河北省夏玉米秸稈覆蓋水熱傳輸模型與高效用水技術研究.pdf

1、河北省是我國缺水最嚴重的省份之一，水資源短缺嚴重制約著國民經(jīng)濟發(fā)展。河北省又是我國糧棉生產(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)濟效益。實施非充分灌溉是農(nóng)業(yè)獲得最大經(jīng)濟效益的有效方法，可以節(jié)約灌溉水量，提高灌水利用效率，達到作物高產(chǎn)條件下的高效用水。 結合國家糧食豐產(chǎn)科技工程河北省項目的子項目《河北省冬小麥—夏玉

2、米高效用水技術研究》，針對夏玉米秸稈覆蓋條件下的水熱傳輸機理、水分產(chǎn)量關系和高效用水技術，進行了田間試驗研究。田間試驗采用組合設計，設秸稈覆蓋量和灌溉次數(shù)兩個因素，秸稈覆蓋量設覆蓋150﹪、覆蓋100﹪、覆蓋50﹪和不覆蓋4個水平；灌水次數(shù)設灌一次和不灌水兩個水平。對試驗結果進行趨勢線分析和方差分析，結果表明：覆蓋量的大小和灌水次數(shù)與夏玉米產(chǎn)量及構成要素有密切相關，覆蓋量越大，玉米產(chǎn)量越高，覆蓋150﹪處理的畝產(chǎn)量達693.22kg，比

3、不覆蓋對照增產(chǎn)33.36﹪。同時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﹪的試驗處理水分利用效率達2.97kg/m3，比不覆蓋處理提高45.58﹪。 根據(jù)土壤水動力學和非充分灌溉理論中水熱運移理論，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、土壤水熱運移模型，通過試驗確定模型中的部分參數(shù)，采用有限差分法對模型進行離散，借助于MATLAB、CURXPT軟件求解模型，并用試驗數(shù)據(jù)進行驗證

4、。模擬結果表明：玉米生長期間主要利用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移的變化規(guī)律，與試驗數(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。研究結果表明：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