北疆自动化滴灌棉田土壤墒情变化规律及预报的研究

论文摘要

新疆有着“干旱绿洲,灌溉农业的特点”,农业用水量大。新疆的节水灌溉面积也在逐步增大自动化滴灌的应用也在逐步推广,且自动化滴灌有着提高水分利用效率,提高作物品质,增加农民收入的优点。为了发挥自动化滴灌的优点,其中重要一项任务就是掌握土壤墒情变化规律以及对士壤墒情进行预报。为此本文对自动化滴灌棉田的土壤墒情变化规律以及土壤墒情预报进行了研究。以2009年和2010年新疆石河子国家农业科技园区的自动化滴灌棉田的土壤墒情资料为基础,对自动化滴灌棉田的土壤墒情变化规律进行了分析,并对棉田土壤墒情的消退规律进行总结,建立了土壤消退系数与棉花生育时间系数之间的拟合关系,并通过该拟合关系建立了基于消退系数法的土壤墒情预报模型,并通过田间实测资料对模型进行了检验,得到以下结论：（1）在垂直方向上,土壤墒情在棉花生育期内随时间呈锯齿状变化；从土壤墒情随时间变化的剧烈程度来看,土壤分为三层,急变层（0-20cm）、活跃层（20cm-60cm）和相对稳定层（60cm-100cm）；墒情变化程度随深度的增加呈递减的关系,即表层土壤变化最大,80-100cm土层变化最小；土壤墒情在苗期的变化相对平稳,在棉花蕾期的变化加剧,在棉花花铃期内的变化最大,在棉花吐絮期内的墒情变化逐步减小。（2）在水平方向上,从离滴灌带的不同距离米说,不同位置的土壤墒情大小在不同深度是不同的。从大到小顺序是：0-20cm为膜中>棉花行>膜间沟；20-40cm为棉花行>膜间沟>膜中；40-60cm为膜间沟>棉花行>膜中；60-80cm土层为膜中>膜间沟>棉花行；80-100cm为膜中>棉花行>膜间沟。（3）2009年与2010年的平均墒情随时间的变化具有一致性,都是在苗期缓慢消退变化,棉花蕾期和花铃期的土壤墒情变化剧烈,在棉花吐絮期内墒情的变化是逐渐减小的；同时两年的墒情变化也有着差异性,如2010年的土壤墒情变化在时间轴上是2009年的后移一星期以后的结果,而且在6月25日以前是2009年的墒情大于2010年的,之后由于2010年的灌水量比较大,所以土壤墒情比2009年的高,变化幅度也更大。（4）通过公式K=（1nW1-1nW2）/（t2-t1）建立了2009年1#田块土壤墒情的消退系数,并对消退系数进行了深度方向的变化分析,得出土壤墒情消退系数随土层深度的增加而减小的反比例关系,同时在0-20cm土层的消退系数变化幅度是最大的,其变化区间为0.1-0.27,最小的是80-100cm土层总体的消退系数都在0.1以下。（5）对土壤墒情消退系数与棉花生育时间系数进行了关系拟合,（0-100cm）土层的拟合关系式为：LnK=-14.867x2+16.216x-7.9426,其R2为0.8184,具有较好的拟合关系。（6）用消退系数结合土壤水分平衡方程对2009年和2010年2#田块的0-100cm内的土壤墒情进行预报,结果显示其相对误差范围分别为0.09%-12.81%和0.18%-11.14%,满足预报精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究的背景及意义
• 1.3 国内外滴灌农田土壤墒情的研究进展
• 1.4 国内外农田土壤墒情预报的研究进展
• 1.5 研究发展趋势
• 1.6 研究方案
• 第2章 自动化滴灌试验区的概况
• 2.1 试验区自然概况
• 2.2 棉花滴灌自动控制系统简介
• 第3章 试验方案与方法
• 3.1 方案设计
• 3.2 观测内容与方法
• 第4章 滴灌棉田土壤墒情变化规律的研究
• 4.1 滴灌棉田垂直方向土壤墒情变化特性
• 4.2 滴灌棉田水平方向土壤墒情变化特性
• 4.3 小结
• 第5章 基于土壤水分消退系数法的土壤墒情预报
• 5.1 滴灌条件下土壤水分消退系数K的变化规律分析
• 5.2 基于土壤水分消退系数的土壤墒情预报原理与方法
• 5.3 自动化滴灌棉田土壤水分消退系数法预报模型的应用
• 5.4 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介