圆形喷灌机条件下苜蓿水氮高效管理及灌溉决策系统的研究
发布时间：2021-04-09 23:12
水资源短缺已成为限制苜蓿产业发展的主要因素之一。同时,随着农业结构的调整和土地流转的不断推进,以圆形喷灌机为代表的喷灌机组在苜蓿灌区得到了广泛应用。针对当前喷灌苜蓿灌区水氮管理不合理和智能化程度较低的问题,本研究采用田间试验与模型模拟相结合的方法,研究了不同水氮处理对苜蓿生长的影响,并对苜蓿喷灌水肥一体化施氮过程中的氨挥发及冠层截留损失等重点问题进行了定量研究。同时,利用田间试验数据评估了 APSIM-Lucerne对苜蓿生长模拟的适用性,最终在此基础上构建了灌溉决策模型并开发了相应的软件。主要结论如下:（1）2014～2015年在内蒙古鄂托克旗开展了水氮处理对苜蓿生长、产量及品质影响的田间试验,比较了 3 种灌水量（100%ET、80%ET、60%ET）和 3 种施氮量（69.0、48.3、27.6kg/hm2）对苜蓿生长、产量和品质的影响。结果表明,内蒙古西南部地区,一年刈割三茬的苜蓿年需水量约508 mm。氮肥对苜蓿产量无显著影响,但灌水量却对其影响显著。苜蓿的水分利用效率（WUE）和肥料偏生产力（PFP）分别随着灌水量和施氮量的增加而显著降低。80%ET与100%ET处理间的产...
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－丨本研究的技术路线??Ｆｉｇ．?１－１?Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]APSIM模型的研究进展及其在中国的应用[J]. 赵彦茜,齐永青,朱骥,肖登攀,安塞,陈睿. 中国农学通报. 2017(18)
[2]阿鲁科尔沁旗紫花苜蓿需水规律与灌溉定额[J]. 孙洪仁,杨晓洁,吴雅娜,刘琳,沈月. 草业科学. 2017(06)
[3]喷灌条件下灌水量对建植初期紫花苜蓿产量与品质的影响[J]. 王云玲,王晓玉,李茂娜,严海军. 节水灌溉. 2016(08)
[4]圆形喷灌机条件下水肥耦合对紫花苜蓿产量的影响[J]. 李茂娜,王晓玉,杨小刚,田彦军,严海军. 农业机械学报. 2016(01)
[5]不同植物截留特征的比较研究[J]. 刘艳丽,王全九,杨婷,吕金榜,赵光绪. 水土保持学报. 2015(03)
[6]传统和优化施氮对春玉米产量、氨挥发及氮平衡的影响[J]. 李欠欠,李雨繁,高强,李世清,陈新平,张福锁,刘学军. 植物营养与肥料学报. 2015(03)
[7]圆形喷灌机泵注式施肥装置设计与田间试验[J]. 严海军,马静,王志鹏. 农业机械学报. 2015(09)
[8]水肥耦合驱动下的番茄植株形态模拟模型[J]. 常毅博,李建明,尚晓梅,张大龙,潘铜华,杜清洁. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]草冠截留影响因素及其测定方法对比研究综述[J]. 朱永杰,毕华兴,霍云梅,王晓贤. 中国农学通报. 2014(34)
[10]不同施氮水平下小麦田氨挥发规律研究[J]. 山楠,赵同科,毕晓庆,安志装,赵丽平,杜连凤. 农业环境科学学报. 2014(09)
博士论文
[1]基因型、环境、管理措施 互作对中国油菜产量影响的模拟研究[D]. 赫迪.中国农业大学 2017
[2]圆形喷灌机水力性能的理论与试验研究及其优化设计[D]. 李永冲.中国农业大学 2016
[3]典型作物设施农业灌溉决策系统研究与实现[D]. 闫华.中国农业大学 2016
[4]基于多信息融合的温室黄瓜肥水一体化灌溉系统研究[D]. 孙国祥.南京农业大学 2016
[5]温室精准灌溉施肥系统关键技术研究[D]. 刘永华.南京农业大学 2015
[6]苜蓿生产力、土壤水分和轮作效应的APSIM模型评价与应用研究[D]. 奥海玮.宁夏大学 2015
[7]基于润湿性的植物叶面截留降水和降尘的机制研究[D]. 王会霞.西安建筑科技大学 2012
[8]紫花苜蓿生长发育及产量形成与气象条件关系的研究[D]. 刘玉华.西北农林科技大学 2006
硕士论文
[1]宁夏苜蓿地下滴灌水肥效应与喷灌土壤养分水分空间变异规律研究[D]. 胡优.宁夏大学 2017
[2]基于“3414”试验设计的黄淮地区紫花苜蓿施肥技术研究[D]. 刘洋.南京农业大学 2016
[3]西北旱区地下调亏滴灌对苜蓿（Medicago sativa L.）产量、品质及耗水量的影响[D]. 寇丹.北京林业大学 2014
[4]基于作物茎流的灌溉决策支持系统[D]. 张梦.天津理工大学 2014
[5]基于APSIM模型的冬小麦、玉米和紫花苜蓿的生产潜力分析[D]. 杨轩.兰州大学 2013
[6]草坪草降雨截留的生态水文效应研究[D]. 于璐.北京林业大学 2013
[7]黄土高原西部应用APSIM模型的土壤蒸发参数测定和调整[D]. 谭广洋.兰州大学 2007
[8]紫花苜蓿生长特性与温度关系的研究[D]. 任鸿远.西北农林科技大学 2007
[9]紫花苜蓿生长模拟模型（ALFASM）研究[D]. 朱玉洁.中国农业大学 2004
本文编号：3128481
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－丨本研究的技术路线??Ｆｉｇ．?１－１?Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ??
