不同种植模式下冬小麦夏玉米耗水特性研究

论文摘要

在水分池及大田条件下,通过四种灌溉组合和不同的种植模式,研究了集中种植模式（“20+40”平作、“20+40”沟播和“20+40”垄作）和秸秆覆盖模式下冬小麦农田的蒸散规律及其机理、水分利用效率和经济效益,以及沟垄种植模式下夏玉米农田水分在土壤—作物—大气连续体（SPAC）的运移规律。主要研究结果如下:1集中种植模式对冬小麦农田蒸散规律的影响冬小麦农田的棵间蒸发主要受近地面气象要素的影响。集中种植模式降低了种植区内近地面的空气温度,提高了空气湿度。集中种植模式增大了冬小麦冠层PAR的反射率和截获率,从而使PAR透射率减少,且均以沟播处理最为显著。沟播处理降低了白天地面以下5cm的土壤温度,提高了夜间的土壤温度,但一天中平均5cm土壤温度在各处理中最低。在热力学平衡方程中,平作处理的湍流热通量大于沟播处理和垄作处理,表明平作处理用于增温空气的热量较多。而“20+40”大小行处理、沟播处理和垄作处理的潜热通量则高于等行距处理,说明改等行距种植为集中种植,可增加用于蒸散所消耗的热量。沟播处理能够提高030cm范围内的土壤水分含量,但30cm以下的土壤水分含量则显著降低,对土壤水分含量具有“上高下低”的作用。而垄作处理则显著降低了050cm范围内的土壤水分含量,提高了50cm以下的水分含量,对土壤水分含量具有“上低下高”的作用。沟播处理和垄作处理都显著提高了灌溉水的入渗能力,在灌溉后1d,灌溉水分别影响到地下100cm和90cm,而等行距处理只有50cm。但无论在灌溉还是不灌溉条件下,集中种植模式加剧了0120cm范围内底墒水的消耗,致使0120cm范围内的土壤贮水量降低,以沟播处理最为显著。在沟播处理和垄作处理中,在灌水的“沟”和非灌水的“垄”之间存在一定的水势梯度。集中种植模式不但加剧了冬小麦播种返青期间的棵间蒸发量,而且也提高了后期的植株蒸腾量,致使总蒸散量提高。集中种植模式的土壤水变化量均显著高于等行距处理,这是造成各集中种植模式总蒸散量显著提高的主要原因。2集中种植模式对冬小麦产量、水分利用效率和净收益的影响无论灌溉与否,“20+40”大小行处理的产量和等行距处理没有显著差异。无论在哪种灌溉条件下,沟播处理的产量始终最高,产量提高的原因在于穗数的显著增加。垄作处理在不灌溉和只灌拔节水的情况下,产量最低;在灌拔节抽穗水和拔节抽穗灌浆

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 本研究的目的意义
• 2 国内外研究现状
• 2.1 种植模式对作物耗水特性的影响
• 2.2 种植模式对土壤肥力的影响
• 2.3 不同种植模式的田间小气候效应
• 2.4 种植模式对作物产量的影响
• 2.5 土壤—作物—大气连续体（SPAC）中水分传输势能及其变化规律的研究
• 第一章 冬小麦集中种植节水模式研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料与试验设计
• 1.2 测定项目与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 集中种植模式对冬小麦叶片生理特性的影响
• 2.2 集中种植模式对冬小麦农田耗水规律的影响
• 2.3 集中种植模式对冬小麦产量及产量构成因素的影响
• 2.4 集中种植模式对冬小麦水分利用效率的影响
• 2.5 集中种植模式下冬小麦产量和蒸散量之间关系
• 2.6 集中种植模式下冬小麦蒸散量和WUE 之间的关系
• 2.7 集中种植模式对冬小麦产量和水资源利用率的影响
• 2.8 集中种植模式下冬小麦灌溉水的边际效益分析
• 3 小结
• 3.1 集中种植模式与冬小麦农田棵间蒸发的关系
• 3.2 集中种植模式与冬小麦农田耗水量的关系
• 3.3 集中种植模式与冬小麦产量和WUE 的关系
• 第二章 夏玉米沟垄种植节水模式研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 测定项目及方法
• 2 结果与分析
• 2.1 沟垄种植模式对夏玉米叶面积指数的影响
• 2.2 沟垄种植模式对夏玉米地上部干物质积累量的影响
• 2.3 沟垄种植模式对夏玉米光能利用率的影响
• 2.4 沟垄种植模式对夏玉米农田水分传输势能的影响
• 2.5 沟垄种植模式对夏玉米产量和水分利用效率的影响
• 3 小结
• 3.1 沟垄种植模式与夏玉米农田水分传输势能的关系
• 3.2 沟垄种植模式与夏玉米产量和光能利用率的关系
• 3.3 沟垄种植模式与夏玉米蒸散量和WUE 的关系
• 第三章 秸秆覆盖种植模式对冬小麦农田蒸散的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点概况
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定项目及方法
• 2 结果与分析
• 2.1 秸秆覆盖种植模式对冬小麦农田近地层气象要素的影响
• 2.2 秸秆覆盖种植模式对冬小麦农田土壤蒸发强度的影响
• 2.3 秸秆覆盖种植模式对冬小麦植株蒸腾的影响
• 120cm 范围内土壤含水量的影响'>2.4 秸秆覆盖种植模式对冬小麦生育期内0¹20cm 范围内土壤含水量的影响
• 2.5 秸秆覆盖种植模式对冬小麦阶段蒸散量和总蒸散量的影响
• 2.6 秸秆覆盖种植模式对冬小麦产量及产量构成因素的影响
• 2.7 秸秆覆盖种植模式对冬小麦WUE 的影响
• 3 小结
• 3.1 秸秆覆盖种植模式对冬小麦农田蒸散的影响
• 讨论
• 1 沟播种植与土壤库容
• 2 节水灌溉与种植制度
• 3 土壤水势与土壤温度
• 4 秸秆覆盖条件下冬小麦减产的原因
• 5 秸秆覆盖与种植模式调整
• 6 在节水农业实践中应用种植模式的几点思考
• 6.1 充分利用雨水资源
• 6.2 集中种植模式基础上的农业种植结构调整
• 结论
• 1 集中种植模式对冬小麦农田耗水特性的影响
• 2 集中种植模式对冬小麦产量、水分利用效率和经济效益的影响
• 3 沟垄种植模式对夏玉米农田水分传输势能的影响
• 4 沟垄种植模式对夏玉米农田光能利用率和产量的影响
• 5 沟垄种植模式对夏玉米农田蒸散量和WUE 的影响
• 6 秸秆覆盖种植模式对冬小麦农田耗水规律的影响
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况