基于Hydrus-1D模拟耕作方式对夏玉米农田水分的影响
发布时间：2021-10-18 14:43
【目的】探讨不同耕作方式对农田水分运移的影响,明确不同耕作方式对农田水资源分布调控,为节水型耕作制度提供理论依据。【方法】基于长期定位试验,设置连续深耕、轮耕（2 a免耕+1 a深耕）、连续免耕3个处理,分别在夏玉米苗期、拔节期、抽雄期、灌浆期和成熟期测定土壤含水率、土面蒸发量及模型参数,结合实测值利用Hydrus-1D模型模拟农田水分平衡各分量及运移规律。【结果】轮耕和免耕处理可显著提高玉米拔节到灌浆期的土壤贮水量;不同耕作处理产生的地表径流差异较小,但轮耕处理和免耕处理深层渗漏量较深耕处理略微增加;轮耕和免耕处理较深耕处理蒸发量分别降低了12.84%和5.07%,蒸腾量较深耕处理分别增加了15.15%和19.44%,根系吸水量较深耕处理分别增加了14.18%和15.09%。【结论】轮耕处理和免耕处理可显著改善农田水分空间分布,有效延缓深层土壤水分的减少,提高夏玉米抽雄期至灌浆期土壤贮水量。轮耕和免耕处理较深耕处理可提高土壤入渗能力,增加作物根系吸水能力及蒸腾量与蒸发量比。
【文章来源】：灌溉排水学报. 2020,39(12)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
2019年夏玉米季日降雨量及日平均温度
不同耕作方式夏玉米生育期内土壤水分变化情况见图2。由图2可知，夏玉米土壤含水率变化受土壤耕作方式的影响较为明显，免耕处理和轮耕处理40～100 cm土层土壤含水率高于深耕处理，随着夏玉米生育期的推进轮耕处理和免耕处理在0～40 cm土层土壤含水率较深耕处理相比有所降低。不同耕作方式下夏玉米土壤含水率受降雨量和灌溉量的影响较大，在降雨量不足以产生地表径流的情况下，轮耕处理和免耕处理较深耕处理促进降雨灌溉转化为土壤水后向更深层次土壤层运移，从而增加深层土壤含水率。不同耕作方式下夏玉米不同生育时期的土壤贮水量见表4。由表4可以看出，播种期轮耕和免耕处理土壤贮水量比深耕处理分别增加了5.55%和7.56%；苗期不同耕作方式间夏玉米土壤贮水量差异不显著。拔节期到灌浆期轮耕和免耕处理土壤贮水量都显著高于深耕处理，与深耕处理相比在拔节期轮耕和免耕处理土壤贮水量分别显著增加了4.52%和5.38%，抽雄期分别显著增加了2.65%和4.55%，灌浆期分别显著增加了11.13%和5.19%。成熟期免耕处理土壤贮水量显著高于轮耕处理，但免耕处理土壤贮水量和深耕处理差异不显著。
夏玉米根系日吸水量如图3所示。整个生育期轮耕处理和免耕处理日吸水强度高于深耕处理。苗期到拔节期不同耕作模式下夏玉米日根系吸水量差异较小，拔节期到灌浆期深耕处理和免耕处理日吸水量较轮耕处理变化幅度较大，但轮耕处理日吸水强度高于免耕处理和深耕处理。灌浆期到成熟期轮耕处理较免耕处理和深耕处理日吸水量变化幅度缓慢，但根系吸水强度低于深耕处理。夏玉米根系日吸水量在不同生育时期变化趋势不同。苗期到拔节期根系吸水量差异较小；拔节期—抽雄期轮耕处理和免耕处理日吸水量逐渐增加，在抽雄期轮耕处理和免耕处理日吸水量分别高于深耕处理60.34%和34.98%。灌浆期轮耕处理和免耕处理根系吸水量较深耕处理分别高18.72%和34.23%。灌浆期到成熟期不同耕作模式下夏玉米日根系吸水量逐渐减少，在成熟期深耕处理根系吸水量较轮耕处理和免耕处理分别高15.97%和26.16%。3 讨论
【参考文献】：
期刊论文
[1]豫北砂质壤土地区不同尺度农田土壤含水率空间变异性研究[J]. 秦京涛,吕谋超,邓忠,谷少委,高剑民. 灌溉排水学报. 2019(07)
[2]HYDRUS-1D模型模拟渭北旱塬深剖面土壤水分的适用性[J]. 李冰冰,王云强,李志. 应用生态学报. 2019(02)
[3]不同耕作措施对旱地作物生育期农田耗水结构和水分利用效率的影响[J]. 彭正凯,李玲玲,谢军红,邓超超,EUNICE Essel,王进斌,颉健辉,沈吉成,康彩睿. 水土保持学报. 2018(05)
[4]耕作对健康耕层结构的影响及发展趋势[J]. 胡钧铭,陈胜男,韦翔华,夏旭,韦本辉. 农业资源与环境学报. 2018(02)
[5]黄淮海平原灌溉农业对地下水依赖程度与保障能力[J]. 田言亮,张光辉,王茜,严明疆,王威,王金哲. 地球学报. 2016(03)
[6]利用Hydrus-1D模拟分层土壤剖面的水流运动[J]. 董晓华,刘潇钧,彭涛,姚着喜,郭梁锋,刘璇璇. 安徽农业科学. 2016(04)
[7]保护性耕作对农田土壤水蚀及土壤紧实度的影响[J]. 王丽学,姜熙,李勇,计红燕. 灌溉排水学报. 2014(02)
