宁夏引黄灌区结构节水型农作制研究

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1、宁夏大学硕士学位论文宁夏引黄灌区结构节水型农作制研究姓名：马文礼申请学位级别：硕士专业：作物栽培与耕作学指导教师：许强20050401摘要本研究通过选取小麦、玉米、马铃薯、油葵、胡麻五种作物，在相应的种植方式下，进行不同灌溉水平的定点定位试验，对宁夏引黄灌区不同作物及种植模式的耗水及水分利用效率进行研究，在此基础上选择节水型作物和它们的组合模式，结合区域调查进行作物种植结构优化调整．研究综合考虑了灌区水资源的供需平衡，实现生态、经济、社会三大效益的协调统一。并在此基础上建立起宁夏引黄灌区作物及种植模式多目标优化模型，并对优化结果进行了评价．1不同灌溉水平的定点定位试验于2003--2004年

2、在宁夏大学农学院试验场进行，对小麦一青贮玉米、单作玉米、单作马铃薯、单作油葵、单作胡麻、春小麦／玉米六种种植方式进行了不同灌溉水平的试验处理，通过试验对作物生育期的灌水量、灌溉次数、耗水量、产量水分利用状况等进行分析，找出每种作物及相应种植制度下的最优灌溉模式。1．1试验结果表明灌溉水平对春小麦、胡麻生育期影响较为明显，灌水过少，会引起生长进程加快而早熟，而灌水过多又会引起营养生长过旺而引起贪青晚熟，灌水过多会缩短马铃暮的生育期。各作物的叶面积和生物量变化随灌水水平的不同而不同，但各作物基本上是生育前中期，灌溉量越大，叶面积增长量和干物质累积总量越大，累积速度也越快，到生育后期，高茬水量的处

3、理于物质累积速度明显下降．1．2不同灌溉水平对各作物及其相应种植方式下的耗水组成比例的影响很大。随灌溉量的增加，灌溉量占总耗水量的比例呈直线上升，而土壤供水和降水占总耗水量的比例则是直线下降的．作物各个生育期的耗水模系数随灌溉水平也有所变化。在本试验的条件下．总体上看，春小麦耗水最大时期是在拔节-抽穗阶段，耗水模系数达到了34．5—48．8％，其次是抽穆．灌浆和灌浆．成熟阶段；玉米耗水最大时期是在拔节．大喇叭口期，达到了32．7％一46．5％，除了苗期灌水的处理外．其他处理播种．拔节阶段耗水模系数最小；马铃薯最大耗水时期是在块茎形成期，最高达到60％以上，其次是块茎增长期：油葵在苗期和现蕾期

4、耗水最多，而开花期和结实期则相对较少。灌水的处理苗期和现营期的耗水系数达到31．5％—-42％．一定量的灌水可以提高油葵生长中期的耗水量，现蓍期尤为明显；胡麻在现蕾到开花阶段耗水虽多，而苗期和结实期则相对较少。1．3灌溉水平对作物的产量和产值均有不同程度的影响，各作物单作条件下，产量随灌水量增加呈抛物线变化。试验结果表明，单作春小麦在灌溉定额为4950m3．hm-2时产量最高，达到了7916砖．hm-2。春小麦一青贮玉米种植方式下青贮玉米的产量受春小麦灌溉情况较大，在青贮玉米拔节初期补充灌溉900m3．}∞‘水，青贮玉米生物产量最高达51434l嚯hm4。单作玉米灌水定额为3150m3．1u

5、n"2产量最高，达13252kg．hm‘。春小麦压米灌溉水平达到8100n13．hm‘的产量最高，小麦为4820kg．hm"2，玉米为9938kg．hm～。试验中，马铃薯在块茎形成初期灌一水的产量最高，达到了52445kg．tun。．不灌水和灌四水的产量最低。油葵的产量在灌一水、灌溉量为1050m3．hm。时的产量最高，达4186kg．hm‘，灌四水的产量最低。胡麻在灌两水、灌溉定额为2400m3．hm。时的产量最高，达到2540kg．hm"2。1．4各作物在不同灌溉水平下的产值变化与产量变化趋势基本相同，但作物之间在产值之间有较大的差异。试验结果表明．单作春小麦．青贮玉米、单作马铃薯、春小

6、麦／玉米的产值相对较高，在各作物产量最高时的产值单作春小麦．青贮玉米最高，其次为单作马铃薯和春小麦／玉米，单作油葵、单作胡麻最低．1．5本文通过根据定位试验的结果对各作物的灌溉定额与产量进行-j,-_-次曲线拟合，求解了产量最高时的灌溉定额及最高产量．并通过边际产量和边际产值的分析预测了各作物节水灌溉制度下的灌溉定额参数。各作物的经济灌溉定额的上限分别为春小麦3423m3．hm‘、玉米3100m3，Inno、马铃薯2093m3．hmo、油葵1091m’．hm～、胡麻2264m’．hm一．1．6各作物的癯溉水WUE随灌溉定额的增加而增加，说明产量对灌水的依赖性根强．在各作物的不同灌溉水平下，只

7、灌一水的IEUE是最高的。其中马铃薯只灌一水的IEUE最高，比其它作物的IEUE最高水平高约30*／0，随着灌水量的增加，各作物的IEUE是逐步下降的．在各作物产量达到最高时．马铃薯的IEUE是最高的，比春小麦和玉米分别高590／,,和55*／,，比油葵和胡麻分别高38％、44％。2．通过定位试验的数据和调查数据建立了宁夏引黄灌区种植业主体结构线性规划模型．并应用DPS软件对进行了线性优化。未来15年的种植业