膜下滴灌条件下土壤水热的动态变化和作物需水规律的研究

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1、摘要1膜下滴灌条件下土壤水热的动态变化和作物需水规律的研究研究生:张朝勇指导教师:蔡焕杰教授摘要膜下滴灌是当今世界最先进的滴灌灌水技术和覆膜种植栽培技术相结合的产物，同传统的灌水方式和栽培技术相比较具有节水、高产、优质和高效的优点。在覆膜和滴灌的综合效应下，作物的生长与常规条件不同，土壤的水热环境以及作物需水规律都发生了变化。本文以棉花和玉米为研究对象，在甘肃民勤小坝口灌溉试验站对此进行了系统的田间试验研究，得出以下主要结论:(1)应用地下水土壤水流动系统理论，分析了膜下滴灌节水增产的机理。覆膜抑制了土壤表面的蒸发面汇，具有明显的提墒保墒作用，滴灌能随时根据作物生长需要及作物根系汇流强

2、度的增大而补充汇流源，可控性很强，水的浪费率很低。(2)不同种植方式土壤水流动系统差别以及节水增产效益差异分析。一管三行土壤水分环境优于一管四行，结果表现在一管三行在水分生产率、最终的产量以及产量组成要素上都强于一管四行。无论哪种种植方式，在最大供水量的范围之内，灌溉定额大，作物的产量水平就高。(3)薄膜覆盖于土壤表面后，与未覆盖的土壤相比，地表净辐射R=收入下降，显热交换P减弱，潜热交换LE趋于零。地温值随深度增加而降低，土壤上层的温度急剧上升或下降，而土壤下层平稳递增或减小。一日内地温变化的特征可以用8:00,14-00,20:00三个时刻来简要表征，分别代表地温的最低、最高和中间

3、温度。一日内表层土温的最大变幅和各时刻温度的最大值和最大变幅均发生在膜中，其次是膜边、垄沟。一日内地温变幅与深度可以拟合成指数函数关系，且相关系数都很高，都在0.90以上。(4)2001年胁迫供水情况下，在整个生育期棉花的蒸发蒸腾量为307.48m。平均日耗水强度为1.75m，作物系数平均值为0.39;2002年充分供水情况下，在整个生育期内棉花的蒸发蒸腾量为337.04mm，平均日耗水强度为1.94mm，作物系数平均值为0.43。充分供水情况下各个需水参数都高于胁迫供水。(5)综合作物系数与相对含水率拟合关系表明，作物系数与含水率的相关性与土壤受早的情况呈现相同的趋势，苗期的相关系数

4、高，而到了蕾期偏低，花铃期更低，到了吐絮期有所升高，整体上表现为水分状况良好，相关性就越高。作物系数和气象资料的线性拟合关系表明，作物系数随风速和冠层净辐射的增大而减小，随相对湿度的增大而增大。关键词:膜下滴灌地温一管三行一管四行作物系数棉花膜下滴灌条件下土壤水热的动态变化和作物需水规律的研究ResearchofDynamtcsofSoilMoisture-ThermalandCropWaterRequirementwithDripIrrigationunderMulchMastercandidate:ZhangChaoyongTutor:ProfCaiHuanjieAbstractD

5、ripirrigationundermulchisaadvancedtechniquecombinedbythetrickleirrigationtechniqueandthepolyethylenefilmplantingtechnique,whichhavetheadvantagesofsavingwater,enhancingyields,upgradingqualityandhighutility.Comparedwithconventionalirrigationandcultivationmode,thesoilmoistureandthermalenvironment,w

6、aterrequirementpaternarechangedbydripirigationundermulch.ThefieldexperimentstudyforcottonandcornwasconductedinXiaobakouIrigationExperimentStationinMinqincountry,Gansuprovince.Themainresultsareasfollows:(1)Applyingthetheoryofsoil-waterflowsystemingroundwater,themechanismofwater-savingandproduct-e

7、nhancingfordripirigationundermulchwereanalysised.Itwasfound:1)Thefilmrestrainedevaporationsurfaceintensityandhadobviousfunctionofrisingandkeepingmoisture,2)Thedripirrigationcouldsupplywateraccordingtogrowingrequirementandaug