（ａ）?（ｂ）??图２－１试验地（ａ）及圆形喷灌机概况（ｂ）??Ｆｉｇ．?２－１?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｆｉｅｌｄ?（ａ）?ａｎｄ?ｃｅｎｔｅｒ?ｐｉｖｏｔ?ｓｙｓｔｅｍ?（ｂ）??３０??１８０??温度一＊－风速■■■降雨??２０?－?＾?＿?１５０??Ｓ１０＇?／?Ｘ＼?－，２０？??Ｖ＇９０１??還－１０?－?－?６０??■?｜｜｜??１月２月３月４月５月６月７月８月９月Ｈ）月１１月１２月??月份??图２－２内蒙古鄂托克旗试验地常年各月气象条件??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｗｅａｔｈｅｒ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌｏｎｇ?ｔｅｒｍ?ａｔ?Ｉｎｎｅｒ?Ｍｏｎｇｏｌｉａ?ｓｉｔｅ??２．１．２试验设计??本部分试验包括圆形喷灌机喷灌均匀性试验与苜蓿水氮耦合试验。??圆形喷灌机喷灌均匀性试验参照ＡＮＳＩ／ＡＳＡＥ标准［１３６］进行。试验中雨量筒规格符合规定（高??度３７５?＿，承口圆直径２４５?＿），测量试验中两列雨量筒夹角为７°，末端距离为２０?ｍ，雨量筒??的间距３?ｍ，每排布置５１个，两喃量筒交错布置，如图２－３。试验时将喷灌机百分率计时器调??整至３０％。试验期间，每隔１５?ｍｉｎ测量并记录风速和主风向，测量位置在中心支轴及末端附近、??距地面高度２ｍ的代表点进行。同时在试验开始前和结束时观测并记录圆形喷灌机入机压力＾??苜蓿水肥耦合试验采用双因素完全随机试验设计，２个因素分别是灌水量和施氮量，灌水量??设３个水平（１００％￡Ｔ、８０％￡Ｔ、６０％￡Ｔ），施肥设４个水平（高、中、低、无），共１２个处理。??试验中根据作物实际需水量（￡７；）进行灌溉
１月２月３月４月５月６月７月８月９月Ｈ）月１１月１２月??月份??图２－２内蒙古鄂托克旗试验地常年各月气象条件??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｗｅａｔｈｅｒ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌｏｎｇ?ｔｅｒｍ?ａｔ?Ｉｎｎｅｒ?Ｍｏｎｇｏｌｉａ?ｓｉｔｅ??２．１．２试验设计??本部分试验包括圆形喷灌机喷灌均匀性试验与苜蓿水氮耦合试验。??圆形喷灌机喷灌均匀性试验参照ＡＮＳＩ／ＡＳＡＥ标准［１３６］进行。试验中雨量筒规格符合规定（高??度３７５?＿，承口圆直径２４５?＿），测量试验中两列雨量筒夹角为７°，末端距离为２０?ｍ，雨量筒??的间距３?ｍ，每排布置５１个，两喃量筒交错布置，如图２－３。试验时将喷灌机百分率计时器调??整至３０％。试验期间，每隔１５?ｍｉｎ测量并记录风速和主风向，测量位置在中心支轴及末端附近、??距地面高度２ｍ的代表点进行。同时在试验开始前和结束时观测并记录圆形喷灌机入机压力＾??苜蓿水肥耦合试验采用双因素完全随机试验设计，２个因素分别是灌水量和施氮量，灌水量??设３个水平（１００％￡Ｔ、８０％￡Ｔ、６０％￡Ｔ），施肥设４个水平（高、中、低、无），共１２个处理。??试验中根据作物实际需水量（￡７；）进行灌溉，当１００％ＥＴ处理下０？３０?ｃｍ?土层内的土壤水分低??至６０％?ＦＣ?（０．１５６?ｃｍ３／ｃｍ３）时各小区均开始灌溉，每次灌水定额由该时段内的累积￡Ｔｅ减去累积?
