高溫伏旱區(qū)旱地農(nóng)作系統(tǒng)水分供需平衡特征與生態(tài)適應(yīng)性研究.pdf

1、降水是高溫伏旱區(qū)旱地農(nóng)作系統(tǒng)的主要水資源。為了合理利用農(nóng)業(yè)水資源、改善水分供需矛盾、提出調(diào)整農(nóng)業(yè)水資源利用優(yōu)化方案，達到降水資源高效利用的最終目標(biāo)，研究旱作農(nóng)田作物降水供需狀況，開展旱地農(nóng)作系統(tǒng)水分生態(tài)適應(yīng)性評價，十分必要。
　　 本研究以農(nóng)田作物種群優(yōu)化和降水資源化為基本目標(biāo)，根據(jù)調(diào)查資料和田間實驗結(jié)果，以高溫伏旱代表區(qū)域奉節(jié)、萬州、沙坪壩為研究區(qū)，計算出重慶幾種主要作物(小麥、玉米、紅薯、馬鈴薯、胡豆、大豆、油菜)和主要種植

2、模式(麥-玉-苕、胡-玉-苕、麥-玉-豆、薯-玉-苕、胡-玉-豆、油-玉-苕)的需水量，系統(tǒng)地分析在坡度0°、5°、10°、15°、20°、25°耕地上，三種降雨年型中，作物生長發(fā)育與降水分布的時序關(guān)系、主要作物和種植模式水分供需平衡與錯位特征，并利用水分生態(tài)適應(yīng)性數(shù)學(xué)模型進行評價，以期對兩南旱作地區(qū)種植制度優(yōu)化和生產(chǎn)技術(shù)改進提供科學(xué)指導(dǎo)。主要結(jié)論如下：
　　 (1)重慶高溫伏旱區(qū)降水時空分布特征與有效降水量：重慶各年降雨量變化

3、較大，且從1994年開始，這個波動有增大的趨勢。平均年內(nèi)降雨主要集中在5～9月四個月期間，占全年總降雨量的68.62％，其中7月降雨量最大。奉節(jié)地區(qū)三種降雨年型主要是由各年5～9月份的實際降雨量決定。豐水年5～9月的降水總量占全年降雨量的76.48％，平水年5～9月的降水總量占全年總和的67.34％，欠水年同期占全年總降雨量的64.39％；萬州三種降雨年型各月降雨量的差異主要體現(xiàn)在7～9月，豐水年7～9月的降雨量占全年的54.16％，平

4、水年7～9月的降雨量占全年的54.16％，欠水年這個時期的降雨量占全年的40.59％。沙坪壩三種降雨年型的年降雨量差異的最明顯月份為7月，豐水年7月的降雨量占全年的38.45％，而平水年同期的降雨量僅占9.97％，欠水年更少為3.25％。同一地區(qū)、同一降雨年型的有效降雨量隨著耕地坡度的增加而減少。5°、10°、15°、20°、25°坡耕地上的有效降雨量分別比0°耕地上減少4％、12％、20％、27和35％。
　　 (2)高溫伏旱

5、區(qū)旱地作物需水量與作物系數(shù)：三個研究區(qū)和北碚實驗區(qū)的平均年參考作物蒸散量的大小順序是奉節(jié)＞北碚＞萬州＞沙坪壩；平均各月的日均參考作物蒸散量呈拋物線分布，和年內(nèi)各月氣溫分布相近，較大值出現(xiàn)在5～8月份。幾種主要單作作物整個生育期的作物系數(shù)大小排序為：紅薯＞馬鈴薯＞大豆＞胡豆＞油菜＞玉米＞小麥；就同種單作作物而言不同研究區(qū)作物需水量的大小順序為：奉節(jié)＞萬州＞沙坪壩；就相同的復(fù)作模式而言，不同研究區(qū)作物需水量的大小順序為：奉節(jié)＞萬州＞沙坪壩；

6、同一研究區(qū)不同復(fù)作模式需水量大小順序為：油-玉-苕＞胡-玉-豆＞薯-玉-苕＞麥-玉-豆＞胡-玉-苕＞麥-玉-苕。
　　 (3)高溫伏旱區(qū)旱地主要作物和種植模式水分供需平衡特征：在同一個降雨年型里，不同研究區(qū)單作作物和復(fù)作模式的水分滿足率都隨著耕地坡度增加而減小。復(fù)作模式的生育期為整個生產(chǎn)年度，同一研究區(qū)里，幾種復(fù)作模式的水分滿足率大小和降水年型有關(guān)，其大小順序是豐水年＞平水年＞欠水年。在平整的耕地上，奉節(jié)豐水年和平水年適宜的單作

7、作物為紅薯、玉米和大豆，欠水年沒有最適宜的單作作物，可以選擇較適宜的小麥和油菜。萬州各降雨年型都適宜的單作作物較多，如玉米、馬鈴薯、胡豆和油菜。沙坪壩的主要單作作物在不同降雨年型的水分滿足率都大于或等于1，所以可以根據(jù)實際需要配置作物品種。奉節(jié)只有豐水年適宜在坡度較小的耕地上種植麥-玉-苕、胡-玉-苕和麥-玉-豆。萬州豐水年里可以在平整的土地上種植各種復(fù)作模式，平水年里適宜種植麥-玉-苕。沙坪壩平水年里適宜種植麥-玉-苕、胡-玉-苕和麥

8、-玉-豆。
　　 (4)高溫伏旱區(qū)旱地農(nóng)作系統(tǒng)水分生態(tài)適應(yīng)性規(guī)律：由單作作物生育期在三個研究區(qū)的水分生態(tài)適應(yīng)性指數(shù)的大小和相對穩(wěn)定性來看：沙坪壩＞萬州＞奉節(jié)。將各種作物全生育期分為前期(Ⅰ)、發(fā)育期(Ⅱ)、中期(Ⅲ)、后期(Ⅳ)四個時期，分別分析了各生育期水分生態(tài)適應(yīng)性指數(shù)。水分生態(tài)適應(yīng)性指數(shù)偏小(小于0.9)的單作作物有：奉節(jié)地區(qū)的小麥在第Ⅱ生育期和全生育期水分生態(tài)適應(yīng)性指數(shù)分別為0.85和0.84；玉米在第Ⅲ生育期為0.89

9、；馬鈴薯生育期為0.85；胡豆在第Ⅱ、Ⅲ和全生育期分別為0.79、0.8和0.73；油菜在第Ⅱ和全生育期分別為0.77和0.75。萬州地區(qū)的小麥在第Ⅱ生育期水分生態(tài)適應(yīng)性指數(shù)為0.85；胡豆在第Ⅱ、Ⅲ和全生育期分別為0.81、0.8和0.89；油菜在第Ⅱ生育期為0.77。沙坪壩地區(qū)的胡豆在第Ⅱ生育期為0.89。復(fù)作模式在三個研究區(qū)水分生態(tài)適應(yīng)性指數(shù)的大小順序為：沙坪壩＞萬州＞奉節(jié)。其中水分生態(tài)適應(yīng)性指數(shù)偏小(小于0.8)的有：奉節(jié)地區(qū)的