当前位置:主页 > 科技论文 > 农业技术论文 >

夏玉米宽窄行集雨覆盖种植土壤水分运移及其模拟研究

发布时间:2018-08-17 10:27
【摘要】:黄土高原南部地区属于暖温带季风气候,该地夏玉米各生育期降雨分布不均,作物供需不协调,严重地影响着作物的生长和产量的形成。农田地膜覆盖可以调节土壤水分的供需关系,改善作物生长状态,对作物增产稳产具有重要的意义。本试验设置露地平作种植(CK)、(60:60)等距垄沟处理(RE)、(80:40)宽窄行垄沟处理(RW),使用TRIME-TDR及EM50对农田土壤水分进行动态监测,并通过HYDRUS-2D模型对夏玉米土壤水分进行了模拟,最后,利用模型深入研究土壤水分的运移状态,揭示覆膜保水效应的规律。通过研究关中旱作区地膜覆盖栽培方式,对深入地了解农田土壤土壤水分变化,提高夏玉米产量有着积极的作用,为完善覆膜集雨种植技术提供必需的理论依据。通过试验研究,得到的结论如下:(1)在夏玉米收获后,覆盖处理可以显著地提高浅层土壤水分含量,0-40 cm土壤水分含量变化最剧烈。在轮作系统中,覆膜栽培下的冬小麦消耗了土壤深层水分,但在玉米整个生育期之后,土壤深层水分得到了补给,这有利于轮作农田生态的可持续性。在作物的耗水量方面,覆盖改变了作物耗水的时空分布,覆盖条件下夏玉米前期耗水量减少,中期耗水量增加,后期耗水量减少。三年平均水分利用效率RW和RE较CK增幅为36.73%和33.44%,宽垄集雨效果优于等行距起垄覆膜效果优于对照处理。覆膜有效地提高了降雨的利用效率,优化了降雨的生产潜力。三年平均降雨利用效率RW和RE较CK增幅为23.91%和29.06%。(2)采用2014年田间实测水分含水量数据对HYDRUS-2D模型进行标定,使用2015年的数据进行验证,模型可较好地反映土壤水分运动过程。从RMSE、MAE、MRE三种评价指标来看,评价指标变化范围分别为0.011-0.030 cm3.cm-3,0.0001-0.027cm3.cm-3和3.62-10.49%。该模型适用于黄土高原半湿润区覆膜情景,可以弥补大田试验费时的不足,为黄土高原地区适宜的农田种植方式提供理论和数据支持。土壤表层含水量的实测值与模拟值差异较大,主要是由于耕作改变了土壤的性质。反演的土壤参数和实测值有差异,其中,实测的残余含水量高于反演值,实测的饱和含水量低于反演值。土壤表层(0-20cm)饱和导水率与实测值相差较大,这主要是由于耕作改变了土壤的物理性质,使得大田的模拟数据和室内的测试数据相差较大。(3)探究沟垄内部的水量变化和通量变化可以发现,在时空分布不均的夏玉米生长季,垄作为独立单元,在降雨时,垄子区域作为“库”进行蓄水;当产生季节性干旱时,垄内的水分将补给到沟内以供土壤蒸发和根系吸收。设置沟垄比(沟:垄)为20:40、25:35、30:30、35:25四个梯度时,可以发现,不同沟垄比主要差异表现在土壤蒸发和土壤贮水量,这说明覆膜减少蒸发是保水、提高贮水量的主要原因。
[Abstract]:The southern part of the Loess Plateau belongs to the warm temperate monsoon climate. The rainfall distribution of summer maize in each growing period is uneven and the crop supply and demand are not coordinated which seriously affects the growth of crops and the formation of yield. Film mulching in farmland can regulate the supply and demand of soil water, improve the growth state of crops, and play an important role in increasing and stabilizing the yield of crops. In this experiment, (CK), (60:60 was planted in open field) (RE), (80:40 was treated with equal-distance ridge and furrow) the dynamic monitoring of farmland soil moisture was carried out by TRIME-TDR and EM50 using TRIME-TDR and EM50, and the soil moisture of summer maize was simulated by HYDRUS-2D model. Finally, the soil moisture of summer maize was simulated. The model was used to study the migration state of soil water and to reveal the rule of water retention effect of film mulching. By studying the cultivation methods of plastic film mulching in Guanzhong dryland area, it has a positive effect on understanding the change of soil moisture in farmland and improving the yield of summer maize, which provides the necessary theoretical basis for perfecting the technique of mulching and rainwater harvesting. The results are as follows: (1) after summer maize harvest, mulching treatment can significantly increase the soil moisture content in shallow layer from 0 to 40 cm. In the rotation system, winter wheat under film mulching consumes deep soil moisture, but after the whole growth period of maize, the deep soil moisture is replenished, which is beneficial to the sustainability of cropland ecology. In the aspect of crop water consumption, mulching changed the temporal and spatial distribution of crop water consumption. Under the condition of mulching, the water consumption of summer maize decreased in the early stage, increased in the middle period, and decreased in the later period. Compared with CK, the average water use efficiency (RW) and RE increased by 36.73% and 33.444.The effect of wide ridge rainwater collection was better than that of equal row spacing, and the effect of film mulching was better than that of CK. Film mulching can effectively improve rainfall utilization efficiency and optimize rainfall production potential. Compared with CK, the average rainfall utilization efficiency (RW) and RE increased by 23.91% and 29.06% respectively. (2) the HYDRUS-2D model was calibrated with the field water moisture data of 2014, and the data of 2015 was used to verify the model. The model could reflect the process of soil moisture movement. According to the three evaluation indexes, the range of evaluation indexes is 0.011-0.030 cm ~ (-3) ~ 0.0001-0.027 cm ~ (-3) and 3.62-10.49 respectively. The model is suitable for mulching film in semi-humid region of Loess Plateau, which can make up for the shortage of time-consuming field test and provide theoretical and data support for the suitable planting mode of farmland in Loess Plateau. The difference between the measured and simulated values of soil surface water content is mainly due to the change of soil properties by tillage. There are differences between the soil parameters and the measured values. The measured residual water content is higher than the inversion value, and the measured saturated water content is lower than the inversion value. The difference between the saturated water conductivity of soil surface (0-20cm) and the measured values is mainly due to the change of the physical properties of the soil by tillage. As a result, there is a big difference between the field simulation data and the indoor test data. (3) it can be found that in the growing season of summer maize with uneven spatial and temporal distribution, the ridge, as an independent unit, can be found as an independent unit when rainfall occurs in the furrow and ridge. The ridge area serves as a "reservoir" for water storage; when seasonal drought occurs, the water in the ridge is supplied to the ditch for soil evaporation and root absorption. When the furrow / ridge ratio (furrow: ridge) is 20: 40, 25: 35: 30: 30: 35: 25, it can be found that the main differences of furrow / ridge ratio are soil evaporation and soil water storage, which shows that the main reason for water retention and water storage is to reduce evaporation by mulching film.
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S513;S152.7

