利用HYDRUS-2D模拟膜下滴灌玉米农田深层土壤水分动态与根系吸水
2021-06-28丁运韬张体彬姬祥祥乔若楠
干旱地区农业研究 2021年3期
丁运韬,程 煜,张体彬,姬祥祥,乔若楠,冯 浩
(1. 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室,陕西 杨凌 712100;2. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西 杨凌 712100;3. 西北农林科技大学中国旱区节水研究院,陕西 杨凌 712100;4.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西 杨凌 712100)
河套灌区是我国最大的一首制灌区,玉米是灌区主要的粮食作物之一。保障河套灌区农业可持续发展对我国旱区农业生产甚至全国粮食安全意义重大。如今灌区内的灌水方式基本为地面灌溉,田间灌溉水利用效率低,并且灌溉水大量回补地下水[1],导致灌区地下水埋深浅,加之蒸发强烈,土壤盐渍化日益严重。
一般而言,地下水埋深较浅使得作物根层和深层土壤水分交互频繁,可以在一定程度上影响根系吸水和作物生长。有研究指出,在3—11月作物生长季河套灌区平均地下水埋深在1.5~2.5 m之间,地下水位受灌溉影响而季节性波动。特别是在10—11月份进行引黄秋浇后,地下水位显著抬升,灌区平均地下水埋深1.5 m[2]。根据杨建锋[3]等人的研究结果,在地下水埋深0.7~1.3 m条件下,地下水对玉米耗水量贡献率为15.7%。此外,Huo等[4]在2012年利用控制实验装置模拟不同地下水埋深,指出在地下水埋深为1.5 m时地下水贡献量占小麦全生育期耗水总量的29%。河套灌区地下水埋深受灌溉的影响在作物生育期波动明显,使得深层土壤水与上层根区的交互过程复杂,难以量化。而HYDRUS作为一款模拟变量饱和度情况下多孔介质中的水分和溶质运移的软件,可以较为准确地模拟非饱和带土壤水分运动状况及作物根系水系。……
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