華北地區(qū)秸稈覆蓋下農(nóng)田降雨轉(zhuǎn)化過程模擬研究

【摘要】： 在我國,水資源短缺是制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要因素之一,在水資源短缺的情況下,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn),尤其是北方內(nèi)陸干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的形勢越來越嚴(yán)峻。通過室內(nèi)和大田試驗(yàn),研究秸稈覆蓋條件下土壤水分動態(tài)變化,作物蒸散規(guī)律,并定量模擬降水轉(zhuǎn)化過程,了解降水轉(zhuǎn)化和調(diào)控機(jī)制,并以此為依據(jù)優(yōu)化調(diào)控北方旱地農(nóng)田降水轉(zhuǎn)化利用。 田間試驗(yàn)采用隨機(jī)排列設(shè)計(jì),設(shè)覆蓋25%、覆蓋50%、覆蓋75%、覆蓋100%、地膜覆蓋和不覆蓋6個水平。對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行趨勢線分析和方差分析,結(jié)果表明:覆蓋量的大小春玉米產(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75%處理不覆蓋對照增產(chǎn)35.06%。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,其中覆蓋75%處理比不覆蓋處理提高33.2%。 根據(jù)土壤水動力學(xué)和非飽和土壤水分運(yùn)移理論,建立秸稈覆蓋條件下春玉米根系吸水模型、土壤水分運(yùn)移模型,通過試驗(yàn)確定模型中的部分參數(shù),采用有限差分法對模型進(jìn)行離散,借助于MATLAB軟件求解模型,并用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。模擬結(jié)果表明:秸稈覆蓋對0～60cm土層內(nèi)的土壤含水率影響較大,該模型較好地反映了不同秸稈覆蓋量土壤溫度和田間水熱運(yùn)移的變化規(guī)律,與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。 研究了不同秸稈覆蓋量對地表蒸發(fā)、含水率、土壤0～30cm土壤溫度、產(chǎn)量及一些生理指標(biāo)的影響。研究結(jié)果表明:秸稈覆蓋度越大,抑制蒸發(fā)效果愈明顯,秸稈覆蓋條件下春玉米節(jié)水和增產(chǎn)效果明顯。提出了適合當(dāng)?shù)氐暮侠淼慕斩捀采w量。秸稈覆蓋條件下春玉米水熱傳輸?shù)难芯?不僅揭示了秸稈覆蓋條件下水分和熱量的運(yùn)移規(guī)律,而且分析了覆蓋量與春玉米產(chǎn)量及構(gòu)成因素的關(guān)系,為建立降水優(yōu)化體制奠定了理論基礎(chǔ),對內(nèi)陸干旱地區(qū)提高糧食產(chǎn)量、緩解水資源緊張具有較大的應(yīng)用價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：秸稈覆蓋 土壤參數(shù) 土壤水分運(yùn)移 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：S161.6
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 1 引言9-21
• 1.1 研究目的與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)10-18
• 1.2.1 保護(hù)性耕作的發(fā)展10-11
• 1.2.2 土壤水理論的發(fā)展11-14
• 1.2.3 土壤水熱運(yùn)移的研究進(jìn)展14-18
• 1.3 數(shù)值模擬方法18-19
• 1.3.1 數(shù)值計(jì)算方法概述18
• 1.3.2 有限單元法和有限差分法18-19
• 1.4 研究內(nèi)容19-21
• 2 實(shí)驗(yàn)材料與方法21-26
• 2.1 試驗(yàn)站概況21-23
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)23-26
• 2.2.1 觀測項(xiàng)目23-24
• 2.2.2 基本假定24-26
• 3 秸稈覆蓋下土壤水分運(yùn)移過程26-38
• 3.1 根系吸水模型26-27
• 3.2 騰發(fā)量的計(jì)算27-28
• 3.4 蒸發(fā)強(qiáng)度的確定28-29
• 3.5 數(shù)學(xué)模型中土壤參數(shù)的確定29-37
• 3.5.1 土壤水分特征曲線的測定30-33
• 3.5.2 非飽和土壤導(dǎo)水率的測定33-36
• 3.5.3 非飽和土壤擴(kuò)散率的測定36-37
• 3.6 小結(jié)37-38
• 4 秸稈覆蓋下土壤水分運(yùn)動的數(shù)值模擬38-50
• 4.1 秸稈覆蓋下土壤水分運(yùn)動模型38-42
• 4.1.1 定解條件39-40
• 4.1.2 差分方程40-42
• 4.2 線性化方法42-43
• 4.3 節(jié)點(diǎn)處參數(shù)優(yōu)化43
• 4.4 數(shù)值計(jì)算框圖43-45
• 4.5 試驗(yàn)數(shù)值模擬和結(jié)果分析45-49
• 4.5.1 降雨入滲模擬45-48
• 4.5.2 土壤蒸發(fā)模擬48-49
• 4.6 小結(jié)49-50
• 5 秸稈覆蓋度對土壤特性和植株生長性狀的影響50-65
• 5.1 秸稈覆蓋對土壤蒸發(fā)的影響50-51
• 5.2 秸稈覆蓋對土壤含水率的影響51-59
• 5.3 秸稈覆蓋對土壤溫度的影響59-62
• 5.4 秸稈覆蓋對春玉米生理指標(biāo)影響62-64
• 5.4.1 秸稈覆蓋對株高和葉面積的影響62-63
• 5.4.2 秸稈覆蓋對產(chǎn)量和水分利用效率的影響63-64
• 5.5 小結(jié)64-65
• 6 主要結(jié)論和存在問題65-68
• 6.1 主要結(jié)論65-66
• 6.2 存在問題66-68
• 7 參考文獻(xiàn)68-74
• 8 附錄74-77
• 9 致謝77-78
• 10 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況78

