗和E/ET增加，縮小行距可以有效抑制棵間蒸發(fā)，并且可減小土壤水分波動(dòng)，保持根系層土壤水分的持續(xù)、穩(wěn)定供應(yīng)。
　　 4、秸稈覆蓋可以減少蒸發(fā)損耗，維持較高的土壤含水量，增加蒸騰量，提高作物水分利用效率

6、。少覆蓋和多覆蓋處理的平均日蒸發(fā)強(qiáng)度分別比對(duì)照降低31.6％和51.5％，多覆蓋比少覆蓋降低29.1％；不覆蓋、少覆蓋和多覆蓋的E/ET分別是44.2％，39.8％和35.6％，覆蓋表現(xiàn)出了明顯的保墑作用。同時(shí)秸稈覆蓋可影響土壤溫度，降低高溫，增加低溫，使地溫變化趨于穩(wěn)定緩和。
　　 5、不同耕作方式蒸散量的大小順序是深耕＞旋耕＞秸稈粉碎免耕＞全免耕。秸稈覆蓋免耕抑制棵間蒸發(fā)效果明顯，蒸發(fā)強(qiáng)度僅為傳統(tǒng)耕作的59％和旋耕的74％。

7、耕作方式對(duì)土壤蓄水的作用差異主要在作物生育前期，且主要影響耕層50 cm深的土壤剖面。
　　 6、冬小麥階段作物系數(shù)在初期階段，中期階段和成熟階段分別為Kcini=0.916，Kcmid=1.1769，Kcend=0.39。與實(shí)測(cè)值相比模擬較好，RMSE為1.27 mm d-1。雙作物系數(shù)估算Kc與實(shí)測(cè)Kc吻合較好，相關(guān)性達(dá)到極顯著?；赑enman-Monteith公式單作物系數(shù)法和雙作物系數(shù)法模擬作物蒸散量精度也較高。