收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

不同灌溉方式下麦后移栽棉棉田水分运移模拟

张昊  
【摘要】:冬小麦和棉花是黄河中下游地区一年两熟主要农作物。近年来,随着粮棉争地矛盾日趋突出和农业机械化水平不断提高,传统麦棉套种模式已越来越不适应现代化农业发展需求。发展麦后移栽棉已成为实现冬小麦生产全程机械化、解决麦后直播棉生育期不足、实现增粮稳棉的重要途径。然而,麦后移栽棉在生长发育和需水特性等方面与传统直播棉有很大区别,因此开展麦后移栽棉棉田水分运移数值模拟研究,对明确棉田水分输送与转换定量关系、揭示不同灌溉方式节水机理及水分传输特性、明确麦后移栽棉适宜灌溉方式并制订科学合理的灌溉制度等具有重要意义。本文通过开展2013~2016年大田试验,采用畦灌(BI)、地表滴灌(SDI)和微喷带灌溉(MHI)3种灌溉方式,分析了棉田水分传输动力学机制并模拟棉田水分运移过程,取得的主要结果和结论如下:(1)揭示了不同灌溉方式下麦后移栽棉蒸发蒸腾量变化规律及其主控影响因子,计算获得了麦后移栽棉不同生育阶段的作物系数(K_C)。SDI处理麦后移栽棉蒸发蒸腾量比BI和MHI处理分别降低19%和10%,这主要是由SDI显著降低棉田棵间土壤蒸发量(E)造成的。K_C方面,BI处理麦后移栽棉苗期、蕾期、花铃期、吐絮期和全生育期K_C分别为0.80、0.87、1.12、0.83和0.92,SDI处理分别为0.57、0.73、0.96、0.67和0.74,MHI处理分别为0.72、0.83、1.02、0.71和0.83。(2)通过对SIMDualKc模型和S-W模型进行调整,实现了对不同灌溉方式下麦后移栽棉棉田E和植株蒸腾量(T)较为准确模拟。通过率定SIMDualKc模型参数和改进S-W模型阻力计算方法,模拟不同灌溉方式下棉田E和T变化规律,发现不同灌溉方式下两种模型模拟的棉田E和T变化过程基本一致。其中S-W模型的模拟结果与实测值吻合度更高,模拟精度优于SIMDualKc模型。原因是SIMDualKc模型忽略了下层土壤水分向上运移对表层土壤蒸发水分损失的补给,导致该模型E的模拟值偏小。(3)探究了麦后移栽棉畸变根系与传统直播棉根系间的差异,确定了不同灌溉方式下麦后移栽棉根系生长模型参数。采用剖面取样法与微根管法相结合的方法分析了灌溉方式对麦后移栽棉畸变根系的影响,发现SDI处理较BI和MHI处理能显著增加0~30 cm土层内的根长密度(RLD)、根系表面积密度(RSAD)和根系生物量密度(RBD),SDI处理麦后移栽棉RLD、RSAD、根尖数密度(RTND)和根系直径(RD)平均值最大,MHI处理次之,BI处理最低。微根管法低估了土壤表层处根系密度,通过建立剖面取样法与微根管法测量数据间的回归方程,修正微根管法在测量时所造成的影响,进而确定了基于微根管法根系生长动态监测的不同灌溉方式下麦后移栽棉根系生长模型参数。(4)采用结合根系生长的HYDRUS-2D模型,实现了不同灌溉方式下麦后移栽棉棉田土壤水分变化的准确模拟。在系统分析麦后移栽棉田E、T和根系生长规律的基础上,确定了麦后移栽棉棉田二维土壤水分运动方程的有关参数,采用HYDRUS-2D模型模拟了不同灌溉方式下麦后移栽棉棉田土壤含水率(SWC)变化规律。BI处理SWC模拟值与实测值间MAE、RMSE和d_l分别为0.014、0.020和0.94,SDI处理分别为0.017、0.025和0.92,MHI处理分别为0.013、0.019和0.94,各模型评价指标均表明综合移栽棉根系生长的HYDRUS-2D模型能够较为精确的模拟不同灌溉方式下麦后移栽棉棉田土壤水分运移情况。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 张富林;蔡金洲;吴茂前;段小丽;熊桂云;范先鹏;;残膜对土壤水分运移的影响[J];湖北农业科学;2016年24期
2 张光辉;;温度在岩土水分运移中的作用[J];勘察科学技术;1988年06期
3 蒋曙光;奚弦;崔传波;;煤孔隙中水分运移机制的数值模拟[J];黑龙江科技大学学报;2018年01期
4 刘常;王辉;胡传旺;朱晋斌;万琳辉;胡晨雨;;非常规水水质对红壤水分运移参数的影响及其过程模拟[J];水土保持学报;2017年05期
5 郭克贞;佟长福;郝和平;杨燕山;徐冰;;毛乌素沙地紫花苜蓿人工草地的水分运移与消耗研究[J];灌溉排水学报;2006年06期
6 吴跃东;石晓燕;刘坚;刁红国;;真空预压加固区硬壳层的水分运移解析解[J];岩土力学;2013年S2期
7 孙毅;;土壤水分运移研究现状综述[J];内蒙古水利;2013年03期
8 赵伟霞;蔡焕杰;陈新明;王健;;灌溉水量对无压灌溉水分运移的影响[J];灌溉排水学报;2007年04期
9 邵景力,崔亚莉,张德强;基于包气带水分运移数值模型的黄河三角洲蒸发量研究[J];地学前缘;2005年S1期
