基于AquaCrop乌兰布和沙区农田对灌水方式和土质的响应及灌溉制度优化

发布时间：2022-04-26 21:47

　　针对内蒙古乌兰布和沙区农田土壤贫瘠、水分渗漏严重等导致水分利用效率低、作物产量不高等现状,本文以玉米为试验对象,于2016～2018年在乌兰布和木垒滩节水试验站设置不同灌水方式（滴灌、畦灌）与不同土壤质地（砂土、砂壤土）试验,共包括砂土滴灌（T1）、砂土畦灌（T2）、砂壤土滴灌（T3）、砂壤土畦灌（T4）4个处理,研究了不同灌水方式及土壤质地组合对玉米生长、耗水、水分利用效率等的影响,并基于AquaCrop进行了耗水机制分析和灌溉制度优化,同时结合区域沙区农田土壤水分、作物生长的监测和评价,摸清了沙区农田玉米耗水规律,提出了适合干旱沙区不同灌溉与土质下的水分管理模式,研究对于沙区农田粮食增产、水分高效利用都具有重要意义。主要研究结果如下:（1）率定和验证了 AquaCrop模型在乌兰布和沙区滴灌、畦灌条件砂土和砂壤土农田的应用。土壤含水率、覆盖度和地上部生物量验证期的均方根误差（RMSE）平均分别为1.40%、8.38%、2.17 kg/hm2,决定系数（R2）平均分别为0.88、0.91、0.95,符合度指数（d）平均分别为0.97、0.98和0.95,总精度较高。（2）基于FAO双... 

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 滴灌技术的发展
        1.2.2 地面灌溉的发展
        1.2.3 作物需水量的发展
        1.2.4 AquaCrop作物生长模型的发展
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 研究区概况和试验方案
    2.1 研究区概况
        2.1.1 研究区土壤资料
        2.1.2 研究区气象资料
    2.2 试验方案
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 试验设计
        2.2.3 试验观测项目及方法
3 AquaCrop模型的构建和玉米生长及土壤水分模拟与分析
    3.1 AquaCrop模型简介
        3.1.1 模型的理论核心
        3.1.2 模型的模拟过程简介
        3.1.3 模型数据库的建立
    3.2 模型参数敏感性分析、调参过程及评价方法
        3.2.1 参数敏感性分析
        3.2.2 调参过程
        3.2.3 评价方法
    3.3 AquaCrop模型的率定与验证结果
    3.4 玉米冠层覆盖度(CC)及地上部生物量(B)的模拟与分析
        3.4.1 冠层覆盖度(CC)的模拟与分析
        3.4.2 地上部生物量(B)的模拟与分析
    3.5 土体贮水量的模拟与分析
    3.6 小结
4 不同灌水方式与土壤质地下玉米需水量分析研究
    4.1 双作物系数法简介
    4.2 双作物系数法参数的确定及计算结果
        4.2.1 基础作物系数(K_(cb))
        4.2.2 土壤蒸发系数(K_e)
        4.2.3 双作物系数法计算结果
    4.3 水分胁迫条件下不同处理玉米需水量的计算
        4.3.1 土壤水分胁迫系数K_s的确定
        4.3.2 水分胁迫下腾发量实际值与计算值计算结果的比较
    4.4 水分胁迫条件下不同处理玉米需水变化规律分析
        4.4.1 作物需水量的确定
        4.4.2 不同处理玉米需水强度和需水模数分析
    4.5 小结
5 不同处理下水量平衡及水分利用效率研究
    5.1 不同灌水方式与土壤质地下土壤水渗漏分析
    5.2 不同灌水方式与土壤质地下土壤水量平衡分析
    5.3 不同灌水方式与土壤质地下产量与水分利用效率分析
    5.4 不同灌水方式与土壤质地下田间水利用系数比较分析
    5.5 沙区区域尺度土壤水分和籽粒产量及其构成因子的评价
        5.5.1 区域尺度土壤颗粒组成的统计和空间趋势特征
        5.5.2 区域尺度土壤水分的统计和空间变化
        5.5.3 区域尺度玉米产量及产量构成因子分析
    5.6 小结
6 基于AquaCrop模型情景模拟分析及灌溉制度优化
    6.1 不同处理土壤水分亏缺(SWD_t)模拟分析
    6.2 不同灌水水平下玉米产量模拟分析
        6.2.1 不同灌水水平下玉米模拟结果分析
    6.3 不同土壤质地-玉米模拟分析
        6.3.1 不同土壤质地-玉米模拟结果分析
    6.4 小结
7 结论与展望
    7.1 主要结论
    7.2 不足与展望
致谢
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SIMDualKc模型估算非充分灌水条件下冬小麦蒸散量[J]. 郑珍,王子凯,蔡焕杰.  排灌机械工程学报. 2020(02)
[2]气候变化条件下参考作物腾发量演变特性及影响因素分析[J]. 褚桂红.  水资源开发与管理. 2019(12)
[3]农业高效节水灌溉模式选择研究进展[J]. 张亮,周薇,李道西.  排灌机械工程学报. 2019(05)
[4]基于双作物系数法的新疆覆膜滴灌夏玉米蒸散量估算[J]. 李丰琇,马英杰.  农业机械学报. 2018(11)
[5]基于AquaCrop模型的有机稻灌溉制度优化[J]. 邵东国,乐志华,徐保利,胡能杰,田旖旎.  农业工程学报. 2018(19)
[6]干旱沙区降解膜覆盖的玉米生长与耗水规律[J]. 丁宗江,李仙岳,郭宇,冷旭,王美荣.  排灌机械工程学报. 2018(11)
[7]春玉米生长中期灌水量差异对其蒸发蒸腾量估算精度的影响[J]. 周始威,胡笑涛,王文娥,冉辉,张亚军.  排灌机械工程学报. 2018(09)
[8]膜下滴灌水氮耦合效应对玉米干物质与产量的影响[J]. 冯亚阳,史海滨,李瑞平,戚迎龙,贾琼.  排灌机械工程学报. 2018(08)
[9]旱作地膜玉米密植增产用水效应及土壤水分时空变化[J]. 樊廷录,李永平,李尚中,刘世新,王淑英,马明生.  中国农业科学. 2016(19)
[10]AquaCrop作物模型在黄土塬区夏玉米生产中的适用性评价[J]. 倪玲,冯浩,任小川,郝志鹏.  干旱地区农业研究. 2015(06)

博士论文
[1]内蒙古河套灌区地面灌溉技术评价及优化决策研究[D]. 苗庆丰.内蒙古农业大学 2015

硕士论文
[1]不同水分胁迫下青贮玉米需水量及优化灌溉制度的分析研究[D]. 范晓慧.内蒙古农业大学 2013
[2]膜下高频滴灌棉花耗水量与灌溉制度研究[D]. 王小兵.石河子大学 2008
[3]水分亏缺条件下作物需水量的计算及地下水补给量的确定[D]. 黄梦琪.西北农林科技大学 2007



本文编号：3648789