【摘要】：地膜、秸稈和砂石是農(nóng)田常用的覆蓋措施,具有大大降低土壤表層水分蒸發(fā)損失、提高土壤溫度、促進(jìn)了作物產(chǎn)量和品質(zhì)的提高等共同優(yōu)點(diǎn)。但目前而言,已有的研究在直接進(jìn)行控水條件下各覆蓋方式對(duì)土壤水熱和夏玉米生長(zhǎng)過(guò)程的影響方面,成果的可比性不強(qiáng)。為了揭示不同覆蓋處理對(duì)土壤水分、夏玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響,在陜西楊凌進(jìn)行了2015~2016兩年度不同覆蓋條件下的遮雨棚夏玉米種植試驗(yàn)。以不覆蓋為對(duì)照(CK),地表分別為1mm和100mm兩種粉碎長(zhǎng)度的秸稈覆蓋、黑色地膜全覆蓋、透明地膜全覆蓋、黑色地膜上膜下秸(秸稈粉碎長(zhǎng)度為1mm)、透明地膜上膜下秸(1mm)和砂石覆蓋,處理名稱依次為ST1、ST100、BPF0、TRPF0、BPF1、TRPF1和SAND。采用地埋式土柱和稱重傳感器建立了24套精度較高的微型蒸滲儀系統(tǒng)用于觀測(cè)土壤水分動(dòng)態(tài)變化。為了確定小型蒸滲儀觀測(cè)系統(tǒng)是否能夠真實(shí)準(zhǔn)確地反映田間土壤溫度的變化規(guī)律,本研究將地上式與地埋式小型蒸滲儀觀測(cè)系統(tǒng)和大田中土壤溫度進(jìn)行比較分析。同時(shí)在獲得兩年度夏玉米試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用原SW模型和改進(jìn)的SW模型對(duì)覆膜條件下夏玉米蒸散發(fā)進(jìn)行模擬,并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)分析不同覆蓋條件下土壤水分、夏玉米生長(zhǎng)的差異,改進(jìn)蒸散發(fā)模擬效果,得出以下結(jié)論:(1)對(duì)于地上和地埋式蒸滲儀來(lái)說(shuō),在兩年度所觀測(cè)的四個(gè)時(shí)刻中,每年不同時(shí)刻觀測(cè)到的土壤溫度(最低、最高和平均土壤溫度)在兩種蒸滲儀和大田中的變化趨勢(shì)是相似的,但是從逐日尺度來(lái)看,2015年不同時(shí)刻的地埋式蒸滲儀和大田中的土壤最低、最高和平均溫度值分別都很相近。2015年四個(gè)時(shí)刻的土壤溫度(最低、最高和平均土壤溫度)在地埋式蒸滲儀和大田中的擬合相關(guān)性均較好,尤其是8:00時(shí)相關(guān)性比地上式蒸滲儀和大田最低土壤溫度相關(guān)性好得多,但是在14:00和18:00時(shí)相關(guān)性略有降低。對(duì)于剖面土壤溫度最大日變幅來(lái)說(shuō),地埋式蒸滲儀對(duì)于大田的還原精度高于地上式蒸滲儀�？偟膩�(lái)說(shuō),地上式蒸滲儀的最低、最高和平均土壤溫度對(duì)于大田的還原情況不是十分好,但依然在可靠范圍內(nèi)。而地埋式蒸滲儀對(duì)于大田的還原情況整體較好。(2)塑料地膜覆蓋、砂石覆蓋和秸稈覆蓋條件下的夏玉米拔節(jié)期的土壤貯水量、實(shí)際總蒸散量、株高、葉面積指數(shù)、最大莖粗、產(chǎn)量和水分利用效率是不同的。7種覆蓋處理相對(duì)于無(wú)覆蓋對(duì)照降低了夏玉米全生育期內(nèi)的實(shí)際總蒸散量,其中2015年降低了1%~6%,2016年降低了1%~3%。對(duì)于土壤剖面含水率來(lái)說(shuō),7種覆蓋處理在整個(gè)夏玉米生育期內(nèi)都有效保蓄了表層土壤水分,2015年和2016年7種覆蓋處理的夏玉米拔節(jié)期土壤貯水量相對(duì)于無(wú)覆蓋對(duì)照分別提高了42%~64%和23%~68%。(3)2015年和2016年所有7種覆蓋條件下的夏玉米莖粗、株高、LAI、產(chǎn)量和水分利用效率相對(duì)于無(wú)覆蓋對(duì)照都有顯著提高。7種覆蓋條件下的夏玉米產(chǎn)量相對(duì)于無(wú)覆蓋對(duì)照在2015年增加了5%~31%,2016年增加了17%~37%。2015年和2016年7種覆蓋處理的夏玉米水分利用效率相對(duì)于無(wú)覆蓋對(duì)照分別提高了1.1~4.5 kg·hm~(-2)·mm~(-1)和1.5~3.6 kg·hm~(-2)·mm~(-1)。綜合分析可知黑色地膜覆蓋處理的水分利用效率為7種覆蓋處理中最高的。(4)2015年和2016年改進(jìn)前、后的SW模型模擬黑色和白色地膜覆蓋條件下的日蒸散量在夏玉米生育前期和后期均高于實(shí)測(cè)蒸散量,在夏玉米生長(zhǎng)中期,兩種模型模擬的蒸散量與實(shí)測(cè)值比較相近,但是多數(shù)時(shí)候原SW模型高估了蒸散量,改進(jìn)之后整個(gè)夏玉米生育期內(nèi)改進(jìn)后的SW模型所得到的蒸散量則與實(shí)測(cè)值具有很強(qiáng)的一致性,顯著提高了對(duì)蒸散量的模擬精度。原SW模型和改進(jìn)后的SW模型在夏玉米生長(zhǎng)旺盛時(shí)期均能較好地模擬蒸散量,在其他生育期內(nèi)兩種模型均高估了蒸散量,但是改進(jìn)后的SW模型的模擬精度遠(yuǎn)高于原SW模型。改進(jìn)后的SW模型所得到的2015年和2016年的日蒸散值與實(shí)測(cè)值之間較好地沿著1:1直線分布,且相關(guān)系數(shù)為0.88和0.87,決定系數(shù)分別為0.86和0.88,一致性指數(shù)分別為為0.87和0.89,說(shuō)明改進(jìn)的SW模型模擬效果可靠。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S513

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2689227