10 早尔古·吐逊江;陈启民;褚奋飞;刘康;;荒山滴灌造林中土壤水分运移研究[J];防护林科技;2018年03期
11 程东娟;汪丽佳;侯毅凯;雍芳;;土壤初始含水量对注射灌土壤水分运移分布特性影响试验研究[J];水利水电技术;2012年07期
12 马金宝;张毅;王恩亮;项艳;白清俊;;宽垄沟灌垄上覆膜条件下土壤水分运移试验研究[J];水利与建筑工程学报;2011年04期
13 马金宝;毕建杰;白清俊;杨荣光;张艳妮;项艳;;宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分运移初探[J];节水灌溉;2007年02期
14 赵文智;周宏;刘鹄;;干旱区包气带土壤水分运移及其对地下水补给研究进展[J];地球科学进展;2017年09期
15 马勤学;李红旭;;痕量灌溉水分运移调控与水分分布过程实验研究[J];新疆环境保护;2015年01期
16 孙海燕;李晓斌;;滴灌条件下土壤水分运移模型的辨识与优化[J];科学技术与工程;2013年19期
17 廖人宽;杨培岭;;基于保水剂应用的土壤水分运移模型构建方法及源汇项求解[J];中国农村水利水电;2016年09期
18 张英虎;牛健植;韩旖旎;杜晓晴;陈上杰;;鹫峰地区林木根系和石砾对土壤水分运移速率的影响[J];干旱区资源与环境;2014年05期
19 任长江;白丹;程鹏;梁伟;陈艳;;求解水分运移参数的拉普拉斯-模式搜索方法[J];西安理工大学学报;2013年01期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 张晓惠;魏东平;刘迁迁;高志球;;考虑土壤中水分运移的热性质方法研究[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
2 李久生;李蓓;计红燕;;滴灌施肥条件下层状土壤水分运移分布的试验研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
3 曹丽文;王勇;唐文颖;温文富;;垃圾填埋场衬垫土层水分特征曲线试验研究[A];2011年全国工程地质学术年会论文集[C];2011年
4 范高功;侯光才;高世祥;;天山北麓细土平原区冻结期包气带水分运移及其生态环境效应分析[A];2002年中国西北部重大工程地质问题论坛论文集[C];2002年
5 张文杰;陈云敏;詹良通;;垃圾填埋场内的渗流和稳定分析[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张昊;不同灌溉方式下麦后移栽棉棉田水分运移模拟[D];中国农业科学院;2017年
2 张劲松;农林复合系统水分运移模型与水分生态特征的研究[D];中国农业大学;2001年
3 廖人宽;旱地土根系统水分运移对化学调控的响应机制及模拟研究[D];中国农业大学;2015年
4 王云权;蒸发条件下土壤水分运移模拟研究—耦合毛管、薄膜和水汽[D];兰州大学;2015年
5 王志超;农膜残留对土壤水分运移的影响及模拟研究[D];内蒙古农业大学;2017年
6 张大龙;温室环境因子驱动番茄与甜瓜水分运移的机理及模拟[D];西北农林科技大学;2017年
7 赵伟霞;无压地下灌溉和间接滴灌水分运移规律与节水增产机制研究[D];西北农林科技大学;2009年
8 蒋小金;西北旱区覆膜对农田雨水分布格局及玉米产量的影响[D];兰州大学;2015年
9 孙朋;极端干旱区沙漠包气带降水入渗与蒸发规律模拟研究[D];兰州大学;2017年
10 李学军;季节性冻融渠基土壤水分运移特性及大型弧线形渠道防渗抗冻胀理论与技术研究[D];西安理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高策;强降水条件下延安地区典型黄土斜坡水分运移规律研究[D];长安大学;2018年
2 李惠;基于同位素示踪的干旱区膜下滴灌棉田水分运移及转化规律[D];中国地质大学;2018年
3 姚炳宇;环硐室水分运移过程的二维内视高密度电阻率成像监测研究[D];南京大学;2018年
4 薛红利;宽垄沟灌土壤水分运移研究及数值模拟[D];华北水利水电大学;2018年
5 周倩倩;干旱区农田秸秆还田条件下二维土壤水分运移试验及模拟研究[D];新疆大学;2018年
6 张明君;陇中旱农区耕作措施对根土界面水分运移的影响及机理研究[D];甘肃农业大学;2017年
7 于洋;痕量灌溉技术在新疆过渡带典型土壤中水分运移应用试验研究[D];新疆大学;2014年
8 范磊;降雨入渗过程中包气带水分运移转化机理研究[D];长安大学;2008年
9 张在勇;非饱和带水分运移的有限分析数值模拟理论方法[D];长安大学;2015年
10 韩锦萍;包气带水分运移的数值分析[D];长安大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978