【参考文献】：
期刊论文
[1]APSIM模型的研究进展及其在中国的应用[J]. 赵彦茜,齐永青,朱骥,肖登攀,安塞,陈睿. 中国农学通报. 2017(18)
[2]阿鲁科尔沁旗紫花苜蓿需水规律与灌溉定额[J]. 孙洪仁,杨晓洁,吴雅娜,刘琳,沈月. 草业科学. 2017(06)
[3]喷灌条件下灌水量对建植初期紫花苜蓿产量与品质的影响[J]. 王云玲,王晓玉,李茂娜,严海军. 节水灌溉. 2016(08)
[4]圆形喷灌机条件下水肥耦合对紫花苜蓿产量的影响[J]. 李茂娜,王晓玉,杨小刚,田彦军,严海军. 农业机械学报. 2016(01)
[5]不同植物截留特征的比较研究[J]. 刘艳丽,王全九,杨婷,吕金榜,赵光绪. 水土保持学报. 2015(03)
[6]传统和优化施氮对春玉米产量、氨挥发及氮平衡的影响[J]. 李欠欠,李雨繁,高强,李世清,陈新平,张福锁,刘学军. 植物营养与肥料学报. 2015(03)
[7]圆形喷灌机泵注式施肥装置设计与田间试验[J]. 严海军,马静,王志鹏. 农业机械学报. 2015(09)
[8]水肥耦合驱动下的番茄植株形态模拟模型[J]. 常毅博,李建明,尚晓梅,张大龙,潘铜华,杜清洁. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2015(02)
[9]草冠截留影响因素及其测定方法对比研究综述[J]. 朱永杰,毕华兴,霍云梅,王晓贤. 中国农学通报. 2014(34)
[10]不同施氮水平下小麦田氨挥发规律研究[J]. 山楠,赵同科,毕晓庆,安志装,赵丽平,杜连凤. 农业环境科学学报. 2014(09)
博士论文
[1]基因型、环境、管理措施 互作对中国油菜产量影响的模拟研究[D]. 赫迪.中国农业大学 2017
[2]圆形喷灌机水力性能的理论与试验研究及其优化设计[D]. 李永冲.中国农业大学 2016
[3]典型作物设施农业灌溉决策系统研究与实现[D]. 闫华.中国农业大学 2016
[4]基于多信息融合的温室黄瓜肥水一体化灌溉系统研究[D]. 孙国祥.南京农业大学 2016
[5]温室精准灌溉施肥系统关键技术研究[D]. 刘永华.南京农业大学 2015
[6]苜蓿生产力、土壤水分和轮作效应的APSIM模型评价与应用研究[D]. 奥海玮.宁夏大学 2015
[7]基于润湿性的植物叶面截留降水和降尘的机制研究[D]. 王会霞.西安建筑科技大学 2012
[8]紫花苜蓿生长发育及产量形成与气象条件关系的研究[D]. 刘玉华.西北农林科技大学 2006
硕士论文
[1]宁夏苜蓿地下滴灌水肥效应与喷灌土壤养分水分空间变异规律研究[D]. 胡优.宁夏大学 2017
[2]基于“3414”试验设计的黄淮地区紫花苜蓿施肥技术研究[D]. 刘洋.南京农业大学 2016
[3]西北旱区地下调亏滴灌对苜蓿（Medicago sativa L.）产量、品质及耗水量的影响[D]. 寇丹.北京林业大学 2014
[4]基于作物茎流的灌溉决策支持系统[D]. 张梦.天津理工大学 2014
[5]基于APSIM模型的冬小麦、玉米和紫花苜蓿的生产潜力分析[D]. 杨轩.兰州大学 2013
[6]草坪草降雨截留的生态水文效应研究[D]. 于璐.北京林业大学 2013
[7]黄土高原西部应用APSIM模型的土壤蒸发参数测定和调整[D]. 谭广洋.兰州大学 2007
[8]紫花苜蓿生长特性与温度关系的研究[D]. 任鸿远.西北农林科技大学 2007
[9]紫花苜蓿生长模拟模型（ALFASM）研究[D]. 朱玉洁.中国农业大学 2004
本文编号：3128481
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