河北省夏玉米秸稈覆蓋水熱傳輸模型與高效用水技術(shù)研究.pdf

1、河北省是我國(guó)缺水最嚴(yán)重的省份之一，水資源短缺嚴(yán)重制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。河北省又是我國(guó)糧棉生產(chǎn)基地，水資源緊缺加劇各部門用水矛盾，農(nóng)業(yè)灌溉用水受到擠占，糧食生產(chǎn)受到?jīng)_擊。這給傳統(tǒng)灌溉提出了新的挑戰(zhàn)，即不但要獲得灌溉面積上的最大產(chǎn)量，而且要獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)施非充分灌溉是農(nóng)業(yè)獲得最大經(jīng)濟(jì)效益的有效方法，可以節(jié)約灌溉水量，提高灌水利用效率，達(dá)到作物高產(chǎn)條件下的高效用水。 結(jié)合國(guó)家糧食豐產(chǎn)科技工程河北省項(xiàng)目的子項(xiàng)目《河北省冬小麥—夏玉

2、米高效用水技術(shù)研究》，針對(duì)夏玉米秸稈覆蓋條件下的水熱傳輸機(jī)理、水分產(chǎn)量關(guān)系和高效用水技術(shù)，進(jìn)行了田間試驗(yàn)研究。田間試驗(yàn)采用組合設(shè)計(jì)，設(shè)秸稈覆蓋量和灌溉次數(shù)兩個(gè)因素，秸稈覆蓋量設(shè)覆蓋150﹪、覆蓋100﹪、覆蓋50﹪和不覆蓋4個(gè)水平；灌水次數(shù)設(shè)灌一次和不灌水兩個(gè)水平。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行趨勢(shì)線分析和方差分析，結(jié)果表明：覆蓋量的大小和灌水次數(shù)與夏玉米產(chǎn)量及構(gòu)成要素有密切相關(guān)，覆蓋量越大，玉米產(chǎn)量越高，覆蓋150﹪處理的畝產(chǎn)量達(dá)693.22kg，比

3、不覆蓋對(duì)照增產(chǎn)33.36﹪。同時(shí)分析水分利用效率發(fā)現(xiàn)，覆蓋可以明顯提高水分利用效率，覆蓋150﹪的試驗(yàn)處理水分利用效率達(dá)2.97kg/m3，比不覆蓋處理提高45.58﹪。 根據(jù)土壤水動(dòng)力學(xué)和非充分灌溉理論中水熱運(yùn)移理論，建立了秸稈覆蓋條件下SPAC系統(tǒng)中夏玉米冠層溫度模型、根系吸水模型、土壤水熱運(yùn)移模型，通過(guò)試驗(yàn)確定模型中的部分參數(shù)，采用有限差分法對(duì)模型進(jìn)行離散，借助于MATLAB、CURXPT軟件求解模型，并用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證

4、。模擬結(jié)果表明：玉米生長(zhǎng)期間主要利用0～80cm土層內(nèi)的土壤水量，熱量吸收利用則集中于0～15cm土層。該模型較好地反映了不同秸稈覆蓋量和灌水次數(shù)夏玉米生育期冠層溫度和田間水熱運(yùn)移的變化規(guī)律，與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。最后研究了秸稈覆蓋條件下夏玉米的騰發(fā)量，提出了適用于河北省夏玉米秸稈覆蓋的高效用水技術(shù)。研究結(jié)果表明：秸稈覆蓋條件下夏玉米節(jié)水和增產(chǎn)效果明顯，并為節(jié)水條件下的作物高產(chǎn)提供了理論根據(jù)。 秸稈覆蓋條件下夏玉米水熱傳輸和高效用