西辽河平原苏打盐碱地浅埋滴灌甜菜灌溉制度及水盐运移研究

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西辽河平原是我国典型的半干旱灌溉农业区,水资源供需矛盾尖锐,盐碱地分布广泛,发展节水抑盐的灌溉技术、探讨利于水资源高效利用和耕层盐分降低的灌溉制度成为该地区农业可持续发展的必经之路。甜菜作为西辽河平原广泛种植的经济作物,具有生物量高、耐盐碱等特性。浅埋滴灌作为一种新型农业灌溉技术,其推广应用为该区的农业节水和高效灌溉制度的制定提供了新的思路。因此,研究西辽河平原浅埋滴灌条件下甜菜的灌溉制度及不同灌溉量对土壤水盐运移的影响,对促进当地水资源的高效利用和农业可持续发展具有重要意义。本文根据土壤含水率占田间持水率的百分比,设置了浅埋滴灌条件下高水(GS)、中水1(ZS1)、中水2(ZS2)、低水(DS)和对照(CK)5个不同灌水量处理的对比试验,分析不同灌水量对甜菜生长及产量的影响,揭示不同灌水量下土壤水盐运移的规律,在试验研究基础上,基于Cropwat模型模拟不同水文年型甜菜的灌溉制度,成果将为区域农业可持续发展提供理论依据。主要结论如下:(1)310mm(平水年)和273mm(丰水年)灌水处理甜菜株高、叶面积、干物质最大。减少30~40mm灌水量有利于甜菜光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度的提高。在增长期-糖分积累期,增加灌水定额会阻碍甜菜光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度的增加,生育末期甜菜光合指标以269mm(平水年)和241mm(丰水年)灌水处理最优。(2)叶丛繁茂期-块根增长期的耗水量占生育期的60%以上,日耗水强度在5.13~6.18mm/d之间。灌溉定额为269mm(平水年)和241mm(丰水年)时,甜菜产量及产糖量最优,平均值分别为6.73×10~4kg·hm-2和0.74×10~4kg·hm-2,较当地灌溉制度增产7%~10%和19%~25%,节水9%~36%。但产糖水分利用效率和产糖率随灌水量的增加而降低,250mm(平水年)和220mm(丰水年)灌水处理大于其他处理。(3)收获期各土层平均全盐量、碱化度、pH较播前分别下降10.37%、14.36%、3%。当灌水量为273mm,灌水次数为6次时,土壤全盐量、碱化度、p H下降幅度最大,较播前平均下降5.6%、40.8%和4.9%。(4)基于Cropwat模型模拟不同水文年型甜菜需水量介于588.7~703.6mm之间,不同水文年型耦合度为丰水年>平水年>枯水年>特枯水年。丰平枯及特枯水年的灌溉定额分别为233.4mm、267.4mm、320.2mm、463.3mm,灌水次数分别为6次、8次、10次和11次。在块根增长期-糖分积累期必须进行补充灌溉才能满足作物的需水要求。
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