滴灌下秸秆覆盖与灌水对冬小麦土壤水分影响

【摘要】：当前,我国国民生产生活中所消耗的水量逐年增加,其中占比重最大的农业生产受到缺水的影响也日益严重。加强对农业节水领域的投入,节约农业用水是今后一段时间内我国农业发展的一项重要任务。秸秆覆盖与滴灌技术作为节水灌溉技术不断发展的产物,它们在实际生产中的应用有效地提高了农业灌溉中的节水效率。针对秸秆覆盖与滴灌在农业生产中的实践应用开展试验研究具有重要的现实意义。本文以我国北京市大兴区为研究区,以冬小麦为试供冬小麦,设计秸秆覆盖与否和不同的灌水定额两个试验变量。通过试验分别探讨了冬小麦各生育期时期田内不同位置的棵间蒸发量与不同土层深度的土壤含水率的时空变化规律,并通过最终个试验样地的实际产量和水分利用效率等指标衡量灌溉效果,主要研究结论如下。(1)在滴灌条件下,水分在土壤表层的水平空间上的分布出现了明显的不均匀性,这种不均匀性使得滴灌带两侧干燥带与湿润带内的棵间蒸发量之间存在着极为显著的差异,全观测期内各处理湿润带棵间蒸发量普遍大于干燥带,1-6号处理分别多出了20.71、17.67、13.70、21.30、10.33、16.19mm。同时在高灌水量处理下,由于湿润带内土壤水分过多,土壤升温较慢,使得拔节期内处理5和处理6出现了干燥带日均棵间蒸发量高于湿润带日均棵间蒸发量的情况。秸秆覆盖层能够有效地减少试验小区内的棵间蒸发量,与未进行秸秆覆盖的试验小区相比较,在秸秆覆盖处理下低、中、高灌水量处理的全观测期平均棵间蒸发量均有着明显的下降,减少的比例依次为20.45%,24.77%,19.14%。对比不同灌水量下各试验小区内棵间蒸发量的平均值,结果表明灌水量差异对棵间蒸发的影响并不明显。(2)秸覆盖层对灌溉水有着明显的截留作用,这使得在低灌水量覆盖处理组中相当一部分的水分未能进入土壤,因而出现了在棵间蒸发量较低的情况下覆盖较未进行秸秆覆盖地面下O-20cm土壤含水率较低的现象。灌水量的差异对于秸秆覆盖层的截留作用影响明显,当土壤含水率长期高于田间持水量的65%时秸秆覆盖层的截留作用对于水分的影响作用就会下降,中灌水量处理组和高灌水量处理组的土壤含水率的变化表明了这一问题。秸秆覆盖层的截留作用还强烈地影响到了秸秆覆盖层的保墒能力,灌水量的差异对秸秆覆盖层的保墒作用有着较强的影响,秸秆覆盖层在不同灌水量处理下的保墒能力差异显著。(3)由于阻碍了太阳对地表的直接照射,秸秆覆盖抑制了春季土壤温度的上升,1-6号处理的平均土壤温度分别为19.25、20.55、19.20、20.96、20.03、19.79℃。仅有在高灌水量处理下这种影响才比较微弱,但是在遇到极端天气的情况下,秸秆覆盖层还是能够起到一定的保温作用,可以减少冬小麦可能会受到的冻害、寒害。(4)从整个观测期来看,E/ET经历了了由大变小再变大的变化过程。低、中、高灌水量处理间E/ET的差异明显,比例分别为29.71%,25.64%,21.38%。秸秆覆盖和未进行秸秆覆盖相比,三种灌水处理全观测期E/ET分别减少8.93%,3.01%,0.44%。各处理的叶面积指数与E/ET之间都呈现出了较好的指数相关关系,且从相关性上来看,覆盖处理叶面积指数与E/ET的相关度均低于未进行秸秆覆盖处理。(5)秸秆覆盖处理提升了试验区内冬小麦的千粒重,但是抑制了冬小麦麦穗的萌孽,使单位面积内穗个数降低,灌水量的变化对这两个指标的影响不大。覆盖处理会使灌水量较低的冬小麦田产量降低,在较充足的水量下会提高冬小麦产量。覆盖处理可以在土壤水分较低的情况下提高灌水量对于单位面积产量的增加,从整体来看中灌水量覆盖处理的产量最高,千粒重也最大,而穗数最小,说明在这种处理下小麦颗粒最为饱满,经济产量最大。秸秆覆盖处理小区的水分生产效率普遍高于未进行秸秆覆盖处理小区,各处理的水分生产效率与其对应的灌溉定额之间呈现出了明显的负相关的趋势。 【关键词】：滴灌 秸秆覆盖 灌水量 冬小麦 土壤水分
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S512.11
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 引言10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究动态11-16
• 1.2.1 秸秆覆盖研究现状11-13
• 1.2.2 滴灌技术研究现状13-16
• 2 试验设计16-22
• 2.1 试验区概况16
• 2.2 试验区设置16-17
• 2.3 试验指标测定17-18
• 2.4 试验数据整理与所需公式18-20
• 2.5 试验数据整理与所需公式20-21
• 2.6 技术路线图21-22
• 3 观测期棵间蒸发量的变化22-34
• 3.1 滴灌带两侧干湿区域棵间蒸发量在不同生育期的时空变化22-28
• 3.2 秸秆覆盖和灌水对棵间蒸发量的影响28-31
• 本章小结31-34
• 4 各处理土壤含水率与温度的时空动态变化34-42
• 4.1 土壤水分的时空动态变化34-38
• 4.2 各处理土壤温度的动态变化38-41
• 本章小结41-42
• 5 观测期E/ET的动态变化及与叶面积指数(LAI)的关系42-46
• 5.1 观测期内E/ET的动态变化42-44
• 5.2 生育期内平均的叶面积指数变化趋势44-45
• 本章小结45-46
• 6 滴灌下秸秆覆盖与灌水量差异对冬小麦产量的影响分析46-50
• 6.1 不同处理下测产考种情况分析46-47
• 6.2 水分生产效率47-49
• 本章小结49-50
• 7 结论和建议50-54
• 结论50-51
• 建议51-54
• 参考文献54-58
• 个人简介58-60
• 导师简介60-62
• 第二导师简介62-64
• 致谢64

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