泾惠渠灌区作物需水量及田间水利用系数研究

发布时间：2020-07-13 01:56

【摘要】：泾惠渠灌区位于陕西关中平原中部,是关中九大灌区之一,对关中农业高产稳产有着不可估量的作用。随着灌区灌水技术的改进与种植面积的扩大,其有效灌溉面积和设施灌溉面积均大幅提升,使得关中地区农业迎来了新的发展机遇。然而,该灌区以地面灌溉为主,存在渠道设施年久失修,畦田长度过长,田间水利用率低,水分深层渗漏严重等问题,制约了灌区农业的可持续发展。本文针对上述问题,以八成改水成数为基准,在泾惠渠灌区设置三种灌溉畦田长度,长度分别为80 m(L80),120 m(L120)和240 m(L240),畦宽均为3 m,研究了不同畦田长度条件下,冬小麦夏玉米生育期内灌水前后土壤含水率(SWC)动态变化特征和灌水后沿畦长方向不同位置土壤含水率分布规律,冬小麦夏玉米各生育期田间耗水量及作物系数(K_c)计算,分析不同畦田长度灌溉对灌水量、灌水时间和田间水利用系数的影响。本文的主要研究成果有:(1)在本试验条件下,畦田长度对SWC时空分布影响很大,畦田越长,冬小麦夏玉米各生育期内单次灌水后2米土层平均SWC越高,并且长畦(240 m)下渗深,在冬小麦拔节期渗漏严重,不利于节水。(2)灌水后三种畦田长度下,沿畦长方向不同位置2米土层平均SWC不同。在相同畦长条件下,L80和L120在冬小麦夏玉米各生育期内灌水后2米土层平均SWC畦首畦中畦尾,但L240规律不一致。不同畦田长度同一位置,2米土层平均SWC表现为L80L120L240。(3)冬小麦夏玉米各生育期内田间耗水量随着畦田长度的增加而增大,冬小麦各生育期内田间耗水量L80(苗期68.98 mm,越冬期126.40 mm,拔节期275.77 mm,全生育期471.15 mm)L120(苗期74.00 mm,越冬期133.50 mm,拔节期292.13 mm,全生育期499.63 mm)L240(苗期90.75 mm,越冬期160.40 mm,拔节期354.27 mm,全生育期605.42 mm)。夏玉米各生育期内田间耗水量L80(苗期86.40 mm,拔节期178.63 mm,生育期内515.60 mm)L120(苗期93.67 mm,拔节期196.57 mm,全生育期536.23 mm)L240(苗期123.87 mm,拔节期234.87 mm,全生育期597.89 mm)。(4)泾惠渠灌区冬小麦生育期内总蒸发蒸腾量为390.99~435.50 mm,作物系数呈先增大后减小的趋势,在冬小麦苗期作物系数0.35~0.38,越冬期0.63~0.67,拔节期1.15~1.21,抽穗灌浆期1.28~1.34,成熟期0.49~0.53,与播种后天数二次相关。泾惠渠灌区夏玉米生育期内总蒸发蒸腾量为357.62~369.01 mm,作物系数呈先增大然后减小的趋势,在夏玉米苗期作物系数0.43~0.47,拔节期0.79~0.83,抽雄灌浆期1.29~1.35,成熟期0.73~0.80,与播种后天数二次相关。(5)2年的田间试验表明,在一定的畦长下,作物生育期内,冬小麦田间水利用系数苗期(L80为0.530,L120为0.516,L240为0.423)越冬期(L80为0.650,L120为0.612,L240为0.530)拔节期(L80为0.753,L120为0.698,L240为0.543),夏玉米田间水利用系数苗期(L80为0.595,L120为0.575,L240为0.454)拔节抽雄期(L80为0.668,L120为0.625,L240为0.558)。作物不同生育期内,田间水利用系数L80(0.525~0.774)显著高于L120(0.508~0.723)和L240(0.420~0.578)。
【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】：2019
【分类号】：S512.11;S513;S27
【图文】：

平面图,泾惠渠灌区,平面图

西北农林科技大学硕士学位论文第二章田间试验及研究方法2.1 研究区概况泾惠渠灌区（108°34′34″～109°21′35″E、34°25′20″～34°41′40″N）海拔在 350～450m之间，南北 20 km，东西 70 km（图 2-1）。当前该灌区灌溉面积约 9.7 万 hm2有效灌溉面积约 8.8 万 hm2，是关中九大灌区之一。地势自西北向东南方向倾斜，地面坡降0.003～0.0016。泾惠渠灌区的主要种植作物冬小麦夏玉米，该灌区是陕西省粮食和棉料的重要生产基地。泾惠渠灌区属于大陆性半干旱气候区，雨热同期，夏季气温高且雨量多，冬季干燥寒冷且雨量少。该地区多年平均降水量 513mm，降水时空分布极其不均匀，7~9 月降水量占全年降水总量的 50%～60%，年蒸发量 1212 mm左右，日照总时数为 2200 h，年平均气温为 15 C。

示意图,示意图,畦田,土钻

图 2-4 试验地块示意图Fig. 2-4 Schematicdiagram of thetest plot distribution.3 田间试验观测内容与方法（1）畦长畦宽的测量每块畦田的宽度和长度都用卷尺进行测量并且记录。（2）灌溉时间灌溉时间由秒表测量，从水流入畦开始计时，到八成改水停止灌溉该畦田时，，时间差即该畦田的灌溉用时。（3）入畦流量测量冬小麦夏玉米每次灌水时，在渠道末端上使用 LS45A 型旋杯式流速仪进行量，乘以渠道断面的面积来进行流量测算。（4）土壤含水率的测定试验采用烘干法测定土壤含水率。在每次灌水前后两天分别用土钻取土测定率。土钻钻取的深度 200cm，0~100 cm取样间隔为 10 cm，100~200 cm取样0 cm，取土位置分别为各小区畦首、畦中和畦尾。

土壤水分垂直分布,苗期,冬小麦,方向

cm 间逐渐增大，40~60 cm 间逐渐减小，60~70 cm 逐渐增大，70~90 cm 逐渐减小，90~200 cm逐渐增大，L240 在 0~20 cm间土壤水分逐渐增大，20~40 cm间逐渐减小，40~50cm间逐渐增大，50~70cm间快速下降，70~200 cm趋于不变（20%左右）。L240灌水后畦首位置各土层 SWC 明显高于 L80 和 L120。L120 在 80 cm 以下低于或近似L80 的 SWC，可能由于 L120 畦首位置在灌后取土时，水分只渗漏到 80 cm处，80 cm以下没有水分补给。冬小麦苗期灌水后，畦中位置，L80 在 0~20cm间 SWC 逐渐减小，20~40 cm间逐渐增大，40~80cm逐渐减小，80~200 cm趋于不变（18%左右），L120 在 0~20 cm间逐渐减小，20~40cm逐渐增大，40~80 cm逐渐减小，80~140 cm趋于不变（17.8%左右），140~200cm逐渐增大。L240 在 0~40 cm间逐渐减小，40~70 cm间逐渐增大，70~80 cm间极速减小，80~200cm之间缓慢减小。从土壤含水量来看，畦中位置 L240 明显高于L80 和 L120，但在 30~40 cm间 L240 含水量最低，这可能由于试验取土测量时出现了误差，致使土壤含水量偏低。L80 和 L120 在 0~20 cm低于 30~40 cm的 SWC，可能因为冬小麦苗期土壤蒸发为主，灌水后到取土间 0~20cm土层水分蒸发，导致低于 30~40cm的 SWC。

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