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不同农业节水灌溉措施条件下农作物需水量的试验研究

来源:www.cglunwen.com 时间:2017-05-31 字体:[ ] 收藏 我要投稿 浏览:

     当前,水资源供需日益紧张,农业用水、生活用水、工业用水矛盾日趋突出,农业节水措施的实施对于农业用水有效利用至关重要,但不同农业节水措施对农作物需水量的影响不同,有效的农业节水措施将较大程度的解决农作物需水量有效利用的课题,为此,许多学者开展不同农业节水措施的农作物需水分析研究,并取得一定的研究成果,但是这些研究成果都是基于单一的农业节水措施下的农作物需水分析,而未分析不同农业节水措施对农作物需水的影响,当前农作物需水试验的研究成果较多,研究不同农业节水措施条件下的农作物需水试验研究还较少,特别是在辽宁中部地区还未进行相关研究,为此本文以辽宁中部为灌溉试验区域,定量分析不同农业节水措施对辽宁中部农作物需水的影响。

1 模型试验布置

辽宁中部属辽宁省平原区域,区域内农作物以水稻为主,作物需水量较大,本次农作物灌溉需水试验的主要原则是:将综合多项流域试验与单一的灌区试验相结合,试验灌区主要为6个,试验场地布置情况见图1,该实验区域从2010年以来进行不同类型的观测试验,取得一个较长系列的农作物需水观测,在后期,试验区域内增加了地下潜水观测的动态试验场,采用土壤渗透观测仪对不同土壤质地的渗透进行试验观测,区域主要采用辽宁中部地区具有代表性的四种不同土质,各个试验灌区的土质特性见表1。各个灌区主要的观测试验项目为土壤补给度试验、不同土壤质地的渗漏试验分析以及不同农业节水灌溉方式下的农作物需水试验。

2试验结果分析

2.1 试验灌区给水度试验

各个试验灌区的给水度试验关系到不同农业节水措施下不同土壤质地能补给农作物根系层的水分,在给水度试验中采用环刀取土的方式进行取土,在6个试验灌区内各取试验样土,每30cm采用环刀抽取两个土样,按照不同的埋深进行取土,采用土壤给水度计算方法计算不同试验灌区不同埋深下的土壤给水度,试验分析结果见表2和图2}

2为不同试验灌区不同埋深下的给水度试验结果,从表中可以看出,不同埋深下各试验灌区的给水度呈现递增的趋势,这一点也可从图2中看出,各灌区不同埋深下的给水度呈现线性递增的关系,这主要是因为顶层土层受到大气蒸发的影响,给水度较低,而下层土壤受大气蒸发影响较弱,给水度相对较大,不同土质下给水度不同。从表2中可以看出,6#灌区不同埋深下的给水度最大,这主要是因为6#灌区的土质主要为砂质土,而砂质土给水度一般较大,而5#灌区不同埋深下的给水度均小于其他几个灌区的给水度,这主要是因为5#灌区为粘壤土,而粘壤土的给水度较低。

2.2不同试验灌溉区渗漏试验分析

为分析在浅水灌溉措施条件下不同试验罐区的渗漏量,进行浅水灌溉试验并观测不同灌区不同埋深下的渗漏量,为使得试验区内的农作物在返青期、分孽前期得到较为充足的水分,在6月下旬将不同埋深下的渗透管进行关闭,在6月下旬后进行浅水灌溉试验,在无降水条件下进行浅水灌溉,每次灌溉量为0.02m3,每隔3 }5日观测不同埋深下的渗透量,试验观测结果见表3和图3}

3为各个试验灌区不同埋深下的渗透试验结果,从表中可以看出,随着埋深的增加,其观测到的渗透量也逐步增大,其中1#灌区由于其土质主要为砂土,不同埋深下渗漏量大于其他几个灌区,而3#灌区其土质主以粘壤土为主,不同埋深下的渗透量相对小于其他几个灌区。图3为各个试验灌区不同埋深下的渗漏量关系图,从图中可以看出,不同埋深下的渗漏量呈现线性递增的关系。各个试验灌区不同埋深下的渗漏量在1.65一8.25 m,之间,由于未考虑6月下旬前的渗透量,因此不同埋深下的渗漏总量略有影响,该试验数据不能完全代表试验区域内整个年份内的渗漏水量,此外由于在浅水灌溉试验中为每隔3一5日进行一次浅水灌溉试验,为此灌溉试验当天的渗漏量相对较大,主要和前期水分蒸发区域土壤缺水较大造成的。

