玉米不同生育期茎秆流特征及其模型构建.pdf

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1、第27卷第1期1182011年1月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．1Jan．20ll玉米不同生育期茎秆流特征及其模型构建马波1，吴发启蝶，陈宇1，马瑶1，2(1．西北农林科技大学资源环境学院，杨凌712100；2．宁夏农林科学院荒漠化治理研究所，银川750002)摘要：为系统测定玉米不同生长阶段在不同降雨强度下的葶秆流量并建立简易实用模型，该研究以单株玉米(Zeamays)为对象，采用窜内人工模拟降雨的方法，系统测定不同降雨强度、不同测试阶段玉米植株的茎秆流量，分析了玉米茎秆流与叶面积和降雨强度的关系，并在此基础上进行了单株玉

2、米茎秆流模型构建的研究。结果表明：玉米在其全生育期内，茎秆流量占冠层上方降雨的44．55％；茎秆流量随叶面积、降雨强度增大呈现增加趋势，茎秆流率随叶面积增大呈增加趋势但是随降雨强度的变化不显著。通过分析其关系，构建了单株玉米茎秆流的理论模型、半经验模型和经验模型。经试验验证，3个模型都适用于估算玉米不同生长阶段的茎秆流量及茎秆流率，且达到预期的精度要求，并认为单株玉米的半经验模型在实际测量与应用中更为简便精确。该研究提出的玉米茎秆流模型可为研究玉米冠层对降雨及喷灌水分的空间分异、土壤水分运移及土壤侵蚀研究提供了计算方法，同时为玉米大田灌溉的水量平衡及水肥管理提供指导。

3、关键词：流量测定，降雨，模型，玉米，茎秆流，降雨强度，垂直投影面积doi．-10．3969／j．issn．1002—6819．2011．01．018中图分类号：S274．4文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)-o卜0118—06马波，吴发启，陈宇，等．玉米不同生育期茎秆流特征及其模型构建[J】．农业工程学报，2011，27(1)：118—123．MaBo，WuFaqi，ChertYu，eta1．Characteristicandmodelbuildingofstemflowofcornplantindifferentgrowthstages【J】．T

4、ransactionsoftheCSAE，2011，27(1)：118—123．(inChinesewithEnglishabstract)0引言作物冠层的拦截作用可使降雨或喷灌水的分布发生较大变化【1】。当降雨经过作物冠层，由于作物拦截，通常被分为4部分：穿透雨、茎秆流、冠层截留和冠层内蒸散发。其中茎秆流是降雨被作物冠层截留后由叶片汇集并沿植物茎秆向下流动最终进入根部土壤的那部分水量I玉引。有关作物冠层截留及茎秆流的研究，国外开展较早且己受到广泛关注【l,2,4-9]，但是国内该方面的研究开展相对较晚，其中针对玉米的研究较多[3,10-16】。刘海军等【171通过总

5、结分析认为，对于诸如小麦(Triticumaestivum)、玉米、甘蔗(Saccharumofficinarum)等狭长叶片的作物，降雨会经叶面截留后汇集到叶梗底部，并最终以茎秆为输水通道，使大部分水量主要分布于以茎秆底部为中心的土壤内。玉米因其特殊的植株结构，将降雨或喷灌水转化为茎秆流的能力更强【101。大量的研究表明，玉米是产生茎秆流能力较强的作物，可以将多达40％～50％的降雨或喷灌水量转化为茎秆流[3-4,6,8,101。此外，研究结果表明，玉米茎秆流对土壤侵蚀也有一定的影响。它一方面可消散部分降雨动能，一方面茎秆流顺作物茎秆流至地表也具有潜在的剥离和搬运能

6、力D,6dSl。但是这些主要针对玉米收稿日期：2010-04-22修订日期：2011-01-06基金项目：国家。973”重点基础研究项目(2007CIM07201．5)作者简介：马波(1982一)，男(回族)，陕西汉中人．主要从事黄土高原土壤侵蚀试验研究。杨凌西北农林科技大学资源环境学院，712loo．Email：mabo__916@126．corn．※通信作者：吴发启，教授，博士生导师，主要从事土壤侵蚀与水土保持研究．杨凌西北农林科技大学资源环境学院，712100．Email：wufaqi@263．net生长旺盛期进行的研究很难反映整个生长季内茎秆流的变化特征。玉米

7、生长季处于雨量充沛的春夏季节，有必要在玉米全生育期内研究茎秆流随叶面积及降雨强度的变化规律，探讨玉米作物冠层对降雨的再分配特征。多数研究丰要集中于玉米茎秆流量的观测及其环境效应等方面所做的研究，对于玉米植株的茎秆流模型研究目前也较少报道。最早有关作物植被的茎秆流模型是dcPloey(1982)tt91提出的，该模型适用于草本和林冠产生的茎秆流量的计算。此后为了更好的预测玉米植株的茎秆流量，vailElewijck(1989)【20】修正了此模型。但是在dePloey和vanElewijck的模型中，涉及的参数较多且计算较为复杂，其中如叶片倾角等参数值