玉米冠层对喷灌水量再分配的田间试验研究

论文摘要

喷灌作为一种先进的灌水技术,与传统的地面灌溉相比,具有节约用水、增加作物产量、提高作物品质、调节田间小气候、适应性强以及便于自动化控制等优点。基于上述优点,喷灌得以在世界范围内迅速发展和推广。然而,与地面灌溉相比,喷灌过程中存在冠层截留和蒸发飘移损失,导致喷灌水的损失和水量的重新分配。为了了解作物冠层对喷灌水量再分配的影响和水量在地面的分布状况,本文以喷灌夏玉米田间试验为基础,基于水量平衡原理,对喷灌水经玉米冠层后的分配状况和喷灌水在地表的分布规律进行了初步探讨,得出以下结果:1.一次喷灌灌水过程中,由于玉米冠层的影响,喷灌水量在地表的分布既具有同一性,也有差异性。对于同一生育期,同一种植密度条件下的玉米而言,在同一喷灌强度内各测点处的茎秆下流水量和棵间穿透水量都表现出很高的同一性。由于玉米冠层的影响,各部分喷灌水量之间又存在明显的差异性:茎秆下流水量、棵间穿透水量和冠层截留量之间存在明显差异性,棵间水量内部之间也存在明显差异性。2.试验基于水量平衡原理,对喷灌过程中的各部分水量进行了测定,得出了玉米不同生育期的水量分布及冠层截留量。中等种植密度条件下,玉米各生育期茎秆下流水量占冠层上部水量的比例在37.2%～47.0%之间变化,棵间穿透水量的变化范围为43.8%～59.3%。玉米拔节期到灌浆期,冠层截留量分别为0.8mm、1.8mm、2.7mm和2.9mm,到玉米灌浆成熟期,冠层截留量又下降到2.6mm。当行距从60cm增大到70cm时,平均茎秆下流水量占冠层上部水量的比例降低4%,平均棵间穿透水量占冠层上部水量的比例升高5%,最大冠层截留量减小1个百分点。当行距不变,株距由30cm减为25cm时,平均茎秆下流水量占冠层上部水量的比例增加2%,平均棵间穿透水量占冠层上部水量的比例减小3%,最大冠层截留量增大1个百分点。3.正常种植密度条件下,玉米灌浆期有43.8%的灌水量经玉米茎秆下流到根区,47%的灌水量以棵间穿透水量的形式非均匀分布于玉米周围地表。在玉米茎秆周围不同距离、不同方位处,棵间穿透水量的分布也不相同。在距离玉米茎秆7cm,15cm,25cm和32.5cm处,地表接收的水量占总灌水量的比例分别为18.9%、43.5%、66.9%和84.5%。在叶方位向,行向和垂直叶方位向三个方位,棵间穿透水量占灌水量的比例分别为49.8%、17.4%和68.5%。单株玉米植株周围地表处的喷灌均匀系数和分布均匀系数的均值分别为32.9%和24.3%,喷灌有效均匀系数接近40%,喷灌水在地表分布的均匀性较差。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 作物冠层对喷灌水量截留及再分配作用
• 1.2.2 冠层截留水量的测定方法
• 1.2.3 喷灌条件下的冠层截留模型
• 1.2.4 作物冠层对喷灌水截留
• 1.2.5 喷灌对田间小气候的影响
• 1.2.6 喷灌田间小气候对作物蒸腾的影响
• 1.2.7 喷灌作物冠层截留损失研究
• 1.2.8 喷灌条件下田间灌水均匀度
• 1.3 有待于进一步解决的问题
• 第二章 研究内容、技术路线与试验设计
• 2.1 研究内容
• 2.2 技术路线
• 2.3 试验设计
• 2.3.1 试验概况
• 2.3.1.1 试验区概况
• 2.3.1.2 试验区土壤状况
• 2.3.2 试验设计
• 2.3.2.1 试验设计Ⅰ
• 2.3.2.2 试验设计Ⅱ
• 2.3.3 测定项目与方法
• 2.3.3.1 冠层上部水量和棵间水量
• 2.3.3.2 茎秆下流水量
• 2.3.3.3 冠层截留量
• 2.3.3.4 株高和叶面积
• 第三章 喷灌水经玉米冠层后各部分水量的空间分布
• 3.1 冠层上部水量分布
• 3.2 茎秆下流水量分布
• 3.3 棵间穿透水量分布
• 3.3.1 棵间穿透水量整体分布
• 3.3.2 棵间内部水量分布
• 3.4 喷灌水量整体分布
• 3.5 小结
• 第四章 玉米冠层对喷灌水量截留及再分配作用
• 4.1 引言
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 夏玉米喷灌后水量再分配组成
• 4.2.2 茎秆下流水量影响因素分析
• 4.2.2.1 茎秆下流水量与冠层上部水量的关系
• 4.2.2.2 茎秆下流水量与种植密度的关系
• 4.2.2.3 株高和叶面积对茎秆下流水量的影响
• 4.2.3 棵间穿透水量影响因素分析
• 4.2.3.1 棵间穿透水量与冠层上部水量的关系
• 4.2.3.2 棵间穿透水量与种植密度的关系
• 4.2.3.3 株高和叶面积对棵间穿透水量的影响
• 4.2.4 冠层截留量影响因素分析
• 4.2.4.1 冠层截留量与灌水量的关系
• 4.2.4.2 种植密度对冠层截留量的影响
• 4.2.4.3 喷灌强度对冠层截留量的影响
• 4.2.4.4 株高和叶面积对冠层截留量的影响
• 4.3 小结
• 第五章 喷灌水在地表分布规律研究
• 5.1 引言
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 喷灌水在地表的分布
• 5.2.2 喷灌过程中水量动态变化过程
• 5.2.2.1 茎秆下流水量变化过程
• 5.2.2.2 棵间穿透水量变化过程
• 5.2.2.3 冠层截留水量变化趋势
• 5.2.3 喷灌水分布均匀性
• 5.2.3.1 单株玉米周围喷灌水分布均匀系数
• 5.2.3.2 单株玉米周围喷灌有效均匀系数
• 5.2.3.3 喷灌水地表分布特性综合评价
• 5.3 小结
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 存在问题及建议
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士期间发表的论文
• 攻读硕士期间申请的专利