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农田作物—土体单元的CO_2净交换对土壤水含量变化的响应研究

何萌  
【摘要】:以北京市大兴区中国水利水电科学研究院大兴实验基地农田系统的冬小麦为研究对象,在2016年4月上旬至6月上旬对冬小麦进行了大田试验。采用静态箱/红外C02测试仪法,比较了不同灌溉方式、灌水量和灌水下限的设置的条件下,冬小麦-土壤单元的C02净交换对土壤水分变化的响应关系。研究首先对3 个典型时段 09.00~11:00、13:00~15:00、17:00~19:00 上所测土体单元的 CO2 通量与当日C02净交换的相关关系进行分析;后分别识别作物-土体单元的土壤水含量和CO2净交换规律特征;并通过漫灌、喷灌和滴灌的方式结合不同的灌水量以及灌水下限来研究C02净交换与土壤水含量变化的响应关系,在明确该地区适宜冬小麦生长的农田土壤水含量变化范围基础上;结合灌溉制度对冬小麦生长和产量的影响,分析不同灌溉制度对作物-土体单元在节水、减排等方面造成的影响,以提出切实可行的农田措施管理建议。试验结果表明:(1)气体净交换随时间呈线性变化;9:00~11:00时段的CO2净交换可代表日均通量。(2)经水分处理的作物-土体单元的CO2净交换在作物返青期至成熟期呈现先下降后上升近似"U"型的变化趋势。(3)作物-土体单元在整个生育期上具有碳汇功能,CO2净交换累计量并不是随灌溉水量的增加而一直增加的。(4)分次、适量控制灌溉比一次性传统常规灌溉在抽穗及成熟期的CO2净交换更能起到调控作用,在一定程度上具有节水减排的效果。(5)"节水减排"制度的灌溉水量范围:基于灌溉方式的无差异,灌水量在介于0.24~0.32m3之间是最为适于本研究区域的冬小麦在全生育期间灌水量范围。(6)具有相同灌水下限和灌水量,喷灌和滴灌均比漫灌方式要吸收更多的CO2同时具有更高的两者响应关系的相关性。具有相同灌水量和灌水次数的试验田,具有相对较高的灌溉水分下限可吸收更多的二氧化碳。(7)不同的灌溉制度对于冬小麦的生长方面产生的影响差别不大;冬小麦的株高和叶面积指数具有相似的变化趋势。(8)该地区的冬小麦播种日期可适当延后,在省去冬灌灌水的基础上,根据土壤水含量下限的设定,分次、适量的进行控制灌溉,调控水分对关键生育期下的二氧化碳的吸收量。


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