稻麦轮作高标准农田控制排水对排水与氮素输出削减效果模拟

稻麦轮作区高标准农田建设中,通过加深排水沟提高麦作期农田排水降渍能力的同时,加大稻作期农田排水输出,不仅降低了水资源利用效率,而且加重了接纳水体的污染。本文基于江苏省扬州市沿运灌区稻麦轮作农田排水水文水质过程的监测结果,利用田间水文模型（DRAINMOD）模拟了长序列气象条件下,灌区提高农田降渍能力对稻田排水、氮素流失及灌溉需求的负面影响以及控制排水措施的积极效果。结果表明,在节水灌溉模式下,研究区排水沟深度由现状的60cm加深至120cm,排水间距由120m加密至20m时,稻作期排水量与总氮（TN）输出负荷增加9.0%～22.2%、氨氮（NH3N）输出负荷增加4.0%～16.8%、灌溉用水量增加9.6%～23.4%。若结合田间管理要求,实施控制排水则可有效缓解提高农田降渍能力造成的负面影响;当排水沟深为120cm,间距为120～20m时,稻作期控制排水可使排水量和TN输出负荷减少19.3%～35.3%、NH3N输出负荷减少7.6%～27.2%、灌溉用水量减少22.9%～40.0%。由于控制排水降低了地下排水梯度,相较于传统排水,农沟从60cm加深至120cm时,地下排水平均占比降至50.7%,灌溉用水量相应减少。综上,稻麦轮作农田控制排水具有显著的节水减排作用,可有效降低高标准农田建设中提高降渍能力所产生的负面影响。研究成果可为稻麦轮作区高标准农田建设与水环境保护提供理论依据与技术支撑。     

基于覆膜积温补偿效应的AquaCrop模型优化模拟

基于2013—2018年冬小麦-夏玉米轮作田间试验数据,分析冬小麦和夏玉米覆膜积温补偿效应的特征,估算黄土高原南部覆膜积温补偿效应系数的值域范围,分析利用模型自带参数（方法一）和覆膜积温补偿系数（方法二）两种方法在AquaCrop模型中引入覆膜积温补偿效应的优劣性。结果表明：冬小麦在播种至越冬期,覆膜处理主要表现出增加土壤温度的作用;在返青期至成熟期,覆膜处理增加土壤温度的作用逐步消失,随之出现降低土壤温度的作用;夏玉米整个生育期内,覆膜处理均表现出较好的增加土壤温度的作用;冬小麦生育期内覆膜积温补偿效应在越冬后期出现一定的作用时间阈值。冬小麦播种~出苗阶段覆膜积温补偿系数平均值为1.08,出苗~越冬期阶段平均值为0.54;夏玉米播种~出苗阶段覆膜积温补偿系数平均值为0.81,出苗~抽雄期阶段平均值为0.63;在作物生长前期,覆膜增加地温加速作物生长的效果较好,覆膜积温补偿效应更明显。在AquaCrop模型中,相比方法一,方法二在冠层覆盖度、地上部生物量、作物产量和土壤贮水量模拟方面均表现出了一定的优势,且其能更好地解释覆膜措施对冬小麦-夏玉米轮作系统作物发育进程的影响。