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴广柱;李守北;刘廷府;;夏玉米种植与管理技术[J];现代农业科技;2007年15期

2 岳尧海;刘文国;周小辉;赵万庆;周旭东;石贵山;;夏玉米早播方法及早播增产的原因[J];农业与技术;2007年05期

3 高传昌;王兴;史尚;汪顺生;宋哲;;不同种植模式对夏玉米生长特性及产量的影响[J];节水灌溉;2013年10期

4 ;种好管好夏玉米[J];农业科技通讯;1976年05期

5 ;运用唯物辨证法 指导夏玉米高产[J];河北农业科技;1978年03期

6 李斌;陆永庆;王凤文;;狠抓夏玉米 确保秋粮丰收[J];河北农业科技;1980年03期

7 谢凤生,王道明;谷城县夏玉米盖草技术示范小结[J];湖北农业科学;1991年06期

8 赵振邦,李猛,武德传,池林根;气象因素对淮北地区夏玉米生产的影响和对策[J];安徽农业科学;2001年04期

9 杜黎君;新乡地区2000年夏玉米减产的气候原因[J];河南职技师院学报;2001年02期

10 李淑英,魏树爱;缩短农耗期提高夏玉米产量[J];中国农村科技;2002年06期

相关会议论文 前10条

1 杨海鹰;;河南省夏玉米产量预报方法研究[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年

2 张云霞;;夏玉米不同收获期对产量的影响[A];天气、气候与可持续发展——河南省气象学会2010年年会论文集[C];2010年

3 余卫东;陈怀亮;;河南省夏玉米精细化农业气候区划研究[A];第28届中国气象学会年会——S11气象与现代农业[C];2011年

4 高蓓;栗柯;李艳丽;;陕西夏玉米产量与气象条件的关系[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年

5 孙东磊;刘连涛;梁钰;杨永胜;李存东;;邢台地区夏玉米生产气候脆弱性分析[A];粮食安全与现代农业气象业务发展——2008年全国农业气象学术年会论文集[C];2008年

