作物根系分区交替灌溉田间实施技术探索

作物根系分区交替灌溉方法的提出开辟了节水灌溉的新思路,该方法具有明显的节水、增产、提高水分利用效率的优点.目前对它的田间实施技术研究还不全面、不系统.本文针对其特点,探索分析能够实现根系分区交替灌溉目的的灌水技术种类、技术要点及适用条件,提出适合目前我国农村经济发展现状的根系分区交替灌溉田间实施技术,并对未来的技术发展提出了研究思路.     

蒸发和灌水频率对土壤水分分布影响的研究

通过室内均质土柱试验，对不同灌水频率下有无蒸发土壤中的水分分布规律进行了分析。结果表明，灌水频率可改变土壤水分的空间分布和土壤蓄水量。在相同灌水量条件下，灌水频率加大，上部土层水分含量在一定范围内增高，且湿润锋深度变浅，上部土层蓄水量增加；适宜的灌水频率可增加土壤蓄水量。有无蒸发条件下土壤水分差异在灌水初期主要体现在上部土层，随灌水次数增多，上部土层水分差异减少，且灌水频率越高，这种差异减少得越快，而下部土层水分差异增加。     

西北旱区石羊河流域作物耗水点面尺度转化方法的研究

基于DEM与GIS空间分析功能研究了石羊河流域主要农作物春小麦需水量ET_c的时空分异规律。根据8个气象站近50年气象资料，应用1998年FAO推荐的Penman-Monteith公式计算参考作物蒸发蒸腾量ET₀，由收集到的春小麦需水量试验资料获得多年平均作物系数K_c。近50年来流域上游的古浪、天祝春小麦全生育期ET_c呈微弱的增加趋势，中游的凉州区表现出极显著的减少趋势，其他站减少趋势不显著。确立了ET_c与海拔高度、纬度、坡向的多元回归关系，借助Arcview3.3、ArcGIS9.0与Visual Basic6.0软件实现了春小麦ET_c的空间尺度转换，并分析了石羊河流域25%、50%、75%三个不同水文年春小麦ET_c的空间变异情况。石羊河流域春小麦ET_c由山区向绿洲平原递增，多年平均值为270～591 mm。估计值与计算值相差在11.1%以内。     

沟灌夏玉米棵间土壤蒸发规律的试验研究

棵间土壤蒸发是农田土壤耗水的重要组成部分。该文采用两种规格的微型棵间蒸发皿(Micro-Lysimeter)分别测定沟灌夏玉米田沟、垄土面蒸发量，并对沟灌条件下夏玉米棵间土壤蒸发与作物蒸腾变化规律进行了试验研究，分析了相对棵间土壤蒸发强度与土壤含水率的关系以及棵间土壤蒸发强度与作物叶面积指数的关系。结果表明，沟灌条件下夏玉米棵间土壤蒸发量占全生育总耗水量的33.06%～34.35%，棵间土壤相对蒸发强度与表层土壤含水率和作物叶面积指数之间均呈现良好的指数函数关系，灌溉或降雨后2～3 d内土壤蒸发强度较大，受大气蒸发力影响明显。因此，在不影响作物蒸腾的条件下减少表层土壤的湿润面积和湿润次数是减少棵间土壤蒸发、提高作物水分利用效率的主要技术途径与措施。     

夏玉米田蒸散的计算

依据ＳＰＡＣ原理，通过田间水热耦合运移的数值模拟，对夏玉米田蒸散进行了研究，提出了整休冠层阻力的经验表达式，并对蒸散模式中的其它两个阻力参数进行了详细的分析和讨论。验证结果表明，本文提出的模型和模拟计算方法是有效而实用的。     

黄土区不同下垫面农田降雨入渗及产流关系的数值模拟

在野外试验的基础上，建立了二维农田降雨入渗及产流关系的数学模型，并用中国科学院长武县王东沟农业生态站不同下垫面径流小区实测土壤含水率及产流资料对该模型进行验证。结果显示：该模型对降雨过程中土壤入渗、产流以及雨后蒸发条件下土壤水分的模拟都有很高的精度，可以用于黄土区降雨入渗及产流关系的模拟。     

