間套作系統(tǒng)是一種集約化種植模式,可作為農(nóng)業(yè)應對耕地減少、土地退化和氣候變化的策略,愈加受到廣泛關注。半干旱半濕潤區(qū),雨養(yǎng)和補充性灌溉下間套作系統(tǒng)的水分消耗和生產(chǎn)力亟待進一步研究。本研究采用大田試驗與理論分析相結(jié)合的方法,基于小麥/玉米套作系統(tǒng)根系特征(根系生長和根系分布)、水分消耗特征(土壤水分、蒸發(fā)蒸騰、水分運移、植物莖流)和水分消耗評估,以期闡明半干旱半濕潤地區(qū)間套作系統(tǒng)在雨養(yǎng)和補充性灌溉條件下生產(chǎn)力和耗水優(yōu)勢的內(nèi)在機理。基于耗水時間一致性,兼顧生態(tài)效益,對間套作系統(tǒng)耗水評價指標進行優(yōu)化,使其能更客觀精確地評價間套作系統(tǒng)的耗水特性,更適用于休耕等農(nóng)業(yè)新形勢。主要結(jié)論如下:(1)明晰了雨養(yǎng)和補充性灌溉條件下根系的生長分布特征及水分競爭關系。雨養(yǎng)條件下,套作小麥根系生長和空間分布均被促進,總根長顯著增加,根系呈明顯不對稱分布,保證了小麥可以獲得更多的水分;套作玉米根系分布在水平和垂直方向上均被抑制,且在小麥收獲后無顯著恢復,其水分利用范圍和能力嚴重受限。補充性灌溉條件下,套作小麥根系側(cè)向分布不明顯;小麥收獲后,玉米根系恢復生長被促進,總根長顯著增加,根系在水平方向明顯增加,提高了玉米水分...

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖2-1小麥/玉米套作系統(tǒng)生育期內(nèi)兩年月降水(P)與月平均氣溫(T)2014-2015年和2015-2016

本試驗位于中國陜西省西北農(nóng)林科技大學旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院(北緯34°20"N,東經(jīng)108°04"E,海拔521米)。該地屬于渭河階地,地形平整,試驗地附近沒有河流,地下水埋深大于30米。本地屬于半濕潤偏旱型氣候,年平均氣溫12.9℃(年平均最高溫度19.6℃,平均年最低溫度9.2℃....

圖2-2 2014-2015年和2015-2016年試驗期間參考蒸散發(fā)量(ET0)日變化

式中,ET0為參考作物蒸發(fā)蒸騰量(mmday-1);Rn為作物表面的凈輻射量,(MJm-2·day-1);G為土壤熱通量,(MJm-2·day-1);γ為干濕表常數(shù),kPa℃-1;T為2m高度平均氣溫,℃;u2為2m高度平均風速,ms-1;es為飽和水汽壓,kPa;ea為....

圖2-3技術路線圖

本研究以小麥/玉米套作為研究對象,開展大田試驗,探究小麥/玉米套作系統(tǒng)的水分消耗過程,研究地下根水關系和地上蒸散發(fā)特征,以期為小麥/玉米套作系統(tǒng)時空優(yōu)化提供理論依據(jù),為間套作系統(tǒng)田間水分管理等提供技術支撐。本研究的技術路線如圖2-3所示。2.4實驗設計

圖2-4試驗布設及土壤水分和根系采樣點分布示意圖

土壤采取機械翻耕,平整土地,分為24塊。每個小區(qū)寬5米,長10.5米(含田壟寬度)。小麥行距為20cm,玉米行距為50cm,株距為30cm,麥玉行距為30cm。單作小麥的密度為600株/平米,玉米的密度為6.7株/平米。每個套作帶幅有8行小麥(“小麥條帶”寬度為160c....

本文編號：4047941