南疆地区无膜棉土壤水分运移模拟
棉花是一种重要的经济作物,与我们的生活息息相关。南疆地区是全国棉花的主要产区,然而南疆地区存在着水资源紧缺、土壤盐渍化严重、农业灌溉效率不高、农田地膜残留量大等问题,给棉花的种植带来了极大挑战。本文以无膜栽培棉花“中棉619”为研究对象,设置6个不同的灌水梯度,其中第3个灌水处理作为对照组,为南疆地区覆膜栽培棉花的常规灌水总量420mm,6个不同灌水处理设为W1～W6处理,分别为对照组灌水量的80%、90%、100%、110%、120%、130%。利用SWAP模型在田间尺度模拟“中棉619”在不同灌水梯度下的土壤水运移、分布以及产量情况,并对田间土壤水分分布特征、水分平衡进行分析,得出水分利用效率最高的灌水处理,以期为无膜棉未来的灌溉管理和南疆棉田节水灌溉提供理论依据。主要研究结果如下:（1）SWAP模型的校准与验证。利用2019年最低灌水处理W1和最高灌水处理W6中土壤含水率变动较明显的0～10cm、10～20cm、20～40cm、40～60cm四个土层深度数据和实测产量数据对SWAP模型进行校准,再利用2020年的最低灌水处理W1和最高灌水处理W6的0～10cm、10～20cm、20～40cm、40～60cm四个土层深度数据和实测产量数据对模型的模拟精度进行验证,结果表明:校准后的模型对“中棉619”的模拟精度较高,可以用来模拟南疆地区无膜棉的土壤水分运移。（2）对2020年的6个不同灌水处理进行模拟,分析棉田土壤水分运移规律。以2020年的田间实测数据为基础,利用校准后的SWAP模型对6个不同灌水处理下的“中棉619”生育期内的作物蒸腾量、土壤蒸发量、土壤储水量进行模拟。土壤储水量的峰值对应着每次灌水的日期,在无膜棉生育期内呈现增加后减少的趋势,W6的土壤储水量最大。棉花植株蒸腾量与土壤蒸发量日均最大值在蕾期,W6处理的腾发量高于前5个处理。通过对腾发量、土壤储水量、灌水和降水量数据的分析,可得出棉田土壤水分处于动态平衡的状态。在0～100cm的土壤中,表层土壤的含水率波动最大,中层土壤次之,深层土壤含水率较为稳定。（3）计算分析2020年棉田的的水分利用效率。利用产量数据和模拟的蒸发蒸腾量数据得出2020年“中棉619”的棉田水分利用效率,通过计算可得:2020年6个不同灌水处理中水分利用效率最高的处理为W5处理。因此,当灌水梯度为南疆地区有膜棉常规灌水量的120%,总灌水次数为10次,总灌水量为500mm时,棉田水分利用效率最高,棉花产量最高。
- 作者：
- 于晗
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2022年
- 导师姓名：
- 周保平
- 中图分类号：
- S562
- 关键词：
- 无膜栽培棉花；土壤水分运移；SWAP模型；数值模拟
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