[8]不同ET0频率夏玉米需水特性分析[J]. 何军,郑伦鑫,姚向阳,刘增进. 节水灌溉. 2014(04)
[9]基于Hydrus-1D模型的大安灌区旱田灌溉入渗补给研究[J]. 卞建民,李育松,胡昱欣,李宏亮. 干旱地区农业研究. 2014(02)
[10]少免耕土壤结构与导水能力的季节变化及其水保效果[J]. 陈强,Yuriy S Kravchenko,陈渊,李续峰,李浩,宋春雨,张兴义. 土壤学报. 2014(01)
本文编号：3442981
【文章来源】：灌溉排水学报. 2020,39(12)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
2019年夏玉米季日降雨量及日平均温度
不同耕作方式夏玉米生育期内土壤水分变化情况见图2。由图2可知，夏玉米土壤含水率变化受土壤耕作方式的影响较为明显，免耕处理和轮耕处理40～100 cm土层土壤含水率高于深耕处理，随着夏玉米生育期的推进轮耕处理和免耕处理在0～40 cm土层土壤含水率较深耕处理相比有所降低。不同耕作方式下夏玉米土壤含水率受降雨量和灌溉量的影响较大，在降雨量不足以产生地表径流的情况下，轮耕处理和免耕处理较深耕处理促进降雨灌溉转化为土壤水后向更深层次土壤层运移，从而增加深层土壤含水率。不同耕作方式下夏玉米不同生育时期的土壤贮水量见表4。由表4可以看出，播种期轮耕和免耕处理土壤贮水量比深耕处理分别增加了5.55%和7.56%；苗期不同耕作方式间夏玉米土壤贮水量差异不显著。拔节期到灌浆期轮耕和免耕处理土壤贮水量都显著高于深耕处理，与深耕处理相比在拔节期轮耕和免耕处理土壤贮水量分别显著增加了4.52%和5.38%，抽雄期分别显著增加了2.65%和4.55%，灌浆期分别显著增加了11.13%和5.19%。成熟期免耕处理土壤贮水量显著高于轮耕处理，但免耕处理土壤贮水量和深耕处理差异不显著。
夏玉米根系日吸水量如图3所示。整个生育期轮耕处理和免耕处理日吸水强度高于深耕处理。苗期到拔节期不同耕作模式下夏玉米日根系吸水量差异较小，拔节期到灌浆期深耕处理和免耕处理日吸水量较轮耕处理变化幅度较大，但轮耕处理日吸水强度高于免耕处理和深耕处理。灌浆期到成熟期轮耕处理较免耕处理和深耕处理日吸水量变化幅度缓慢，但根系吸水强度低于深耕处理。夏玉米根系日吸水量在不同生育时期变化趋势不同。苗期到拔节期根系吸水量差异较小；拔节期—抽雄期轮耕处理和免耕处理日吸水量逐渐增加，在抽雄期轮耕处理和免耕处理日吸水量分别高于深耕处理60.34%和34.98%。灌浆期轮耕处理和免耕处理根系吸水量较深耕处理分别高18.72%和34.23%。灌浆期到成熟期不同耕作模式下夏玉米日根系吸水量逐渐减少，在成熟期深耕处理根系吸水量较轮耕处理和免耕处理分别高15.97%和26.16%。3 讨论
【参考文献】：
期刊论文
[1]豫北砂质壤土地区不同尺度农田土壤含水率空间变异性研究[J]. 秦京涛,吕谋超,邓忠,谷少委,高剑民. 灌溉排水学报. 2019(07)
[2]HYDRUS-1D模型模拟渭北旱塬深剖面土壤水分的适用性[J]. 李冰冰,王云强,李志. 应用生态学报. 2019(02)
[3]不同耕作措施对旱地作物生育期农田耗水结构和水分利用效率的影响[J]. 彭正凯,李玲玲,谢军红,邓超超,EUNICE Essel,王进斌,颉健辉,沈吉成,康彩睿. 水土保持学报. 2018(05)
[4]耕作对健康耕层结构的影响及发展趋势[J]. 胡钧铭,陈胜男,韦翔华,夏旭,韦本辉. 农业资源与环境学报. 2018(02)
[5]黄淮海平原灌溉农业对地下水依赖程度与保障能力[J]. 田言亮,张光辉,王茜,严明疆,王威,王金哲. 地球学报. 2016(03)
[6]利用Hydrus-1D模拟分层土壤剖面的水流运动[J]. 董晓华,刘潇钧,彭涛,姚着喜,郭梁锋,刘璇璇. 安徽农业科学. 2016(04)
[7]保护性耕作对农田土壤水蚀及土壤紧实度的影响[J]. 王丽学,姜熙,李勇,计红燕. 灌溉排水学报. 2014(02)
[8]不同ET0频率夏玉米需水特性分析[J]. 何军,郑伦鑫,姚向阳,刘增进. 节水灌溉. 2014(04)
[9]基于Hydrus-1D模型的大安灌区旱田灌溉入渗补给研究[J]. 卞建民,李育松,胡昱欣,李宏亮. 干旱地区农业研究. 2014(02)
[10]少免耕土壤结构与导水能力的季节变化及其水保效果[J]. 陈强,Yuriy S Kravchenko,陈渊,李续峰,李浩,宋春雨,张兴义. 土壤学报. 2014(01)
本文编号：3442981
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