6 房稳静;武建华;陈松;张静;李晨;刘端;;夏玉米洪涝灾害的模拟试验研究[A];第26届中国气象学会年会农业气象防灾减灾与粮食安全分会场论文集[C];2009年

7 陈楠;;夏玉米全生育期农业气象条件对玉米产量的影响[A];S10 气象与现代农业发展[C];2012年

8 方文松;邓天宏;付祥军;;夏玉米干旱综合防御技术研究[A];第五届全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会学术论文集[C];2002年

9 白莉萍;隋方功;孙朝晖;葛体达;吕银燕;周广胜;;土壤干旱胁迫对夏玉米产量与营养品质的影响[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年

10 薛昌颖;刘荣花;马志红;;黄淮海地区夏玉米干旱等级指标研究[A];第八届全国优秀青年气象科技工作者学术研讨会论文汇编[C];2014年

相关重要报纸文章 前10条

1 中化化肥高级顾问 中国农业大学教授 曹一平;夏玉米要高产 施肥策略很关键[N];农资导报;2013年

2 佘志娟;夏玉米产量有望再创新高[N];邯郸日报;2008年

3 中化化肥高级顾问、中国农业大学教授 曹一平;夏玉米适时追肥可增产[N];农民日报;2010年

4 中化化肥高级顾问 中国农业大学教授 曹一平;夏玉米追肥要适时[N];农资导报;2010年

5 记者 焦莉莉;辛集示范区夏玉米产量刷新全省纪录[N];石家庄日报;2008年

6 正定县土壤肥料工作站 尚清梅;夏玉米施肥技术[N];河北农民报;2006年

7 ;夏玉米优质高产施肥技术[N];人民日报;2005年

8 武勇;宁夏玉米缺口将超过两百万吨[N];国际商报;2006年

9 中国农业大学教授 曹一平 陈新平;施肥策略不同 效果差异显著[N];农民日报;2013年

10 宁津县农业局 刘忠强 郭春华;夏玉米生产存在的问题及对策[N];山东科技报;2014年

相关博士学位论文 前10条

1 韩惠芳;黄淮海平原保护性耕作夏玉米田的碳水高效利用研究[D];山东农业大学;2015年

2 刘铁宁;减源对密植夏玉米光合性能和产量的影响及其生理机制研究[D];山东农业大学;2015年

3 石德杨;高产夏玉米密植效应与耐密机理研究及其氮素调控[D];山东农业大学;2016年

4 魏珊珊;增密减氮对高产夏玉米产量形成的影响及生理机制研究[D];山东农业大学;2016年

5 麻雪艳;夏玉米干旱发生发展过程及其定量研究[D];中国气象科学研究院;2017年

6 王宜伦;超高产夏玉米氮肥运筹效应及其生理基础研究[D];河南农业大学;2010年

7 许高平;基于蒸渗仪的夏玉米耗水特征研究[D];中国农业大学;2014年

8 赵霞;夏玉米免耕精播限制因素及其关键调控技术研究[D];沈阳农业大学;2013年

9 王俊忠;施氮对高产夏玉米源库代谢特征的调控[D];甘肃农业大学;2010年

10 王俊忠;施氮对高产夏玉米源库代谢特征的调控[D];甘肃农业大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 李伶俐;夏玉米水分胁迫敏感性及水分适宜度研究[D];南京信息工程大学;2015年

2 卢霖;乙矮合剂对不同密度夏玉米抗倒防衰的调控效应[D];中国农业科学院;2015年

3 曹振凯;地膜及秸秆覆盖对土壤水热和作物生长的影响[D];西北农林科技大学;2015年

4 范雨鑫;铁矿废石混合土的理化特性及其对玉米生长的影响研究[D];河北农业大学;2015年

5 田鹏浩;不同施氮时期及分配对夏玉米个体生产能力的影响[D];河北农业大学;2015年

6 王磊;河北平原夏玉米产量提高途径和适宜种植模式的研究[D];河北农业大学;2015年

7 王秋玲;夏玉米生理生态与生长特性对干旱过程的响应研究[D];中国气象科学研究院;2015年

8 王子煜;夏玉米田间沟垄立体种植群体的调控研究[D];西北农林科技大学;2015年

9 朱昆仑;综合农艺管理措施对冬小麦—夏玉米周年产量和氮素利用及夏玉米根系生理特性的影响[D];山东农业大学;2015年

10 李卓然;不同氮肥处理对夏玉米产量及氮素利用率的影响[D];山东农业大学;2015年



本文编号:2187314

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/2187314.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户40dc1***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com