河套灌区不同覆膜灌溉方式对农田土壤水盐调控及春玉米产量的影响
发布时间：2023-02-19 16:43
内蒙古河套灌区地处黄河中上游,是全国特大型灌区之一,农业灌溉用水量占90%以上。该地区农田灌溉方式长期以地面灌为主,水分利用效率低下,且地下水位埋深较浅,土壤次生盐渍化日趋严重。因此,充分研究该地区农田土壤水盐运移分布特征及其时空变化规律,探究更加节水高效的灌溉方式,提出相应灌溉管理调控对策,对内蒙古河套灌区农田可持续发展具有重要意义。为进一步发展节水高效的灌溉方式,实现农业节水和盐渍化的有效治理,本文选取了河套灌区典型盐渍化农田布设田间定位试验,设置畦灌(BI)、沟灌(FI)和滴灌(DI)3个灌溉方式,其中畦灌为对照处理,依照当地黄河引水日期和传统灌溉习惯执行(仅设置一个灌溉水平);在沟灌和滴灌处理中分别设置高(H)、中(M)和低(L)3个灌水水平。本研究基于多年的土壤水热盐监测、作物生长和产量等试验数据,利用先进的统计分析方法和作物模型模拟相结合的研究方法,综合分析了不同灌溉方式下土壤水盐的时空分布、春玉米生长和对应的经济效益;利用土壤水分溶质运移过程模型HYDRUS-2D对不同情景下土壤水盐运移过程进行了模拟和预测,利用玉米生长模型DSSAT-CERES-Maize探究了气候变化...
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景、目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 河套灌区节水灌溉现状
1.2.2 传统地面灌溉下土壤水盐过程研究进展
1.2.3 垄膜沟灌下土壤水盐过程研究进展
1.2.4 膜下滴灌下土壤水盐过程研究进展
1.2.5 模型模拟的进展
1.3 研究中存在的问题及不足
1.4 研究内容和技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第二章 材料与方法
2.1 研究区概况
2.2 试验设计
2.2.1 农艺措施
2.2.2 试验设计与灌水管理
2.2.3 田间管理
2.3 观测项目与方法
2.3.1 气象数据
2.3.2 土壤水盐
2.3.3 地下水位
2.3.4 玉米生长与产量
2.3.5 作物水分利用
2.3.6 经济效益分析
2.4 模型介绍
2.4.1 HYDRUS模型
2.4.2 DSSAT模型
2.4.3 模型输入数据
2.4.4 模型的校正和验证
2.5 生育期降水年型确定
2.6 情景模拟设置
2.7 数据计算与分析处理
第三章 不同覆膜灌溉方式下的土壤水盐变化
3.1 不同措施农田土壤水盐动态
3.1.1 农田收获前后土壤水分动态变化
3.1.2 农田收获前后电导率动态变化
3.2 农田逐年土壤水盐储量变化
3.2.1 土壤含盐量与电导率之间的关系
3.2.2 农田逐年土壤储水量变化
3.2.3 农田逐年土壤储盐量变化
3.3 不同生育时期盐分分布
3.3.1 2016年
3.3.2 2017年
3.3.3 2018年
3.4 讨论
3.5 小结
第四章 不同情景下土壤水盐运移规律的模拟
4.1 数学模型
4.1.1 土壤水分运动方程
4.1.2 盐分运动方程
4.1.3 初始条件
4.1.4 边界条件
4.1.5 模型评价指标
4.2 模型模拟
4.2.1 土壤水分
4.2.2 土壤盐分
4.3 讨论
4.4 小结
第五章 不同覆膜灌溉方式下的作物生长与产量响应
5.1 春玉米产量与生物量
5.2 春玉米水分利用
5.3 经济效益分析
5.4 讨论
5.5 小结
第六章 不同降水年型下玉米生长过程的模拟
6.1 模型的校正和验证
6.2 基于DSSAT-CERES-Maize模型的土壤水分模拟
6.3 河套地区不同降水年型灌溉优化
6.4 气候变化情景下作物优化管理
6.5 讨论
6.6 小结
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 需进一步研究的问题
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3746582
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景、目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 河套灌区节水灌溉现状
1.2.2 传统地面灌溉下土壤水盐过程研究进展
1.2.3 垄膜沟灌下土壤水盐过程研究进展
1.2.4 膜下滴灌下土壤水盐过程研究进展
1.2.5 模型模拟的进展
1.3 研究中存在的问题及不足
1.4 研究内容和技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
第二章 材料与方法
2.1 研究区概况
2.2 试验设计
2.2.1 农艺措施
2.2.2 试验设计与灌水管理
2.2.3 田间管理
2.3 观测项目与方法
2.3.1 气象数据
2.3.2 土壤水盐
2.3.3 地下水位
2.3.4 玉米生长与产量
2.3.5 作物水分利用
2.3.6 经济效益分析
2.4 模型介绍
2.4.1 HYDRUS模型
2.4.2 DSSAT模型
2.4.3 模型输入数据
2.4.4 模型的校正和验证
2.5 生育期降水年型确定
2.6 情景模拟设置
2.7 数据计算与分析处理
第三章 不同覆膜灌溉方式下的土壤水盐变化
3.1 不同措施农田土壤水盐动态
3.1.1 农田收获前后土壤水分动态变化
3.1.2 农田收获前后电导率动态变化
3.2 农田逐年土壤水盐储量变化
3.2.1 土壤含盐量与电导率之间的关系
3.2.2 农田逐年土壤储水量变化
3.2.3 农田逐年土壤储盐量变化
3.3 不同生育时期盐分分布
3.3.1 2016年
3.3.2 2017年
3.3.3 2018年
3.4 讨论
3.5 小结
第四章 不同情景下土壤水盐运移规律的模拟
4.1 数学模型
4.1.1 土壤水分运动方程
4.1.2 盐分运动方程
4.1.3 初始条件
4.1.4 边界条件
4.1.5 模型评价指标
4.2 模型模拟
4.2.1 土壤水分
4.2.2 土壤盐分
4.3 讨论
4.4 小结
第五章 不同覆膜灌溉方式下的作物生长与产量响应
5.1 春玉米产量与生物量
5.2 春玉米水分利用
5.3 经济效益分析
5.4 讨论
5.5 小结
第六章 不同降水年型下玉米生长过程的模拟
6.1 模型的校正和验证
6.2 基于DSSAT-CERES-Maize模型的土壤水分模拟
6.3 河套地区不同降水年型灌溉优化
6.4 气候变化情景下作物优化管理
6.5 讨论
6.6 小结
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 需进一步研究的问题
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3746582
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