干旱区枣园土壤水深层渗漏数值模拟研究

论文摘要

本研究依托国家科技支撑计划项目“干旱区现代农业节水技术集成与示范”,在阿克苏地区实验林场以枣树为研究对象,为探讨灌溉条件下枣园土壤水的深层渗漏情况及枣树的耗水规律等,通过TRIME、Hydra土壤水分速测仪连续监测枣园土壤含水率、渗漏盘监测土壤水渗漏量、TRAC植物冠层仪监测枣树叶面积指数、Vantage pro2型气象站逐日监测气象数据等资料,开展了枣园土壤水渗漏试验,在试验基础上借助HYDRUS-1D模型模拟分析了枣园土壤水的渗漏特征、枣树的耗水规律及灌溉水量的转化情况;为筛选适宜研究区成龄枣树的微灌方式,通过田间监测枣树叶片、枣吊、冠幅等生长指标、实测产量、测取枣果外观、风味、营养等品质指标,开展了枣树微灌技术试验,并结合模拟的耗水与渗漏特征,综合分析了不同灌溉方式对枣树的影响。对正确预测田间土壤水的渗漏情况以及筛选适宜的节水灌溉方式具有重要的意义。主要研究成果如下:（1）根据田间监测数据建立研究区一维土壤水运移模型（HYDRUS-1D）,并进行检验,模拟结果较好的反映了土壤水分的动态变化,其对土壤水渗漏的模拟研究可行。（2）对比分析不同方法得到的渗漏量表明,地面灌方式下,渗漏量模拟值与水量平衡计算值更加准确,过度灌溉造成枣树生育期土壤水渗漏严重,二者累积渗漏量分别为1124.0mm和1032.4mm,分别占灌溉量的60.0%和55.1%;滴灌方式下,渗漏量模拟值偏大,水量平衡计算值与渗漏盘监测值更加准确,二者累积渗漏量分别为103.4mm和116.9mm,分别占灌溉量的10.9%和12.3%,且渗漏主要由试验头尾采用的地面灌溉造成,滴灌采用高频次小定额的灌水方法有效减少了土壤水渗漏量。（3）花前期到后花期,枣树耗水以表土蒸发为主;进入后花期,表土蒸发减弱,枣树耗水向根系吸水为主过渡;果实膨大期到成熟前期,枣树耗水以根系吸水为主;果实成熟后期,枣树的根系吸水减弱,耗水又以表土蒸发为主。其中,地面灌方式下,灌溉量主要渗漏转化为地下水,枣树的耗水量为802.6mm,仅占灌溉量的42.9%;滴灌与微喷方式下,灌溉量主要用于枣树的耗水,耗水量分别为805.3mm和842.6mm,分别占灌溉量的85.0%和88.9%。初步确定,研究区成龄枣树生育期耗水量约为800.0mm,且后花期至果实膨大期耗水强度最大,约6.0mm/d,是枣树的需水临界期。（4）通过分析不同灌溉方式对枣树耗水、生长、产量、果实品质的影响表明,微喷耗水量最大,有88.9%的灌溉水用于枣树消耗,其生育期耗水强度普遍高于其它方式,且营造了良好的枣园小气候;滴灌及微喷在较地面灌减少灌水量49.4%的情况下对枣树的生长没有显著影响,且分别增产23.0%和17.0%,灌溉水分生产效率分别为地面灌的2.4倍和2.3倍;果实品质合成合理-满意度以微喷最高,为0.52,其次为滴灌;综合分析认为,微喷灌是最适宜研究区成龄枣树的微灌方式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究的技术路线
• 第2章 试验材料及方法
• 2.1 研究区概况
• 2.2 试验处理及监测项目
• 第3章 枣园土壤水深层渗漏数值模型建立
• 3.1 HYDRUS 模型介绍
• 3.2 HYDRUS-1D 模型的建立
• 第4章 枣园土壤水深层渗漏数值模型应用分析
• 4.1 HYDRUS-1D 模型检验
• 4.2 枣园土壤水深层渗漏规律分析
• 4.3 灌溉定额与深层渗漏量的关系
• 4.4 改进灌溉模式对灌溉水量转化的影响
• 4.5 不同方法计算土壤水渗漏量比较
• 4.6 地面灌与滴灌方式下枣树耗水规律分析
• 第5章 不同灌溉方式对枣树的影响试验研究
• 5.1 不同灌溉方式对枣树耗水的影响
• 5.2 不同灌溉方式对枣树生长的影响
• 5.3 不同灌溉方式对枣树叶片叶绿素含量的影响
• 5.4 不同灌溉方式对枣树产量及水分生产效率的影响
• 5.5 不同灌溉方式对枣树果实品质的影响
• 5.6 适宜枣树的灌溉方式筛选
• 第6章 结论及展望
• 6.1 研究的主要结论
• 6.2 研究存在的不足及展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介