寧夏中部干旱帶紫花苜蓿灌溉制度研究.pdf

1、隨著人口的急劇增加、社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，水資源日益緊缺，農(nóng)業(yè)灌溉用水不足，如何將有限的灌溉水在作物生育期優(yōu)化配置，使灌溉水效益最高，已經(jīng)成為農(nóng)田灌溉領(lǐng)域研究的熱點。在此背景下，本文在寧夏鹽池縣進行紫花苜蓿非充分灌溉試驗，主要研究了不同灌溉水平下，紫花苜蓿對水分脅迫的敏感反應(yīng)、各個生育階段的敏感程度，求解適合于當(dāng)?shù)刈匣ㄜ俎５乃稚a(chǎn)函數(shù)，以尋求適宜的灌溉制度和最佳管理策略，對充分利用有限的水資源，調(diào)節(jié)土壤水分狀況以及提高產(chǎn)量都具有重要的意

2、義，同時也為寧夏中部地區(qū)紫花苜蓿生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支撐。獲得以下主要結(jié)論：
　　 (1)不灌溉的處理的總耗水量顯著低于不同灌溉量的處理，但不灌溉更能充分發(fā)揮降水和土壤貯存水的作用。土壤貯水消耗量占總耗水量百分率受灌溉量的影響較降水量要大，通過改變灌溉量可以有效調(diào)節(jié)苜蓿對土壤貯水的吸收利用。各個處理0-120cm土層土壤體積含水量隨著灌溉量的增加而增大，120-200cm土層土壤體積含水量和灌溉量相關(guān)性很差。
　　

3、 (2)在整個生育期中，各處理紫花苜蓿葉面積從返青期到分枝期增長幅度最大，之后增幅較小。不同灌溉處理對紫花苜蓿各個生育期小葉面積影響不同，在返青期和分枝期各處理間不存在差異，而現(xiàn)蕾期以后才有顯著差異。灌溉量過大(210mm)和水分虧缺一樣，也會抑止苜蓿葉面積生長。各灌溉處理紫花苜蓿植株高度在返青期不存在差異，從分枝期以后各處理間有了顯著差異。隨著灌溉量的增多，苜蓿植株高度增加。各灌溉處理紫花苜蓿莖葉比在全生育期均存在顯著差異。整個生育期

4、來看，情況不盡相同。相同灌溉量、不同灌溉次數(shù)(G2、G3處理)將對莖葉比在各個生育期產(chǎn)生顯著差異。不灌水處理的葉莖比最高。
　　 (3)灌溉量高的處理不一定能達到高的產(chǎn)量，而不灌溉(G0處理)和灌溉量少的處理(G1處理)的產(chǎn)量則顯著低于其他處理。灌溉量超過175mm和低于100mm的處理對苜蓿產(chǎn)量的形成產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。灌溉量均為100mm的G2和G3處理，G3的產(chǎn)量要高于G227.37％，灌溉175mm的G5處理產(chǎn)量最高，但是和G3

5、處理沒有顯著差異。各處理間產(chǎn)量水分利用效率和灌溉利用效率均以G3最高，分別高于G537.72％和64.76％。
　　 (4)根據(jù)所建立的Jensen水分生產(chǎn)函數(shù)模型，用動態(tài)規(guī)劃的方法并借助于Matlab軟件的優(yōu)化工具箱對灌水制度進行了優(yōu)化計算，結(jié)果表明采用Matlab軟件的優(yōu)化工具求解動態(tài)規(guī)劃是一個很好的嘗試和方法。利用動態(tài)規(guī)劃原理，制定出紫花苜蓿優(yōu)化灌溉制度，以便于把有限的水量灌在紫花苜蓿對水分虧缺最敏感的時期，進而節(jié)約用水和

6、獲得相對較高的產(chǎn)量。選擇追求最大產(chǎn)量的灌溉制度：解得當(dāng)最大產(chǎn)量(14073kg·hm-2)時的灌溉量為203.68mm。選擇追求最高產(chǎn)量水分利用效率：灌溉量在0-250mm的范圍內(nèi)的產(chǎn)量水分利用效率最大值49.53kg·hm-2·mm-1所對應(yīng)的灌溉量為80.87mm。選擇追求最高灌溉利用效率：灌溉量在0-250mm的范圍內(nèi)的灌溉利用效率最大值119.01kg·hm-2·mm-1所對應(yīng)的灌溉量為118.65mm。
　　 (5)在

7、當(dāng)?shù)貤l件下，各個處理中灌溉成本隨著灌溉量升高而增加，種植苜蓿經(jīng)濟效益也隨著灌溉量升高而增加，當(dāng)灌溉量增加到一定值時，產(chǎn)量反而出現(xiàn)下降趨勢，該地區(qū)種植苜蓿要想有效益，其用水量應(yīng)介于578.99m3/hm2-1771.01m3/hm2這一區(qū)間。當(dāng)邊際效益等于邊際成本時，即苜蓿灌溉的凈收益最大，最大凈收益分別為：1517.82元/hm2、2787.33元/hm2，此時的灌溉量分別為：629.36m3(苜蓿產(chǎn)量為9822.22 kg·hm-2)