【摘要】：稻田綜合種養(yǎng)是當(dāng)前我國(guó)稻作的重要模式,近年來(lái)發(fā)展迅速,尤其是稻蝦共作成為了研究熱點(diǎn)。稻蝦共作模式的水資源環(huán)境變化和水資源利用效率關(guān)系到該模式的可持續(xù)性發(fā)展。為了深入了解湖北省不同環(huán)境條件下稻蝦共作模式水分平衡狀況和水分生產(chǎn)效率,本試驗(yàn)于2017-2018設(shè)置了田間定位試驗(yàn)、定點(diǎn)觀測(cè)試驗(yàn)和區(qū)域調(diào)查試驗(yàn)。通過(guò)HYDRUS-1D模型模擬湖北省稻蝦共作不同養(yǎng)殖溝寬度和不同地貌類型環(huán)境下的水分平衡,并計(jì)算其水分生產(chǎn)效率。旨在探明稻蝦共作模式下水分生產(chǎn)效率和水平衡的變化特征,評(píng)估湖北省不同區(qū)域稻蝦共作水文循環(huán)特征和適宜性。研究結(jié)果如下:(1)利用HYDRUS-1D模型模擬田間定位試驗(yàn)不同養(yǎng)殖溝寬度的土壤體積含水率,利用效率模型和評(píng)價(jià)指標(biāo)分別對(duì)4種養(yǎng)殖溝寬度進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。4種不同養(yǎng)殖溝寬度模擬結(jié)果顯示:效率系數(shù)(Ens)結(jié)果分別為0.74、0.88、0.81和0.85;均方根誤差(RMSE)結(jié)果分別為6.38、5.87、4.51和3.44。結(jié)果表明模型能夠很好的模擬田間土壤水分運(yùn)動(dòng)特征,體現(xiàn)了該模型在稻蝦共作田和稻單對(duì)照田的適用性。(2)田間定位試驗(yàn)表明,稻蝦共作不同養(yǎng)殖溝寬度水分生產(chǎn)效率隨著養(yǎng)殖溝寬度的增加而降低,分別為0.81 kg/m~3、0.78 kg/m~3、0.69 kg/m~3和0.60 kg/m~3。HYDRUS-1D模型模擬了田間定位試驗(yàn)不同養(yǎng)殖溝寬度的水分平衡,結(jié)果表明:地下水補(bǔ)給量3 m2 m1 mCK,分別為83.0 mm、72.1 mm、62.5 mm和55.6mm;滲漏量3 m2 m1 mCK,分別為319.9 mm、245.6 mm、135.5 mm和68.1 mm;隨著養(yǎng)殖溝寬度增加,水分調(diào)蓄量分別為108.3 mm、756.9 mm、1516.7mm和1873.5 mm。(3)定點(diǎn)觀測(cè)及區(qū)域調(diào)查研究表明,湖北省不同地貌環(huán)境特點(diǎn)和水土資源狀況制約著稻蝦共作模式的應(yīng)用,影響其水分管理模式。江漢平原:稻蝦共作田塊采取寬溝(5 m-8 m)模式,田塊面積大,通常50畝左右一個(gè)單位,水源充足灌溉方便。稻季田面灌水深度10.62 cm,稻田“露田”46.39天。水稻收割后曬田一段時(shí)間后,覆水至田面高度,3月至6月逐漸加深到30 cm-70 cm;鄂東南丘陵:稻蝦共作田塊采取窄溝(2 m-5 m)模式,部分丘陵地區(qū)設(shè)置生態(tài)池,解決小龍蝦的過(guò)冬問(wèn)題。水源主要來(lái)自降雨和水庫(kù)河流,稻季田面灌水深度7.61 cm,稻田“露田”55.76天。水稻收割后,湖區(qū)一般覆水至田面平齊,3月6月逐漸加深到30 cm-75 cm。丘陵地帶冬季不覆水。鄂中北崗地:稻蝦共作田塊同樣采取窄溝(1 m-4 m)模式,水資源相對(duì)匱乏,主要利用水庫(kù)水等。稻季田面灌水深度8.14 cm,灌水次數(shù)通常在7.48次,稻田“露田”25.67天。水稻收割后一周內(nèi)覆水至田面10 cm,3月至6月逐漸加深到20 cm-50 cm。不同區(qū)域水分生產(chǎn)率:鄂中北崗地江漢平原鄂東南丘陵,分別為0.83kg/m~2、0.79 kg/m~2和0.66 kg/m~2。不同區(qū)域水分平衡:江漢平原灌溉量、地下水補(bǔ)給和調(diào)蓄水量最大,分別為1553.7 mm、104.5 mm和872.4 mm;鄂中北崗地蒸散發(fā)量最大,達(dá)到725.3 mm;鄂東南丘陵降雨量和滲漏最大,分別為789.0 mm和830.4 mm。(4)通過(guò)模擬不同灌溉量(養(yǎng)殖溝寬度)來(lái)優(yōu)化灌溉模式。江漢平原地區(qū)在原來(lái)的灌溉量基礎(chǔ)上可以適當(dāng)增加灌溉量(原來(lái)灌溉量的1.25倍至1.5倍),其中調(diào)蓄水可以增加457.33 mm-931.71 mm;鄂中北崗地適宜維持現(xiàn)有的灌溉量或者養(yǎng)殖溝寬度;鄂東南丘陵地區(qū)土壤保水性較差,可以適當(dāng)降低灌溉水(原來(lái)灌溉量的0.75倍),減少滲漏98.4 mm,以達(dá)到水資源的高效利用。(5)湖北省稻蝦共作適宜性分析表明:江漢平原地形平坦,灌溉方便,適宜大面積的稻蝦共作,通常以村級(jí)為單位進(jìn)行上千畝連片養(yǎng)殖,養(yǎng)殖溝可采用5m以上超寬溝類型,稻蝦共作適宜面積為25萬(wàn)ha;鄂中北崗地適宜在集水容易且水資源豐富的地區(qū)進(jìn)行一定面積的稻蝦共作,通常以家庭合作社為主,面積控制在50畝至500畝范圍,稻蝦共作適宜面積為3萬(wàn)ha;鄂東南丘陵水資源較為充足,也可以發(fā)展一定規(guī)模的稻蝦共作。但滲漏量大,田塊面積和養(yǎng)殖溝不適宜過(guò)大,稻蝦共作適宜面積為7萬(wàn)ha。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S511;S966.12

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本文編號(hào)：2781931