亏缺灌溉夏玉米根冠生长对土壤水分的动态响应研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:notfeet
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
亏缺灌溉是一种对灌溉制度进行合理调整,允许产量有一定降低,而最大限度提高水分利用效率的方法,本研究在夏玉米3个生育阶段(出苗—拔节期、拔节—抽雄期、抽雄—灌浆期)分别设置3个灌水水平(充分灌溉:100%ET;中度水分亏缺:80%ET;重度水分亏缺:60%ET,其中ET为蒸渗仪实测的充分灌溉条件下的蒸发蒸腾量),共设置9个不同程度的亏缺灌溉处理,通过分析不同水分供应条件下夏玉米根系特征参数(根长密度、根表面积和根质量)、地上部生长指标(株高和叶面积指数)、土壤贮水变化量、蒸发蒸腾量的时空变化规律,探究了夏玉米根冠生长对土壤水分的动态响应规律。得到的主要成果如下:(1)揭示了夏玉米根系分布对水分胁迫的响应规律,明确了根系生长对土壤水分的响应规律。根长密度、根表面积和根质量随土层加深均呈逐渐减小的变化趋势。在出苗—拔节期中度水分亏缺,拔节—抽雄期充分灌溉后显著提高了深层土壤根系生长速率,其中平均根长密度(0-60 cm)比充分灌溉提高了10.39%,充分灌溉后根长的增长程度高于根表面积和根质量;在拔节—抽雄期水分亏缺,抽雄—灌浆期充分灌溉后各根系指标无法恢复到正常水平,但不同生育阶段充分灌溉均起到了延缓根系衰老的作用。根系生长状况主要受土壤水分状况影响,其中拔节—抽雄期土壤水分状况不仅对当前根表面积和根质量产生了极显著影响(P<0.01),同时也显著影响了抽雄—灌浆期根系指标,水分胁迫对根系生长的影响存在滞后效应。(2)探究了水分调控对夏玉米土壤水分消耗和蒸发蒸腾的影响规律,明确了蒸发蒸腾量与土壤含水率之间的相关关系。出苗—拔节期、拔节—抽雄期、抽雄—灌浆期和灌浆—成熟期主要耗水层分别为0-40、0-40、0-60和20-60 cm。出苗—拔节期中度水分亏缺,拔节—抽雄期充分灌溉增加了40-60 cm土层水分消耗,且提高了抽雄—灌浆期再次水分亏缺的抗旱性,主要与显著提高40-60 cm根长密度有关。土壤贮水变化量在每次灌水后达到最大值,之后呈波动减小的变化趋势,波动峰值主要受气温、灌水量和时间影响。小时蒸发蒸腾量ETr在12:00-16:00达到峰值,达到峰值的大小和时间受亏缺程度和生育阶段的影响,日蒸发蒸腾量ETc的最大值发生在拔节—抽雄期或抽雄—灌浆期,可达到5.19-7.93 mm d-1。在出苗—拔节期进行中度水分亏缺,拔节—抽雄期充分灌溉后ETc基本可以恢复到正常水平;而拔节—抽雄期亏缺灌溉,抽雄—灌浆期ETc恢复能力有所降低。构建蒸发蒸腾量与土壤含水率之间的关系以确定关键生育期的土壤含水率阈值,在抽雄—灌浆期,当土壤含水率小于75%田间持水率时,夏玉米蒸发蒸腾量与土壤含水率之间为极显著正相关关系(P<0.01);当土壤含水率大于75%田间持水率时,夏玉米蒸发蒸腾量基本保持不变;当土壤含水率降低到50%田间持水率时,作物基本停止生长。(3)分析了不同水分状况下夏玉米地上部生长、产量和水分利用效率的变化规律,明确了产量与根系特征参数之间的相关关系。在出苗—拔节期中度水分亏缺,拔节—抽雄期充分灌溉对夏玉米株高和叶面积生长产生了补偿效应,到抽雄—灌浆前期(8月20日)基本恢复到正常水平;而拔节—抽雄期中度水分亏缺,抽雄—灌浆期充分灌溉有利于同化物质向玉米生殖器官转移。亏缺灌溉可以提高夏玉米根冠比,优先保证根系生长发育,在前期进行重度水分亏缺,抽雄—灌浆期充分灌溉降低了根冠比,促使光合产物优先向玉米穗中分配,减缓水分胁迫对产量的影响。在出苗—拔节期中度水分亏缺,拔节—抽雄期充分灌溉,抽雄—灌浆期中度水分亏缺,相比于充分灌溉产量减少了5.85%,水分利用效率增加了4.07%。抽雄—灌浆期夏玉米产量与根系特征参数之间达到极显著正相关水平(P<0.01),其次为灌浆—成熟期和拔节—抽雄期。本文仅以一年试验数据进行分析,且在遮雨棚下进行,其普适性还需进一步研究。