2.3不同灌溉节水措施下土壤水势试验分析

在进行浅水灌溉措施下灌区渗漏试验分析的基础上,采用不同灌溉节水措施来分析土壤水势的动态变化,而土壤水势则反映土壤水吸附的能力,是农作物根系层需水分析的重要指标,试验分析结果见图4}

4(a)为无灌溉节水措施下不同埋深下的土壤水势动态变化,从图中可以看出,在无灌溉节水措施下其土壤水势随着埋深的增加而减小,这也与理论上不同埋深下的土壤水势变化较为一致,即为在上层土壤吸附力较大,而在下层土壤吸附力较小,靠近地表土层的处于潜水蒸发状态,因此土壤吸附力较大,当埋深达到SOcm时,其土壤吸附力为0,土壤含水量达到饱和状态,且随着时间递增,不同埋深下的土壤吸附力的变幅逐渐减小,这主要是因为土壤表层水分受到大气蒸发影响,其土壤吸附力变化较为剧烈,而随着埋深的增加,大气蒸发影响逐步较小,土壤吸附变化较小。图4(b)为采用浅水灌溉节水措施后其不同埋深下的土壤水势的变化,从图中可以看出,随着时间递增,相同埋深下的土壤水的吸附力变幅明显增大,这是因为采用灌溉节水措施后,不同埋深的土壤吸附力受大气蒸发影响减弱,而受到土壤含水量的影响增加,因此其相同埋深下的土壤水的吸附力变幅相应增大。

2.4不同节水灌溉条件下的农作物需水量分析

采用浅水灌溉试验和淹没灌溉试验进行农作物需水量的分析,以辽宁中部代表农作物水稻为试验对象,农作物需水量包括生理和生态两种需水量,生理需水为农作物正常生长所需水量,生态需水量为保证农作物正常生长良好环境所需水量,不同节水灌溉试验下水稻需水量试验结果见表4、表5。

4和表5分别为不同农业节水灌溉措施条件下农作物需水试验结果。其试验结果可以看出,水稻的生长期为133天,在淹灌条件下其农作物的蒸腾量达到1085.1 mm,而在浅水灌溉试验条件下,其农作物蒸腾量达到922.4mm,在水稻孕穗和抽穗生长期,其蒸腾量占据比重均较大,为水稻正常需水量最大的时期,而试验结果中,模比系数主要反映水稻需水量在整个生长期水量分配情况,从表4和表5中可以看出,模比系数最大值均出现在抽穗期,这个期间作物需水量最大,农作物蒸腾量大小主要取决于气象要素,受气温影响较大,气温较高,期作物蒸腾量一般较大,而气温较低,其作物需水量一般较低。因此作物的需水系数高值主要出现在孕穗期,而这个时期主要在夏季,因此气温较高,蒸腾量较大,使得农作物需水系数较高。从表4和表5中可以看出,在农作物生长全育期间,淹灌条件下其平均值为2.巧,而浅水灌溉条件下其作物需水的平均值达到1.59小于淹灌条件下作物需水系数,这主要是因为采用浅水灌溉节水方式后,农作物在是生长期和孕育期的蒸腾量和水面蒸发量均小于淹灌方式下的蒸腾量和水面蒸发量,使得浅水灌溉条件下的作物需水系数均低于淹灌方式下的需水系数。

3结语

本文通过不同农业节水灌溉条件下对作物需水量进行试验分析,取得试验结论:

(1)农作物的需水量受气象要素影响,与农业节水灌溉方式密切相关,浅水灌溉方式可使得试验区域作物蒸腾量减少,从而减少作物的需水量。

(2)在作物抽穗期其蒸腾量较大,作物需水量也较大,而在返青期其作物蒸腾量较小,因结合不同节水灌溉条件下,合理分配农业灌溉水量,适当增加作物抽穗期的灌溉水量。

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作者:草根论文网 责任编辑:郑编辑

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