【摘要】：確定適宜的土壤水分下限指標，是實際灌溉中研究的重要內(nèi)容，它決定灌水起始時間、灌水次數(shù)和灌水量的確定，是計算作物需水量以及合理灌溉的重要參數(shù)。進行墑情監(jiān)測時，墑情監(jiān)測點布設(shè)的位置和數(shù)量對區(qū)域土壤墑情的精確度有直接影響，再加上土壤含水率空間變異性的客觀存在，因此在保證一定精度的條件下，通過科學(xué)合理的布點方法來減少采樣數(shù)目非常關(guān)鍵。當前，新疆滴灌作物面積已達3700余萬畝，根據(jù)文獻查新，以滴灌灌溉控制指標的研究及應(yīng)用主要是溫室蔬菜或花卉等，對于大田棉花膜下滴灌土壤水分控制下限指標對棉花生長發(fā)育、最終產(chǎn)量的關(guān)系這方面的研究很不完善；對田間尺度墑情監(jiān)測點的數(shù)量及位置的研究，只是將土壤含水率等值線圖分區(qū)，在不同的分區(qū)區(qū)域內(nèi)布設(shè)監(jiān)測點，或只提出該研究區(qū)的變程，缺乏實際驗證。因此本研究以石河子灌區(qū)為核心試驗區(qū)，開展3種種植模式下濕潤體內(nèi)監(jiān)測點的橫向及縱向布設(shè)研究、墑情監(jiān)測點布設(shè)數(shù)量的影響因素研究、田間尺度滴灌棉田適宜的布設(shè)位置與數(shù)量、棉花不同生育階段采用不同的土壤水分下限對棉花產(chǎn)量及水分利用率影響研究，通過3年的試驗研究得到如下結(jié)論： ⑴提出了濕潤體內(nèi)監(jiān)測點布設(shè)位置：橫向點位布設(shè)，一膜一管模式下，監(jiān)測點布設(shè)在距離滴灌帶250～550mm區(qū)域；一膜兩管四行模式下，布設(shè)在距離滴灌帶150～450mm區(qū)域；一膜兩管六行模式下，布設(shè)在距離滴灌帶250～450mm區(qū)域�？v向點位布設(shè)，因為不同深度處的土壤水分具有較高的線性相關(guān)性，層間距離越近，相關(guān)性越高。因此可以適當減少土壤水分傳感器的埋設(shè)個數(shù)，在分為3類時，只需在20cm層、40cm層和60cm層布設(shè)三個探頭即可。在分為2類時，只需在20cm層和60cm層布設(shè)兩個探頭即可。 ⑵分析了田間尺度合理取樣數(shù)目的影響因素：①不同取樣方式（均勻布點、隨機布點）對確定合理取樣數(shù)目的影響：均值和變異系數(shù)的變化均表現(xiàn)為均勻布點大于隨機布點，兩種采樣方式獲得的土壤含水率與所有數(shù)據(jù)相比較，變化率在3%以內(nèi)，能夠達到精度有求，因此兩種采樣方式都可行；②不同取樣間距對合理取樣數(shù)目的影響：土壤含水率在垂直于滴灌帶方向的變異性大于沿滴灌帶方向；③不同精度對確定合理取樣數(shù)目的影響：置信水平相同時，合理采樣數(shù)隨著相對誤差k減小而增加；固定相對誤差k，合理采樣數(shù)N隨置信水平P的增大而增加；固定置信水平P、相對誤差k，合理采樣數(shù)N隨土壤含水率變異系數(shù)的增大而增加；④不同取樣時間對確定合理取樣數(shù)目的影響：各層土壤含水率的變異強度為弱變異、中等變異，灌水前的變異系數(shù)高于灌水后的。⑤不同土壤質(zhì)地對確定合理取樣數(shù)目的影響：同種質(zhì)地的土壤，隨著試驗區(qū)面積的增大，變異系數(shù)呈上升趨勢；在在同一置信水平條件下，隨著采樣誤差的增大而減少；在同一采樣誤差條件下，隨著置信水平P的降低而逐漸減少。 ⑶初步確定了田間尺度土壤墑情監(jiān)測點布設(shè)的位置及數(shù)量，應(yīng)用地統(tǒng)計學(xué)方法、克里格方法確定合理的采樣數(shù)目比傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)方法具有顯而易見的優(yōu)點，即能夠以少得多的樣本數(shù)達到較高的精度，應(yīng)用克立格方法，土壤含水量的采樣效率比傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)方法提高約4倍。 ⑷分析了不同灌水下限滴灌棉花的耗水規(guī)律：平均含水率0～20cm土層和20～40cm土層的變異系數(shù)均大于0.1，屬于中等變異性。40～60cm土層、60～80cm土層、80～100cm土層的變異系數(shù)均小于0.1，均屬于弱變異性。作物根域?qū)油寥篮实淖兎鶠槔倨谧畲�，苗期次之，花鈴期最小。棉花全生育期的總耗水量�?04.84～530.59mm，平均耗水強度在2.44～3.27mm·d-1。 ⑸初步確定了滴灌棉花的灌水下限：①就棉花產(chǎn)量而言，苗期、蕾期、花鈴期、吐絮期對應(yīng)的適宜土壤水分下限分別為田間持水量的55%～60%、65%～70%、75%～80%、60%～65%；②就棉花水分利用效率而言，苗期、蕾期、花鈴期、吐絮期對應(yīng)的適宜土壤水分下限分別為田間持水量的60%～65%、65%～70%、80%～85%、55%～60%；③在石河子灌區(qū)制定灌溉制度時，可以根據(jù)灌區(qū)所要達到的目標采取不同的灌水下限。如果灌區(qū)來水量較少，為了達到較高的水分利用率，可以采用處理5所設(shè)定的不同生育階段的下限值；如果灌區(qū)預(yù)計來水量較豐沛，為了追求較高的產(chǎn)量，獲得最大的經(jīng)濟效益，可以采用處理2所設(shè)定的不同生育階段的下限值。
【圖文】：

