黑河中游灌区春玉米农田蒸散过程及其特征研究

摘要

黑河流域是我国第二大内陆河流域，中游灌区经济总量大，水资源开发程度高，农业灌溉占用了大量的水资源。农田蒸散由作物蒸腾和棵间土壤蒸发组成，作为土壤-植物-大气系统水循环和水平衡的重要组成要素，对研究农田水分利用分配情况，合理制定灌溉计划，提高作物产量具有重要意义。本文利用涡度相关仪和包裹式茎流计实时监测春玉米农田蒸散变化过程和玉米中后期蒸腾的变化特征;利用微型蒸渗仪和IRGA—静态箱对棵间土壤蒸发变化特征进行测量;利用Li-6400便携式光合仪对玉米苗期叶片气体交换特征进行研究，获得的主要研究结果如下: 1、春玉米农田蒸散的时间变化特征 对春玉米各生育时期而言，日蒸散值为大喇叭口期＞拔节期＞抽雄-吐丝期＞蜡熟期＞灌浆期＞苗期＞完熟期;对月蒸散而言，6、7、8月田间蒸腾量高，为蒸散高峰期，5、9月蒸散量小，为低蒸散期;逐日蒸散波动峰值反映了受降水和灌溉影响下农田蒸散的变化特征;不同生育时期的蒸散日变化则表现出了农田蒸散在遵循周期性的前提下，不同生育时期蒸散的变化特征受作物生育阶段和环境因子的双重作用，大喇叭口期蒸散值最高，苗期和完熟期蒸散量最低。 2、作物蒸腾时间变化特征 春玉米生育中后期蒸腾变化的顺序为灌浆期＞抽雄吐丝期＞蜡熟期＞完熟期，变化趋势与蒸腾日际变化的趋势一致，均受叶面积指数的变化影响;春玉米不同生育时期蒸腾日变化遵循周期性的变化，且大喇叭口期与抽雄吐丝期日蒸腾值最高，其次为灌浆期、蜡熟期，完熟期最低;春玉米日蒸腾和田间日蒸散的变化趋势一致，从整个生育期看，田间耗水以作物蒸腾耗水为主。 3、棵间土壤蒸发时间变化特征 棵间蒸发占田间蒸散比例随叶面积指数的增加而降低，拔节前棵间蒸发占田间蒸散比例较大，之后逐渐下降，抽雄到灌浆期降到最低，灌浆后又有所上升;不同时期棵间土壤蒸发的日变化均为单峰曲线，棵间蒸发量为生长前期＞生长后期＞生长中期。 4、农田蒸散、作物蒸腾及土壤蒸发的环境控制机制 农田蒸散、作物蒸腾和土壤蒸发均与光舍有效辐射、大气温度、土壤温度和风速具有显著的正相关性，与空气相对湿度有显著的负相关性，这些因子相互作用、共同影响着农田蒸散发。气温和光合有效辐射是影响农田蒸散的主要因素，空气相对湿度最主要的限制因素。 5、不同大气水分条件下春玉米苗期叶片气体交换特征 与大气干旱条件相比，在灌溉后大气不干旱条件下，春玉米苗期叶片的光舍速率几乎没有变化;蒸腾速率在低光强下不干旱务件大于干旱条件，光强超过400μmol·m-2·s-1后干旱条件大于不干旱条件;大气干旱条件下的气孔导度小于不干旱条件下的，且随着光强的增大，两者的差异逐渐减小;大气干旱条件下的水分利用效率低于不干旱条件下的水分利用敢率。

目录

声明

符号及缩略词说明

摘要

前言

1 国内外研究现状

2 选题的目的、意义及技术路线

材料与方法

1 试验区基本概况

2 材料与方法

3 数据分析

结果与分析

1 春玉米农田生态系统蒸散特征及环境控制机制

1．1 基于涡度相关法测定的农田蒸散的季节变化特征

1．2 基于涡度相关法测定的农田蒸散的日蒸散变化特征

1．3 农田蒸散的环境控制机制

2 春玉米蒸腾特征

2．1 基于包裹式茎流计测定的春玉米生长中后期的长时段蒸腾特征

2．2 基于静态箱法和包裹式茎流计测定的春玉米短时段蒸腾特征

2．3 春玉米蒸腾的环境控制机制

2．4 春玉米作物蒸腾和棵间土壤蒸发与农田蒸散的关系

3 春玉米农田棵间土壤蒸发特征

3．1 基于微型蒸渗仪法测定的农田棵间土壤蒸发季节变化特征

3．2 基于静态箱法测定的农田棵间土壤蒸发日变化特征

3．3 农田棵间土壤蒸发的环境控制机制

4 不同大气水分条件下春玉米苗期叶片气体交换特征

4．1 不同大气水分条件下春玉米的光合速率

4．2 不同大气水分条件下春玉米的蒸腾速率

4．3 大气干旱对气孔导度的影响

4．4 水分利用效率对光强的响应

讨论

1 春玉米农田生态系统蒸散特征及环境控制机制

2 春玉米蒸腾变化特征

3 春玉米农田棵间土壤蒸发变化

4 不同大气水分条件下春玉米苗期叶片气体交换特征

结论

参考文献

导师组意见

致谢

作者简历

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