不同覆盖模式下土壤水文效应及模型模拟

发布时间：2017-09-19 01:38

  本文关键词：不同覆盖模式下土壤水文效应及模型模拟

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【摘要】：在我国西北地区,起垄、秸秆覆盖和地膜覆盖是农业生产中被广泛用来提高作物产量和水分利用效率的措施。然而对于该模式下的水热运移机制研究较少,本研究以西北旱区主要农作物冬小麦为研究对象,利用长期持续田间定位监测到的土壤剖面水分和温度数据、采集的根系数据及室内土壤理化性质的测定,结合Hydrus-1D模型,通过根系优化模型参数,研究不同覆盖模式下土壤水热耦合运移规律。为更好地运用模型模拟与预测不同覆盖模式下黄土高原土壤水热运移变化,进一步为准确量化作物耗水量和水分利用效率提供依据。田间试验处理包括:不覆盖(T0)、秸秆覆盖平作(T1)、半膜覆盖垄作(T2)和垄覆膜沟覆秸秆(T3)4个处理。研究结果表明:(1)拔节期至成熟期麦田土壤水分受降水量和覆盖方式的影响。垄覆膜沟覆秸秆(T3)处理15 cm处土壤含水量丰水年显著低于其他处理,干旱年显著高于其他处理,干旱条件下纳雨保墒效果好。(2)不同覆盖处理15 cm处土壤日温度变化遵循正弦函数曲线波动。半膜覆盖垄作(T2)处理具有明显增温效果,秸秆覆盖平作(T1)处理具有降温效果。(3)起垄、秸秆和地膜覆盖均能促进冬小麦根量增加,深层根系集中分布与土壤含水量呈负相关,垄作栽培有助于降低根系的富集深度。(4)冬小麦总根长与地上生物量具有相关性,生育前期根系总根长随地上生物量增加而增加,生育后期随生物量增加而减少。秸秆覆盖平作能促进根系下扎,提高水分利用效率和增加生物产量。(5)Hydrus-1D模型模拟值同实测值拟合度较好,可用于不同覆盖模式下土壤水热过程模拟,据此计算麦田水量平衡,垄覆膜沟覆秸秆(T3)处理降低了蒸发量,提高了蒸腾量,增大了土壤水分消耗。
【关键词】：覆盖模式 土壤水分 土壤温度 根长 模型模拟
【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】：2016
【分类号】：S152.7;S512.11
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 前言11-16
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 不同覆盖模式对土壤水热的影响12-13
• 1.2.1 秸秆覆盖12
• 1.2.2 地膜覆盖12-13
• 1.2.3 垄作覆盖13
• 1.3 土壤水热耦合模型和HYDRUS 1D模型相关研究13-14
• 1.4 微根管（MINIRHIZOTRONS）技术在作物根系生长上的相关研究14-16
• 第二章 试验布置与模型简介16-23
• 2.1.试验地概况16-17
• 2.2 试验设计17
• 2.3.试验步骤17-19
• 2.3.1 室内测定17
• 2.3.2 田间测定17-18
• 2.3.3 气象数据18-19
• 2.4.模型模拟19-21
• 2.4.1 模型描述19
• 2.4.2 边界条件与输入输出19-20
• 2.4.3 根系吸水20
• 2.4.4 参数确定20-21
• 2.4.5 模型评价指标21
• 2.5 技术路线21-22
• 2.6 数据统计与分析22-23
• 第三章 不同覆盖模式下土壤水热动态分析23-28
• 3.1 不同覆盖模式对土壤水分的影响23-24
• 3.2 不同覆盖模式对日内土壤温度的影响24-25
• 3.3 不同覆盖模式对不同时刻土壤温度的影响25-26
• 3.4 讨论26-27
• 3.5 小结27-28
• 第四章 不同覆盖模式下冬小麦根系生长变化28-34
• 4.1 结果与分析28-32
• 4.1.1 不同覆盖模式下冬小麦根长密度及土壤水分垂直分布的影响28-29
• 4.1.2 不同覆盖模式下冬小麦根长与耗水量的关系29-31
• 4.1.3 不同覆盖模式对冬小麦根系生长和生物量的影响31-32
• 4.2 讨论32-33
• 4.2.1 不同覆盖模式下的冬小麦根系与土壤水分的关系32-33
• 4.2.2 不同覆盖方式下冬小麦根系与产量的关系33
• 4.3 小结33-34
• 第五章 利用HYDRUS 1D模型模拟冬小麦土壤水热动态变化34-40
• 5.1 模拟结果与分析34-38
• 5.1.1 模拟标定34-36
• 5.1.2 模拟验证36-38
• 5.2 不同覆盖模式下的水量平衡38
• 5.3 讨论38-39
• 5.4 小结39-40
• 第六章 结论与展望40-42
• 6.1 主要结论40
• 6.2 整体展望40-41
• 6.3 论文创新点41-42
• 参考文献42-47
• 致谢47-48
• 作者简介48

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1 潘小莲;不同覆盖模式下土壤水文效应及模型模拟[D];西北农林科技大学;2016年

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本文编号：878729