不同灌溉条件对黄河下游引黄灌区作物水分关系的影响

在田间试验验证的基础上,利用SWAT2000模型对黄河下游引黄灌区冬小麦、夏玉米在不同灌溉条件下产量、耗水量以及水分利用效率等的时空变化进行了模拟,结果表明,冬小麦缺水情况比较严重,夏玉米生育期降水量基本能满足其耗水量的需求。灌溉对提高作物产量以及耗水量有很大的影响,然而随着灌水量的增加,作物产量以及耗水量增加的幅度并不大。在不考虑氮、磷等对作物生长的影响下,作物产量、耗水量以及水分利用效率多年来在区域上的变化并不明显,雨养条件下区域变异性最大。不同引黄灌区不同灌溉条件下作物产量、耗水量以及水分利用效率的变化幅度不一样。

用于田间作物—水分关系研究的ThuSPAC模型

田间作物水分关系是土壤植物大气连续体 (SoilPlantAtmosphereContinuum ,简称SPAC)理论的重要研究内容。本研究介绍的ThuSPAC(TsinghuaUniversitySPAC)模型 ,包含土壤水热运移 (Soil)模型、冠层 (Canopy)模型、土壤 -植物 -大气连续体 (SPAC)模型、冬小麦生长模拟 (Wheat)模型、冬小麦生长与SPAC水热运移耦合的WheatSPAC模型 5个独立的模型。利用ThuSPAC模型 ,可以根据土壤条件、冬小麦品种参数、气象条件及灌溉条件等 ,动态模拟土壤、冠层中水分温度的分布规律、冬小麦生长过程及最终产量。模型的开发语言为VisualBasic ,界面友好 ,在相关领域的研究中具有广泛的应用前景。

作物主动汲水技术内涵与研究进展

持续创新农田灌溉技术,有利于应对农业水资源短缺、耕地资源不足,也是确保中国粮食安全的重要技术基础。该研究提出了“作物主动汲水”(Crop Initiate Drawing Water,CIDW)概念,并分析其得以实现的基本条件是土壤水非饱和性、外界水水势始终小于大气压、外界水和作物根系的距离有效性、高效的水势能差转化界面。综合文献划分出了压力势差(Pressure Potential Difference,P-CIDW)、渗透势差(Osmotic Potential Difference,O-CIDW)和重力势差作物主动汲水(Gravitational Potential Difference,G-CIDW)等3种形式的CIDW,并分析了其势能特征和基本实现途径。进一步,从硬件设备技术、作物表现、水盐运移与分布、土壤生境等几个方面,重点综述了P-CIDW的研究进展。近十多年来的研究表明,相比漫灌、沟灌、滴灌等传统灌溉技术,适宜参数的P-CIDW能够显著地提高作物产量与水分利用效率、养分吸收和肥料利用率、根际土壤酶活性和微生物多样性、水肥耦合效应,明显地影响了作物生理生化指标、土壤养分有效性和养分空间分布;土壤质地及其剖面构型显著地影响了P-CIDW下的水盐运移与分布;利用初始土壤含水率和基质势、渗水器导水率、供水压力以及时间等参数,可以半机理半经验地估测P-CIDW的累积入渗量。最后展望了CIDW研究的未来,认为,土壤水分-作物关系的基础理论急需要突破、研发高效的势能转化界面材料仍然是发展CIDW技术的关键任务、尽快制定P-CIDW技术标准、P-CIDW控压方法还需要革命性的创新。