典型农田棵间蒸发规律及节水调控研究——以河北平原栾城为例

来源 :中国科学院石家庄农业现代化研究所 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hwqcy1021
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农田生态系统中水分的运动和传输是研究农业节水的基础。本文针对河北平原高产区(栾城)冬小麦+夏玉米的一年两熟的种植模式,紧密结合河北省科技重大攻关项目:“河北平原典型地区农业节水和示范和地下水可持续利用”(01220703D)和中国科学院创新项目(KXCX-SW-317-02)开展试验,着重研究不同水分处理下冬小麦和夏玉米田的棵间蒸发的变化规律和不同措施(不同耕作方式、覆盖、中耕等)对棵间蒸发的影响,为本区减少棵间蒸发提高水分利用效率提供理论依据。同时,对测定棵间蒸发专用的微型棵间蒸发器(Micro-lysimeters)适宜的深度和每更换一次土体的测定时间进行了比较研究,为准确测定棵间蒸发提供依据。 本文试验于2001年7月至2003年6月在中国科学院栾城农业生态系统试验站进行,用MLS(micro-lysimeters)对测定的棵间蒸发和器内外的土壤水分的差异进行分析,然后用适宜深度的MLS对不同水分处理和不同措施下的棵间蒸发进行测定,初步得出以下结论: 1、冬小麦和夏玉米的棵间蒸发占蒸散的比例在25%-40%之间,随着灌溉水量的增加,其比例有所增加。棵间蒸发占蒸散的比例随着作物生育期的变化而变化,为大—小—大的趋势。棵间蒸发的日变化,早晨由于受露水的影响经常出现负值而中午12:00-14:00之间出现最大值。 2、对影响蒸发的气象因素、作物因素和土壤因素进行分析,结果显示:气象因素中,相对湿度和辐射是影响蒸发的主要因素;作物和土壤因素中,土壤含水量和作物的叶面积指数对棵间蒸发有显著影响。棵间蒸发(E)与相对湿度(RH)、辐射(Eg)、土壤含水量(SM)可用下面的关系式表达:E=0.0237RH2-4.4625RH+211.41R2=0.7539E=9.3331Eg2-9.762Eg+4.2782R2=0.6506E=-0.0149SM2+0.9875SM-13.905R2=0.5627夏玉米叶面积指数(LAI)同棵间蒸发与蒸散量比例(E/ET)的关系:E/ET=0.0633(LAI)2-0.3335(LAI)+0.6008R2=0.8747冬小麦叶面积指数(LAI)同棵间蒸发与蒸散量比例(E/ET)的关系:E/ET=-0.311n(LAI)+0.63R2=0.82973、覆盖和表土耕作对棵间蒸发有一定的抑制作用。秸秆覆盖冬小麦在3月份少蒸发3.851mm,4月份减少6.763mm,5月份减少6.743mm,6月份6天可减少蒸发1.778mm;表土耕作处理在3月3日到4月14日之间可使棵间蒸发减少8.446mm,日平均减少蒸发量为0.196mm。 4、不同基本耕作措施对棵间蒸发的作用不同。在冬小麦返青期、拔节、抽穗期和灌浆期秸秆粉碎后免耕处理的棵间蒸发最小,而深耕的最大,秸秆直立免耕和旋耕的居中;并且处理之间的差距在冬小麦生长前期较大,随着时间的推移差距越来越小。 5、15cm为MLS测定蒸发的适宜的深度,在冬小麦拔节期1Scm的MLS测定棵间蒸发的频率(即更换一次土体所能测定的时间尺度)为3天。1Scm深度的MLS测定的棵间蒸发数据比较准确,同时可以减少操作方面如取原状土、称重时的困难。
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