旱作覆膜玉米生长和水分利用对气候变化的响应

基于3 a连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验校准和验证AquaCrop模型的适用性,模拟研究了气候变化对夏玉米生长、产量和水分利用的影响,分析了覆膜措施对气候变化的应对效果。结果表明:关中地区(以武功、宝鸡和西安地区为例)年平均温度呈逐年递增趋势,温度增加幅度由高到低依次为宝鸡、西安和武功,增温速率分别为0.20、0.12℃·10a~(-1)和0.09℃·10a~(-1);降雨量呈逐年递减趋势,减少幅度大小依次为西安、宝鸡和武功,减小量分别为3.59、3.23 mm·10a~(-1)和2.64 mm·10a~(-1)。AquaCrop模型在关中地区表现出了良好的适用性,可以较好地模拟连续覆膜条件下作物的产量指标、水分利用和生长的动态变化,冠层覆盖度模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)介于1.1%～15.3%,生物量模拟值和实测值之间的RMSE介于0.626～2.540 t·hm~(-2),土壤贮水量模拟值和实测值之间的RMSE介于12.6～47.4 mm。模拟研究表明,上世纪60年代以来,随着气温不断升高,武功、宝鸡和西安地区的夏玉米生育期均呈逐年缩短趋势,特别是1980s以来,减少幅度达2.76、4.82 d·10a~(-1)和5.94 d·10a~(-1);在不同的降水年型下,覆膜处理产量均高于裸地处理,且其变异系数较小;在干旱气候条件下,覆膜处理依然可以获得一定的籽粒产量,与裸地处理相比,覆膜处理表现出了较好的稳产效应。同时,覆膜处理有效减少了玉米苗期土壤表层蒸发(平均减少7.6 mm),从而在土壤中保蓄更多的降雨;覆膜处理虽然增加了土壤耗水量,但其通过保蓄土壤水分,稳定作物产量,有效提高了玉米的水分利用效率。因此,关中地区旱作覆膜可以有效适应当地气候变化,在一定程度上应对干旱气候,具有较好的增产稳产效应。     

零通量面法用于农田蒸发蒸腾量的研究

应用土壤水分零通量面的原理方法,对北京房山节水灌溉区进行了研究。通过土壤水势监测分析,显示了灌区在研究时段内零通量面的性质及其出现的空间位置。用数值方法处理了零通量面随时间变化的情况,计算了监测时段的蒸发蒸腾量,并与大田水量平衡模型法、作物系数-参考作物需水量法进行了比较。     

麦棉套作方式下小麦棵间蒸发量研究

测定了不同麦棉套作方式下的小麦棵间蒸发量,分析了麦棉套作小麦棵间蒸发日变化规律,研究了不同生育阶段的棵间蒸发量与耗水量,并建立了麦棉套作小麦棵间蒸发与单作小麦棵间蒸发比值与叶面积指数和株高的复合函数关系.     

黄土地区不同埋深条件下潜水蒸发的研究

为分析黄土地区潜水蒸发的规律,建立适宜于本地区的数学模型。采用地中渗透仪对自然条件下的潜水蒸发进行了模拟试验,根据宝鸡峡灌区扶风县段家乡试验场地连续5年的观测资料,分析了黄土地区不同地下水埋深的蒸发蒸腾规律。结果表明,潜水蒸发量与埋深呈负相关关系,潜水蒸发量与埋深关系曲线以埋深1.0m为界,埋深小于1.0 m时曲线较陡,即埋深小于1.0 m时的潜水蒸发量大,且随埋深的变化较大;地下水埋深大于1.0 m时,潜水蒸发量小,且随埋深变化较小;裸地和玉米、小麦生育期潜水蒸发的极限埋深分别为4.5,5.3和6.3 m。最后还以5年实测资料为依据建立了潜水蒸发的指数型数学模型。     

石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量空间分布规律的研究

根据甘肃省石羊河流域及周边的17个站近50年的观测资料,应用1998年FAO灌溉排水丛书第56分册最新推荐的Penman-Monteith公式计算各站历年参考作物蒸发蒸腾量ET0,分析了海拔高度与ET0的相关性.石羊河流域ET0值空间变化比较大,从山区到绿洲平原ET0多年平均值呈递增趋势.同时借助地理信息系统软件MapGIS6.5和Arcyiew3.1建立了石羊河流域参考作物蒸发蒸腾量的空间分布式模型,本研究只考虑了海拔高度对参考作物蒸发蒸腾量的空间分布的影响,暂未对坡地上的辐射及温度进行校正.     

沟灌夏玉米棵间土壤蒸发规律研究

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,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,分析了相对土面蒸发强度与土壤含水量的关系以及土面蒸发强度与作物叶面积指数的关系。结果表明,沟灌条件下夏玉米田棵间土壤蒸发量占全生育总耗水量的33．0％～34．5％,棵间土面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2～3d内土面蒸发强度较大,受大气蒸发力影响明显。     

不同颜色砾石覆盖对土壤蒸发的影响

[目的]研究宁夏中部干旱区最适宜的硒砂瓜覆砂颜色。[方法]采用蒸发器整体称重法,以宁夏中卫南山台地区天然砾石为试材,研究不同颜色砾石覆盖对土壤蒸发的影响。[结果]不同颜色砾石覆盖处理的土壤日蒸发量由大到小依次为CK、C3(紫色)、C1(白色)、C2(青色)。同时,随着试验天数的增加,C1(白色)和C2(青色)处理的累积蒸发量的差别逐渐减小。不同颜色砾石覆盖下,累积蒸发量随蒸发时间呈幂函数增加的变化趋势,拟合曲线的相关系数均大于0.940 0。[结论]砾石覆盖可以有效减少蒸发,且浅色砾石对土壤水分蒸发的抑制效果比深色砾石更明显,其中紫色砾石覆盖的累积蒸发量最大,其次是白色砾石,青色砾石最小,而青色和白色砾石覆盖的土壤日蒸发量差别较小,累积蒸发量随蒸发时间呈幂函数增加。     

种基盘的基质吸水保水性能研究

种基盘造林法是一种局部改善植物生长环境的播种技术,为了使其更好的应用于华北土石山区播种造林,本研究在种基盘基质配方中添加了复合海藻肥(SCF)和土壤防蚀剂(SED),并对不同用量组合下的15种配方进行了吸水试验和蒸发试验。结果表明,这2种添加物能有效改善基盘的保水性能,其中SCF对基质饱和含水量、吸水速率和蒸发失水比的影响均显著,并且用量为0.75 g.m-2时,吸水速率和饱和含水量最大、蒸发失水比最小,保水性能较好;SED对基质饱和含水量和吸水速率的影响不显著,对蒸发失水比的影响显著,并且用量为4 g时蒸发失水比最小,抑制蒸发的效果最好。     

基于天气预报估算参考作物蒸发蒸腾量的预测模型比较

参考作物蒸发蒸腾量(ET0)是计算作物需水量和进行灌溉预报的基础要素.利用天气预报可测因子和Penman Monteith公式计算ET0,分别建立多元线性回归模型(MLR)和自适应神经模糊推理系统模型(ANFIS),两种方法的估算值与PenmanMonteith公式计算值没有明显的差异,自适应神经模糊推理系统预测值相对于多元线性回归模型具有整体吻合度好,相关性高.两种预测模型的输入项完全可以从当前短期气象预报中获得,程序运行操作简单,具有实用价值,为实时灌溉预报提供了理论基础.