氣溫年、日差較大，平均氣溫 6.5～7.2℃，≥0℃ 的活動積溫 3900～4100℃，年降水量在 125.0～207.7mm 之間，平均風(fēng)速 1.5m/s，無霜期 160d 左右，有利于光合產(chǎn)物的形成和累積。該科技園區(qū)內(nèi)主要作物是棉花、玉米、辣椒、打瓜、小麥，均采用膜下滴灌灌溉方式，試驗地地下水埋深大于 10m。核心試驗區(qū)長約 1030m，寬約260m ，， 面 積 26.8hm2。 棉 花 種 植 模 式 是 一 膜 兩 管 六 行 ， 種 植 方 式20cm+50cm+20cm+50cm+20cm，采用自控灌溉系統(tǒng)，水源為地下水，滴頭流量為2.8L/h，其自動化灌溉系統(tǒng)布置情況見圖 2-1。土壤質(zhì)地為壤土，0～60cm 各層的土壤容重及田間持水率(體積含水率)見表 2-2。表 2-2 試驗研究區(qū)基礎(chǔ)參數(shù)表Table 2-2 The basic parameters of the test area層次/cm 0-20 20-40 40-60容重/g·cm-31.17 1.1 1.22田間持水率/% 38.14 40.35 37.93

膜兩管模式布設(shè)了 6 根鋁管，垂直滴灌帶方向，監(jiān)測點 1、2、3、4、5、6 分別距滴灌帶 5cm，40cm，50cm、5cm，20cm ，45cm。分別監(jiān)測土壤剖面 0～100cm層的體積含水率，監(jiān)測點布置見圖 2-3。以濕潤土體為研究對象，監(jiān)測點 1～6 的對坐標為：(0，0.15)、(0.5，0.3)、(0.7，0)、(1.0，0.15)、(1.25，0)、(1.4，0.3)；膜兩管六行棉花模式布設(shè)了 7 根鋁管，監(jiān)測點 1、2、3、4、5、6、7 分別距離滴帶 35cm、25cm、5cm、35cm、5cm、35cm、75cm。分別監(jiān)測土壤剖面 0～100cm層的體積含水率，監(jiān)測點布置見圖 2-4。以濕潤土體為研究對象，監(jiān)測點 1～7 的對坐標為：(0，0)、(0.1，0.3)、(0.3，0.15)、(0.7，0.3)、(1.15，0.15)、(1.45，0) 、.85，0.3)。
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S274

【參考文獻】

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本文編號：2665408