北疆地区春小麦—青贮玉米种植模式周年水分时空分布及高效利用

发布时间：2020-05-12 20:36

【摘要】：随着农业结构不断调整,春小麦—青贮玉米种植模式在新疆北疆地区得以大范围推广,截至2015年其种植面积已超过2万公顷。而地处干旱半干旱地区的新疆,年降水量不足200 mm,蒸发量在1000 mm以上,水资源严重短缺,春小麦—青贮玉米种植模式的推广应用势必增加农业用水压力。为了最大效率利用有限水分,提高灌溉水资源利用效率,本研究设置3个灌溉量和3个灌溉频率处理,结合气象数据,研究不同灌溉量和灌溉频率下该地区春小麦—青贮玉米种植模式土壤水分时空分布规律、参考作物蒸发蒸腾量ET0与主要气象因子的关系、该种植模式蒸腾蒸发量ET、作物系数K值变化规律,以及不同灌溉处理对作物产量、水分利用率和经济效益的影响,以期为农业生产提供技术指导,结果如下:(1)春小麦—青贮玉米种植模式土壤水分时空分布:春小麦在分蘖-拔节期、灌浆期,青贮玉米耗水在拔节-抽雄期,土壤水分下降明显;春小麦—青贮玉米种植模式,土壤水分波动主要集中在0-60 cm土层,高频率灌溉会加剧10 cm处土层土壤水分波动,高灌量条件下,高频率灌溉水分波动最大为0.135,中灌量条件下,中、低频率灌溉处理的水分波动较大分别为0.146、0.143,而低灌量条件下,高频率灌溉处理的水分波动最小为0.127;春小麦—青贮玉米种植模式土壤含水量均减少,土壤贮水消耗量在高灌量下较小,中灌量中频率处理土壤贮水消耗量最大。(2)春小麦—青贮玉米种植模式参考作物蒸发蒸腾量ET0及其与气象因子的关系:参考作物蒸发蒸腾量ET0的大小受气象因子影响,在春小麦—青贮玉米种植模式中4、5、9、10月份ET0值较小,6、7、8月份ET0值较大。ET0与最高温度、最低温度、平均温度呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系。累计气象因子与累积ET0相关性较大(R2均大于0.99)在计算春小麦—青贮玉米种植模式累积ET0时,可以简化的利用单一气象数据的累积值来计算。当气象数据缺失不完整时,也可以利用此方法较精确的估算春小麦—青贮玉米种植模式累积ET0。(3)灌溉量和灌溉频率对春小麦—青贮玉米种植模式ET及K值的影响:北疆地区小麦的蒸发蒸腾量ET和作物系数K值的变化范围分别在354 mm-471.58 mm、0.8431-1.1128,青贮玉米的蒸发蒸腾量ET和作物系数K值的变化范围分别在200.48 mm-355.36 mm、0.5879-1.0421。蒸发蒸腾量ET和作物系数K值,主要受灌溉量的影响,随着灌溉量的增加ET和K值不断增加;灌溉频率对ET和K值的影响在不同灌溉量下各不相同。(4)灌溉量和灌溉频率对春小麦—青贮玉米种植模式产量及水分利用率的影响:中灌量条件下小麦和青贮玉米的产量较高,其各频率处理小麦产量在6537 kg·hm-2-7837kg·hm-2之间,青贮玉米产量在19417 kg·hm-2-22348 kg·hm-2之间;低灌量条件下小麦和青贮玉米的产量较低,其各频率处理小麦产量在3229.76 kg·hm-2-4423.17 kg·hm-2之间,青贮玉米产量在13890.8 kg·hm-2-15945.6 kg·hm-2之间;在高灌量条件下低频率灌溉处理小麦和青贮玉米的产量最少,小麦产量为5925.38 kg·hm-2,青贮玉米产量为17071.7 kg·hm-2。在低灌量条件下高频率灌溉处理小麦和青贮玉米的产量明显低于中、低频率处理,高频率灌溉处理下小麦减产28%、青贮玉米减产也达到了13.8%。在同一灌量下各频率之间的水分利用率主要受产量影响,产量越高水分利用率越大;而不同灌溉量处理下青贮玉米水分利用率主要受耗水量影响,耗水量越低水分利用率越高。本试验条件下灌溉方案以小麦300 mm灌溉量、滴灌5次,青贮玉米220 mm灌溉量、滴灌3次为宜。
【图文】：

北疆地区春小麦—青贮玉米种植模式周年水分时空分布以及高效利用研究第三章 春小麦-青贮玉米土壤水分时空分布及土壤贮水变化3.1 春小麦—青贮玉米种植模式土壤水分时空分布通过对土壤水分时空分布的研究，可以侧面了解作物的需水规律、耗水特性、土壤理化性质，本试验研究了各处理 10cm、20cm、30cm、40cm、60cm、100cm 处土壤水分随时间变化规律，其结果如下：

图 4-3 累积气象因子与 ET0的拟合曲线Fig. 4-3 Fitting curve between cumulative meteorological factors and ET0表 4-2 累积气象因子与 ET0的回归方程Table 4-2 Regression equation between cumulative meteorological factors and ET0累积气象因子 回归方程 相关系数 R2最高温度 ET0= 6.1179*最高温度 -46.755 R2= 0.9986最低温度 ET0= 3.7218*最低温度-114.75 R2= 0.9966平均温度 ET0= 49563*平均温度 - 0.69584 R2= 0.9985平均风速 ET0= 0.2658*平均风速 + 13.704 R2= 0.9960日照时长 ET0= 1.9009*日照时长 + 5.2646 R2= 0.9980相对湿度 ET0= 8.3283*相对湿度 + 417.64 R2= 0.9967由图 4-3 和表 4-2 可以看出，春小麦—青贮玉米种植模式生育期内单个累积气象子（累积最高温度、累积最低温度、累积平均温度、累积日照时长、累积相对湿度、积平均风速）与累积 ET0之间存在极显著的相关性（相关系数 R2均>0.99），其中相
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S513;S512.12

【参考文献】

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本文编号：2660809