其他文献
报纸
混凝土具有多尺度结构特征,不同尺度的性能存在较大差异,对混凝土宏观性能的影响不同。混凝土材料的力学性能主要决定于水泥水化产物,而水泥水化产物中最重要的成分是水化硅酸钙(Calcium-Silicate-Hydrate,C-S-H)凝胶体,占硬化水泥浆体体积的60%~70%,对水泥基材料的行为起着决定性的作用。水泥水化过程中会产生大量的凝胶孔,凝胶孔缺陷对C-S-H力学性能有着重要的影响;层间水是C
学位
极端降水研究是调查与预测暴雨、山洪和多种山地灾害研究的重要内容。秦巴山区地处中国湿润与干旱气候过渡带,极端气候和暴雨事件频发,严重限制了当地社会经济发展。目前TRMM降水数据时空尺度较广,山区卫星数据测量该地区极端降水特征的准确性和能力尚不明确。因此,利用卫星数据研究该地区降水极值的特征并与量规数据进行比较具有重要意义。基于此,本研究旨在(1)验证1998年至2014年TRMM-3B42V7降水数
学位
随着气候变化以及人类活动的影响,宝鸡峡灌区水资源供需矛盾加剧,灌区农业灌溉保证率偏低。水库调度是缓解水资源供需矛盾、提高水资源利用效率的有效途径,开展宝鸡峡灌区水库调度研究为灌区水库运行提供理论支撑,具有重要的科学价值和实践意义。本文以陕西省宝鸡峡灌区水库群为研究对象,构建灌区水库群多目标联合优化调度模型,优选水库群联合调度策略,优化灌区水库调度图,有效提高了灌区农业灌溉保证率。研究得出以下主要结
学位
报纸
推移质作为河床附近水沙交互的主要形式,其运动机理的研究对分析河床演变、开发治理河道等问题具有重要意义。因此,本文从随机性角度出发,采取随机过程理论与力学分析相联系的思路,对非均匀床面上表层泥沙位置特性、非均匀泥沙起动概率、非均匀推移质输沙率、河床冲刷粗化等问题进行研究。在本论文中,主要的研究工作与成果如下:(1)本文基于非均匀床沙位置分布随机性,以非均匀玻璃球代替泥沙颗粒,设计并完成系列水槽试验,
学位
传统单变量水文频率计算方法相对成熟,但存在一些局限。水文事件通常是由多个具有相关关系的特征属性组成,如洪水的洪峰、洪量、历时三个特征属性,且洪量会受洪水历时与洪峰流量影响。单变量水文频率分析计算不能够全面反映整个复杂水文事件的内在规律以及特征之间的联系,研究水文事件应考虑这些变量之间的相关性,因此进行多变量水文频率计算方法研究是十分必要的。目前,国内外在多变量水文研究方面取得较为丰富的成果,但关于
学位
目前,随着短视频、大数据技术的快速发展,区域内网络资源的负载均衡对于区域网络性能的影响越来越大。其中,网络链路、网络节点对于数据的分发、处理所需要时间的不均衡是影响网络资源不均衡的主要原因之一。本文提出了一种面向分布式机器学习的节点资源负载均衡方法,建立基于时间序列的节点空闲时长预测模型,通过空闲节点的当前运行数据预测空闲节点在未来时刻的空闲时长和节点的最大可利用资源。区域核心服务器可将区域内的待
期刊
我国现阶段用水结构中仍以农业用水为主,近10年农业用水平均占到总用水量的63.5%,农业用水是区域水资源配置的关键因素,对缓解区域水资源供需矛盾起着决定性作用。基于水土光热自然禀赋条件,研究特色作物结构、布局及灌溉用水,可为区域农业经济可持续发展和水资源高效利用提供科学依据,对保障粮食安全、促进乡村振兴、实现区域社会经济的高质量发展具有重要意义。论文以地处黄河中游的陕北地区为研究区域,采用偏离-份
学位
现阶段,负载均衡服务器运行参数是根据经验设定的,这不利于自动运维。针对该现状,笔者提出一种基于机器学习的动态负载均衡模型。该模型在传统的负载均衡模型基础上增加了负载权重预测模块,并为策略转发模块补充动态调整功能。权重预测模块采用机器学习的经典算法线性回归来预测各个负载权重值,算法采用非定时触发机制,在预测权重值的同时也动态调整算法模型参数和触发周期,具备自我调优能力。策略转发模块在经典转发算法上增
期刊