两种氮水平下CO2浓度升高对冬小麦生长和氮磷浓度的影响

预计到 2 1世纪末期大气CO2 浓度将会比目前水平增加 1倍 ,约 70 0 μmolmol- 1 左右。因此CO2 浓度升高对作物的影响研究十分重要。本文探讨在两种氮 (N)水平下 ,CO2 浓度升高对冬小麦 (TriticumaestivumL cv Xinong 872 7)生长和地上部N、磷 (P)浓度的影响及原因。试验设 3 5 0 μmolmol- 1 和 70 0 μmolmol- 1 两种CO2 浓度水平和 45kghm- 2 和 90kghm- 2 两种N肥施用水平。结果表明 ,CO2 浓度升高 ,冬小麦株高和叶面积指数 (LAI)均增加 ,净同化率 (NAR)值增加 ,叶面积比率 (LAR)下降 ,比叶重 (SLW )不增加。高CO2 浓度对相对生长率 (RGR)的影响因施N水平而异 ,低N时RGR不增加 ,高N时明显增加。CO2 浓度增加 ,小麦抽穗提早 7～ 8d ,叶鞘、茎杆和地上部干物重提高 ,叶片、叶鞘和茎杆N、P浓度降低 ,但叶片、叶鞘和茎杆N、P吸收量增加均不明显。CO2 浓度升高 ,氮磷利用效率 (NUE和PUE)提高 ,而对相对氮磷累积速率 (RNAR和RPAR)影响不大。高CO2 浓度冬小麦体内N、P浓度下降是由于稀释效应以及NUE和PUE提高之故。     

时空亏缺调控灌溉——果园节水理论的新突破

通过查阅大量文献和检索有关资料,综述了基于时间、空间土壤水分调控的果园时空亏缺调控灌溉技术--调亏灌溉(RDI)和根系分区交替灌溉(APRI),阐明了两种灌溉技术的概念、理论依据、节水优产机理和研究进展,提出了考虑果树生育期和根区供水模式交互作用的时空综合调控技术,分析了RDI和APRI技术的应用前景和需要进一步研究的问题.     

应用土壤质地预测干旱区葡萄园土壤饱和导水率空间分布

田间表层土壤饱和导水率的空间变异性是影响灌溉水分入渗和土壤水分再分布的主要因素之一,研究土壤饱和导水率的空间变化规律,有助于定量估计土壤水分的空间分布和设计农田的精准灌溉管理制度。为了探究应用其他土壤性质如质地、容重、有机质预测土壤饱和导水率空间分布的可行性,试验在7.6 hm2的葡萄园内,采用均匀网格25 m×25 m与随机取样相结合的方式,测定了表层(0～10 cm)土壤饱和导水率、粘粒、粉粒、砂粒、容重和有机质含量,借助经典统计学和地统计学,分析了表层土壤饱和导水率的空间分布规律、与土壤属性的空间相关性,并对普通克里格法、回归法和回归克里格法预测土壤饱和导水率空间分布的结果进行了对比。结果表明:1)土壤饱和导水率具有较强的变异性,平均值为1.64 cm/d,变异系数为1.17;2)表层土壤饱和导水率60%的空间变化是由随机性或小于取样尺度的空间变异造成;3)土壤饱和导水率与粘粒、粉粒、砂粒和有机质含量具有一定空间相关性,而与土壤容重几乎没有空间相关性;4)在中值区以土壤属性辅助的回归克里格法对土壤饱和导水率的预测精度较好,在低值和高值区其与普通克里格法表现类似。研究结果将为更好地描述土壤饱和导水率空间变异结构及更准确地预测其空间分布提供参考。     

夏玉米田作物蒸腾与棵间土壤蒸发模拟计算方法研究

本文依据能量平衡原理和质量守恒定律，提出了作物蒸腾与棵间土壤蒸发的估算模式，并对参数的估算做了详细的分析和讨论。最后利用试验区实测资料，通过田间水热耦合运移的数值模拟，对夏玉米田作物蒸腾棵间土壤蒸发模型及其模拟计算方法进行了验证，结果表明，本文提出的模型和模拟计算方法是有效而实用的。