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秸稈覆蓋下的夏玉米蒸散、水分利用效率和作物系數(shù)的變化    張喜英,陳素英,裴冬,劉孟雨

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秸稈覆蓋對小麥生長狀況的影響研究    楊榮光;畢建杰;王升國;吳則金;李振清;

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稻秸稈覆蓋田小麥根際和非根際土壤中細(xì)菌多態(tài)性及其拮抗物質(zhì)的分析    曹啟光;陳懷谷;

干旱荒漠地區(qū)果園秸稈覆蓋效應(yīng)研究    陸璐;趙長增;

保護(hù)性耕作技術(shù)的發(fā)展和效益研究    楊捷;梅旭榮;嚴(yán)昌榮;

春覆秸稈可促果園高產(chǎn)    呂紀(jì)增

秸稈何時(shí)由“雞肋”變“寶貝”？    本報(bào)記者　 羅盤

果園秸稈覆蓋好處多    臨城縣發(fā)展改革局農(nóng)業(yè)區(qū)劃辦公室（054300） 張保建

果園秸稈覆蓋技術(shù)    省農(nóng)業(yè)專家服務(wù)團(tuán)果業(yè)專家 魏旭

果園覆蓋秸稈好處多    李凱文

果園秸稈覆蓋技術(shù)    

游仙：秸稈覆蓋栽培抗旱效果好    本報(bào)記者 魏星奎　實(shí)習(xí)記者 劉鑫

果園秸稈覆蓋技術(shù)    臨城縣發(fā)展改革局農(nóng)業(yè)區(qū)劃辦公室 張保建

我市秸稈覆蓋技術(shù)保墑顯著促糧增收    記者丁維麗

秸稈覆蓋技術(shù)應(yīng)廣泛使用    王軍

秸稈覆蓋保護(hù)性種植的土壤養(yǎng)分效應(yīng)和作物生理生化響應(yīng)機(jī)制研究    薛蘭蘭

渭北旱原不同量秸稈覆蓋對農(nóng)田環(huán)境及春玉米生理生態(tài)的影響    蔡太義

農(nóng)田水肥效應(yīng)及其生理機(jī)制研究    高亞軍

梨園樹盤覆蓋的土壤生態(tài)效應(yīng)及樹體生理響應(yīng)研究    趙德英

保護(hù)性耕作條件下土壤水分運(yùn)動規(guī)律的研究    汪可欣

不同耕作措施下黃土高原旱地土壤質(zhì)量綜合評價(jià)    羅珠珠

不同保護(hù)性耕作措施對黃土高原旱地農(nóng)田SPAC系統(tǒng)中水分運(yùn)移特性的影響研究    蔡立群

黃土高原農(nóng)田綜合地力及碳匯特征對連續(xù)多年玉米秸稈全量還田的響應(yīng)    慕平

保墑灌溉的節(jié)水增產(chǎn)機(jī)理及其效應(yīng)研究    員學(xué)鋒

希拉穆仁草原退化特征及其受損恢復(fù)機(jī)理研究    崔向新

華北地區(qū)秸稈覆蓋下農(nóng)田降雨轉(zhuǎn)化過程模擬研究    王兆偉

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關(guān)中農(nóng)田氮肥利用及NO_3~--N淋移特點(diǎn)    尹曉芳

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    脫云飛

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稻茬油菜保護(hù)性耕作技術(shù)的研究    張旭

秸稈覆蓋的土壤溫度效應(yīng)及其影響小麥生長的機(jī)理研究    劉煒

秸稈覆蓋對冰脆李幼林土壤理化特性及酶活性的影響    王磊