(一)低盐分棉田模拟及制度优化
将低盐分棉田在在灌溉定额3600m3/hm2条件下,灌水次数12次,以上表中处理1生育期各阶段灌水量输入模型,模拟生育期土壤在40cm处盐分变化情况。
图12-19 土壤盐分模拟值与实测值对比
(a)滴头;(b)行间(距滴头35cm)
由图12-20可以看出,以含盐率0.5%作为棉花耐盐标准,在生育期7月25日—8月25日棉花根区40cm处达到了棉花的耐盐标准,这是由于气温升高,土壤蒸发和棉花蒸腾到达生育期最高峰,土壤盐分同时受到根区水分蒸腾和土壤水分蒸发作用,盐分浓度升高。在图12-20可以看到棉花连续最长盐分胁迫天数为4d,累计盐分胁迫天数13d。这说明棉花受到盐分胁迫,会对棉花的生长指标和营养指标造成影响,从而导致棉花减产。
图12-20 低盐分棉田为3600m3/hm2常规滴灌盐分动态变化图
通过分析土壤盐分动态变化图12-21,在不改变棉花总的灌水量和保证棉花的耐盐标准的前提下,通过调节各生育期的配水比例,达到优化制度。从常规盐分动态图中,可以发现在棉花蕾期,灌水比例较大,根区土壤盐分较小,也适当的减小蕾期的灌水比例,同时也有利于棉花的生长。在铃期时,配水比例较小,土壤蒸发和棉花蒸腾速度较快,盐分呈增长趋势,加大铃期配水比例,以控制土壤盐分。吐絮期,温度下降,蒸发和蒸腾都在减小,可以适当减小灌水量。通过分析见表12-9,将表中的优化的方案输入到模型中。
图12-21 低盐分棉田为3600m3/hm2优化后滴灌盐分动态变化图
表12-9 低盐分棉田为3600m3/hm2优化后灌溉制度
经过优化后模型,在整个生育期棉花受盐分胁迫没有超过连续2d,尤其是棉花生长的关键时期铃期,这说明调整灌水比例后,土壤盐分基本控制在0.5%,保证作物的正常生长。同时说明,低盐分棉田在灌溉水量为3600m3/hm2时,通过调控生育期的灌水比例,控制由土壤蒸发和作物蒸腾引起盐分变化与灌水制度,提高灌水利用率,也保证作物不受盐害。(www.daowen.com)
(二)高盐分棉田模拟及制度优化
将高盐分棉田在在灌溉定额4500m3/hm2条件下,灌水次数12次,以上表中处理2生育期各阶段灌水量输入模型,模拟生育期土壤在30cm处盐分变化情况。
由图12-22可以看出,在棉花花铃期,根区30cm处盐分超过棉花的耐盐指标,并且在连续的4个灌水周期盐分均达到棉花耐盐临界值,棉花连续最长盐分胁迫天数为3d,累计盐分胁迫天数12d。
通过分析土壤盐分动态变化图12-23可以看出,在整个生育期每次灌水后,盐分均在下次灌水前到达临界值,尤其在8月的4次灌水,每次灌水后期2~3d,盐分均超过棉花耐盐临界值,说明仅仅调整每次的灌水量,不能到达控制土壤盐分的目的。在总灌水量不变的前提下,调整每次的配水方案。在第一次灌水时,应加大灌水比例,高盐分棉田在苗期没有进行灌水,盐分在上层土壤聚集,水量较小,40cm处盐分淋洗效果较差。棉花的花铃期缩短灌水周期,从之前的8d灌一次,调整到6d灌一次水,每次灌水定额有所减少。通过分析见表12-10,将表中的优化的方案输入到模型中。
图12-22 高盐分棉田为4500m3/hm2常规滴灌盐分动态变化图
图12-23 高盐分棉田为4500m3/hm2优化后滴灌盐分动态变化图
表12-10 高盐分棉田为4500m3/hm2优化后灌溉制度
模型优化后,在整个生育期棉花受盐分胁迫没有超过连续2d,累积盐分胁迫天数3d,尤其在棉花生长的关键时期铃期盐分均控制在0.5%,这说明调整灌水分配比例和灌水周期,土壤盐分基本控制在0.5%,保证作物的正常生长,同时说明对于高盐分棉田在花铃期,适合高频灌水。高盐分棉田在灌溉水量为4500m3/hm2时,通过调控生育期的灌水比例和灌水周期,提高灌水利用率。
根据上述模型优化,以低盐分灌溉定额3600m3/hm2和高盐分灌溉定额4500m3/hm2为例,分析在灌水定额不变的前提下,调节配水比例的灌水周期已达到控制盐分。采用上述方法,对表12-7的模拟方案进行模拟,结果见表12-11。发现在低盐分棉田在灌水定额为3600m3/hm2时进行优化后可以保证棉花的正常生长。中盐分棉田在灌溉定额为3600m3/hm2时进行优化后,盐分胁迫天数累计依然达到10d,说明灌水总额较小,即使调整配水比例和灌水周期依然无法保证棉花不受盐害。而中盐分棉田灌溉定额在4500m3/hm2时完全可以控制棉花的盐分含量,建议可以适当将灌溉定额减小。高盐分棉田在灌溉定额4500m3/hm2进行优化后,即可满足作物不受盐分胁迫。
表12-11 不同盐分膜下滴灌灌溉制度模拟结果
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