立体种植条件下作物需水量与非充分灌溉制度研究

论文摘要

随着工农业的发展,内蒙古河套灌区水资源十分紧缺,随着工业不断的发展,农业用水量不断在减小,如何在现有灌溉面积不断的增加,灌溉水量不断减小的情况下实现农业产量的不断增加,是河套灌区农业发展的主要制约因素。针对上述问题,在内蒙古河套灌区曙光试验站进行立体种植条件下作物需水量和非充分灌溉制度的研究,通过研究总结得到以下结论:1.立体种植条件下作物系数的计算是在单种作物系数的基础上计算出来的是两种作物系数的加权平均值,充分考虑了两种作物自身的条件和种植比例的大小,在两种作物共生期作物需水量出现了两次最大值,第一次出现在两种作物在生长中期,作物出现争夺生长空间、水分、养分的时期,第二次出现在第一种作物成熟期,第二种作物生长中期,光热水的最大利用时期。在其他时间里作物系数均在两种作物系数之间变化,这是产生作物需水量降低的主要原因。2.立体种植条件下作物需水量比两种单种作物需水量大,小于两种单种作物需水量之和,这是由于两种作物作物生长高度不同,种植条带比例不同,导致田间小气候—风速和温度的变化,致使原有的外界环境发生变化,在非充分灌溉条件下充分考虑分水胁迫的作用,致使作物在水分胁迫的作用下作物需水量减小,但是作物产量并没有发生明显的变化。3.立体种植条件下作物产量的计算也要充分考虑田间小气候的变化引起的变化,其中使用产量反映系数和综合产量系数βj和β均能很好的反映产量的变化,通过计算发现立体种植条件下小麦、玉米的产量均提高,通过产量综合反映系数系数的计算发现套种条件下作物产量的整体都在提高。4.对立体种植条件下作物灌溉制度的评价分析发现,现有的灌溉制度都存在的不足,但是从评价过程中发现,立体种植比单种种植需要的灌溉定额大,作物需水量较大,但是产量下降率小,灌溉水深层渗漏少,灌溉水利用效率高。结合以上结论发现立体种植条件下,作物灌溉定额大,但是能提高作物的产量达到光、热、水的充分利用,提高土地生产力。5.在现行的非充分灌溉与充分灌溉相比,非充分灌溉均能降低灌水定额,减少作物需水量,但是不适当的降低灌溉定额将导致产量的严重下降,将超过节水灌溉的含义,因此在实行非充分灌溉时必须明确非充分灌溉的定义,理解灌“灌浆水”的含义,确定关键水和非关键水时期是实行节水灌溉的基础。因此,在未来水资源缺乏的情况下,在河套灌区实行立体种植条件下非充分灌溉是可行的。6.本论文利用ISAREG模型对套种作物的灌溉制度进行了模拟,在模型检验的基础上,并对充分和非充分灌溉制度的优化,在优化过程中充分考虑了灌水时间,灌水量,优化结果显示,优化后的充分灌溉和非充分灌溉灌溉定额明显减少,每次灌水定额比较均匀,充分灌溉和非充分灌溉在时间上不超过三天,满足作物灌水率的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 作物蒸发蒸腾量国内外研究进展
• 1.2.2 间作套种条件下作物需水量计算
• 1.2.3 单种非充分灌溉制度的研究进展
• 1.2.4 立体种植条件下灌溉制度的研究进展
• 1.2.5 灌溉制度模拟模型研究进展
• 1.2.6 最优灌溉制度研究进展
• 1.2.7 立体种植中需要研究的问题
• 1.3 论文研究的主要目标、内容和技术路线
• 1.3.1 论文研究的主要目标
• 1.3.2 研究的主要内容
• 1.4 研究的基本路线
• 2 非充分灌溉试验设计
• 2.1 试验区基本情况
• 2.2 实验设计
• 2.2.1 试验方法
• 2.2.2 处理设计与试验小区田间布置
• 2.3 主要测定内容
• 3 立体种植条件下作物需水量计算
• 3.1 方差分析
• 0的计算'>3.2 ET₀的计算
• 0计算原理'>3.2.1 ET₀计算原理
• 3.2.2 气象资料
• 3.2.3 作物系数 Kc
• s计算'>3.2.4 作物水分胁迫系数K_s计算
• 3.2.5 作物需水量的计算
• 3.3 灌水量对作物需水量的影响
• 3.4 作物需水量与棵间蒸发之间的变化关系
• 3.4.1 棵间蒸发与株高、叶面积指数之间的关系
• 3.4.2 棵间蒸发与土壤含水率之间的变化关系
• 3.4.3 棵间蒸发与地温之间的变化关系
• 3.5 作物冠层温度和湿度的变化关系
• 3.6 作物鲜重、干重的变化关系
• 3.7 作物氮含量的变化关系
• 3.8 立体种植条件下作物产量
• 3.9 小结
• 4 基于 ISAREG 模型的套种作物非充分灌溉制度的模拟与优化研究
• 4.1 ISAREG 模型简介
• 4.2 模型数据输入
• 4.3 现有灌溉制度评价分析
• 4.3.1 模型参数检验
• 4.3.2 灌溉制度模型评价与检验
• 4.4 灌溉制度的模拟与评价
• 4.4.1 灌溉制度方案的设计
• 4.4.2 灌溉制度的优化
• 4.5 小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者介绍