【摘要】：为逐步实现基于ET(作物蒸发蒸腾量)的水资源管理模式,更科学合理地控制和减少田间作物水分消耗,并实现农业节水增产,本文以山西省世行贷款节水灌溉二期项目监测评价为依托,以山西省项目区不同田间典型地貌单元、不同作物、不同土壤水分来源的非充分灌溉地块为研究对象,基于其自然条件、灌溉条件、地下水补给条件下的野外农田ET年度跟踪监测,分析计算了非充分灌溉多变条件下的作物ET值,并同步监测计算得到不同水分补给条件下的水分生产效率。本文所基于的年度跟踪监测包括农田土壤含水率、容重、灌溉水量、降雨量、温度等,其分析计算针对降雨、灌溉、地下水补给三种不同土壤水分来源进行,分别分析计算只有降雨、既有降雨又有灌溉、既有降雨又有灌溉还有地下水补给条件下的作物ET和作物水分生产效率。在农田典型地形地貌方面考虑丘陵、盆地、山地、河滩地;在土地利用方式方面考虑农耕地、草地、果林地;在农艺措施类型方面考虑秸秆还田、地膜覆盖等,旨在揭示自然和人工条件下作物蒸发蒸腾量的变化规律,其主要结果与结论如下:(1)在仅有降雨水分补给条件下的作物ET特性。黄土高原地区耕作农田春玉米、经济果林和自然草地三种土地利用方式下的作物生育期内ET的阶段变化规律呈现一定的相似性,主要表现为:生育期内累积蒸发蒸腾量曲线的斜率即作物日蒸发蒸腾量(蒸发蒸腾强度)随生育阶段呈现出先增大后减小,并且均在气温最高、降雨最集中的8月份达到最大值。其中,耕作农田春玉米全生育期的et值为281.99mm,蒸发蒸腾强度最大值为3.22mm/d,水分生产效率为1.86kg/m~3;山地旱作经济果林全生育期的et值为262.75mm,蒸发蒸腾强度最大值为3.26mm/d;山地阴坡自然草地全生育期的et值为395.60mm,蒸发蒸腾强度最大值为4.36mm/d。仅在降雨条件下,由于土壤水分仅靠降雨补充,土壤水分供给不足,三种土地利用方式下作物蒸发蒸腾量也较低。(2)降雨与灌溉水分补给条件下的作物et特性。灌溉春玉米、冬小麦、河滩地春玉米三种作物累积蒸发蒸腾曲线的斜率均随生育阶段的变化而变化,生育前期作物累积蒸腾蒸发曲线的斜率较小,生育中期曲线斜率较大,生育期末曲线变缓,斜率较小。表明作物蒸发蒸腾强度在生育期内随时间先增大后减小,在生育中期达到峰值。其中,灌溉春玉米生育期的et值为346.08mm,蒸发蒸腾强度最大值为6.6mm/d,水分生产效率为2.20kg/m~3;冬小麦全生育期的et值为387.71mm,蒸发蒸腾强度最大值为6.51mm/d,水分生产效率为1.60kg/m~3;河滩整理薄层土壤农田春玉米全生育期的et值为428.86mm,蒸发蒸腾强度最大值为5.96mm/d,水分生产效率为2.27kg/m~3。与仅考虑降雨条件相比,土壤水分相对充足,作物蒸发蒸腾耗水增加,水分生产效率明显提高。(3)降雨、灌溉与地下水水分补给条件下的作物et特性。露天蔬菜全生育期内累积蒸发蒸腾量与生育时间基本呈线性关系,全生育期的累积蒸发蒸腾量为563.36mm,平均蒸发蒸腾强度为2.72mm/d;河滩地春玉米在全生育期内蒸发蒸腾强度经历了缓慢上升、快速上升和逐渐下降三个阶段,且在八月中旬蒸发蒸腾强度达到最大值7.06mm/d,全生育期的累积蒸发蒸腾量为521.42mm,水分生产效率为2.56 kg/m~3。与只考虑降雨以及综合考虑降雨和灌溉相比,地下水的补给增加了土壤水分的来源,因此生育期ET值与各阶段蒸发蒸腾强度都有了明显的增大,说明地下水补给对作物ET值具有较大的影响,水分生产效率明显提高。(4)渗水地膜、普通地膜、无地膜覆盖三种措施下春玉米生育期内ET变化特性。玉米生育的各阶段中除生长发育最旺盛的八月时渗水地膜覆盖下春玉米累积蒸发蒸腾量比覆盖普通地膜、无地膜覆盖下大之外,其他生育时期均最小;三种措施下蒸发蒸腾强度变化规律保持一致,生育前期蒸发蒸腾强度逐渐增加,生育中期时蒸发蒸腾强度快速增大,生育后期逐渐减小。无地膜覆盖春玉米全生育期ET值为246.40mm,水分生产效率为1.8 kg/m~3;覆盖普通地膜玉米全生育期ET值为238.47mm,水分生产效率为1.96 kg/m~3;覆盖渗水地膜玉米全生育期ET值为232.24mm,水分生产效率为2.15 kg/m~3。地膜覆盖措施能够有效减少作物蒸发蒸腾耗水量,并且渗水地膜覆盖下效果比普通地膜覆盖更明显,节水增产效益更高。通过对自然与人工条件下作物ET的研究,揭示了不同作物在生育期内ET的阶段变化规律,掌握在非充分灌溉条件下作物的蒸发蒸腾耗水特性,为黄土高原区耕作土壤的农业生产实践提供技术支撑。
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【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S311
【参考文献】
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