發(fā)布時間：2020-06-06 07:07

【摘要】：地表進行秸稈覆蓋、地膜覆蓋或砂石覆蓋,不僅能有效地保存土壤水分、抑制土壤蒸發(fā),而且可增溫保墑、控制鹽堿化、減少土壤侵蝕和提高作物品質。為探討不同覆蓋措施下冬小麥生長規(guī)律及各種蒸散發(fā)估算方法的適用性,首先進行了2014-2015和2015-2016兩年度遮雨棚下4種砂石覆蓋量(0、23、46和69 kg/m2)的地上式蒸滲儀系統(tǒng)冬小麥試驗研究。采用精度較高的重力傳感器建立小型蒸滲儀觀測系統(tǒng),測定土壤水分動態(tài)變化。無麥和有麥情況下砂石覆蓋量從0到69 kg/m2的處理名分別記為NW0、NW23、NW46、NW69及W0、W23、W46、W69。另外,進行了2015-2016和2016-2017兩年度遮雨棚下不同覆蓋的地埋式蒸滲儀系統(tǒng)冬小麥試驗研究,覆蓋物分別為當年收獲的玉米秸稈(長度分別為1mm、1cm、5cm和10cm)、黑色地膜(厚度為0.006mm)、白色地膜(厚度為0.006mm)及砂石(厚度為4cm)。利用Penman-Monteith公式、單作物系數法、雙作物系數法和R-K模型分別對冬小麥ET_c進行估算,其中R-K模型是由冠層阻力r_c的計算公式與Penman-Monteith公式結合的方法。并基于兩年度不同砂石覆蓋量下冬小麥實測ET_c和兩年度不同覆蓋措施下冬小麥實測ET_c數據,對雙作物系數法和R-K模型進行改進和修正,得到適用于不同覆蓋措施下雙作物系數法和R-K模型。基于試驗研究得出以下主要結果:(1)土壤貯水量隨著砂石覆蓋量的增加而增大,逐月土壤蒸發(fā)量、逐月蒸散量、累積土壤蒸發(fā)量和累積蒸散量均隨砂石覆蓋量的增加而減小。有麥的各處理土壤貯水量整體比無麥的低,有麥的各處理逐月蒸散量比無麥的逐月土壤蒸發(fā)量高,累積蒸散量亦比無麥的累積土壤蒸發(fā)量高。無麥情況下,第一、二年度3個覆蓋處理比不覆蓋處理的累積土壤蒸發(fā)量分別減少了11.6%~18.1%和28.5%~7.5%;有麥情況下,累積蒸散量分別減少了2.2%~3.7%和0.7%~3.6%。(2)冬小麥的株高、葉面積指數、有效穗數、產量及水分利用效率均隨著砂石覆蓋量的增加而增大。第一、二年度3個覆蓋處理比不覆蓋處理的最大株高分別增長了5.3%~17.2%和1.0%~5.8%,最大葉面積指數分別增大了17.9%~74.6%和7.9%~28.2%,產量分別增大了6.6%~14.2%和12.3%~44.6%,水分利用效率分別增大了8.0%~16.2%和15.6%~67.1%。最適宜冬小麥生長的砂石覆蓋量為69 kg/m2。進行砂石覆蓋能夠將冬小麥生長前期增加的土壤儲水有效用于生長后期,從而對提高冬小麥產量和水分利用效率做出了重要貢獻。(3)冬小麥不同生長階段的單作物系數與砂石覆蓋量具有很好的線性關系,進一步結合估算的參考作物騰發(fā)量(ET_0)計算,能很好的模擬兩年度不同砂石覆蓋量下的冬小麥蒸散量ET_c。基于冬小麥實測ET_c對雙作物系數進行修正,可得到其修正系數A與砂石覆蓋量之間的線性關系。進一步結合ET_0可準確估算兩年度不同砂石覆蓋量下的冬小麥各生長階段ET_c。不同砂石覆蓋量下,雙作物系數法比單作物系數法、Penman模型估算冬小麥ET_c的精度更高�？傮w上,單、雙作物系數法在估算砂石覆蓋條件下的冬小麥ET_c中仍有一定的適用性,但需經實測數據進行修正。(4)兩年度覆蓋處理與不覆蓋處理對比,能夠有效抑制土壤水分的蒸發(fā),提高土壤貯水量。地表覆蓋可以顯著地增加冬小麥有效穗數、千粒重、產量和水分利用效率。覆蓋條件下冬小麥的產量及產量構成要素均較不覆蓋有不同程度的提高。綜合不同覆蓋,得出,對冬小麥生長來說,黑白膜覆蓋優(yōu)于秸稈覆蓋和砂石覆蓋。地表進行覆蓋能夠將冬小麥生長前期增加的土壤儲水有效用于生長后期,從而對提高冬小麥產量和水分利用效率做出了重要貢獻。(5)利用實測值確定出的R-K模型中的經驗系數x和y得R~2均不小于0.706,說明x和y可用于R-K模型在估算不同覆蓋條件下冬小麥蒸散量中。在播后80天前,ET_(cR-K)估算值與ET_(cM)相差較大,播后80-240天,ET_(cR-K)能夠很好的估算ET_(cM)。由R~2均大于0.771,NSE均在0-1的范圍內,D均大于0.774,得出R-K模型估算不同覆蓋條件下冬小麥全生育期蒸散量準確度較高。(6)兩年度改進的雙作物系數法估算不同覆蓋措施下冬小麥的ET_(cD)與ET_(cM)具有相同的變化規(guī)律。不同覆蓋措施下的作物蒸騰量T_r和土壤蒸發(fā)量E_s隨時間的變化趨勢相同。冬小麥全生育期蒸散量以作物蒸騰為主,土壤蒸發(fā)為輔。兩年度,不同覆蓋措施下ET_(cD)與ET_(cM)的R~2均大于0.883,RMSE均小于0.511,NSE均接近于1,D均大于0.911,表明ET_(cD)能很好的描述ET_(cM)的逐日變化,估算結果準確,可信度高。因此,改進的雙作物系數法能夠準確估算和區(qū)分不同覆蓋措施下的冬小麥蒸散量,總體上,改進的雙作物系數法在估算和區(qū)分不同覆蓋措施下的冬小麥蒸散量時適用性較強,為揭示不同覆蓋措施下的蒸散量變化規(guī)律提供依據。
【圖文】：

圖 1-1 技術路線圖Figure 1-1 Technique route sketch小結本章分析了地表進行秸稈覆蓋、地膜覆蓋、砂石覆蓋對作物生長、土壤水分運

圖 2-1 兩年度冬小麥生育期內的逐日氣象要素Figure 2-1 Daily meteorological elements in two growth seasons of winter wheat由圖 2-1 可知，兩年度生育期內日平均氣溫呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，，生育期內平均氣溫分別為 9.47 ℃和 9.18 ℃；兩年度太陽輻射呈現(xiàn)遞增趨勢，生育期內太陽輻射均值分別為 12.34 和 12.15 MJ/(m2·d) ；兩年度平均風速呈現(xiàn)遞增趨勢，生育期內風速均值
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S152.7;S512.11

【參考文獻】

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本文編號：2699339