双垄沟播喷灌垄-沟-膜孔界面水分汇流入渗特征与作物生理响应机制

Based on the relationship between water distribution, transmission and utilization of agricultural water saving and coupling cultivation technology. Based on the relationship of water use superposition and transmission after agricultural water-saving technologies and farming techniques coupled. On the basis of domestic and international research on theory and methods, carry out the research work by theoretical analysis combined with field experiment and use of crop cultivation, multi-disciplinary approach and principles irrigation science, soil science and farming, irrigation, soil water dynamics, insufficient irrigation theory.It is combined with water-saving irrigation technology, water-saving farming techniques, furrow technology and efficient use of water harvesting, as the starting point on landing in the water sprinkler in the ridge - ditch - the physiological response mechanism membrane pore interface bus Infiltration Law and crops.Research sprinkler water landing in the ridge - ditch the bus interface enrichment characteristics and its influencing factors, the amount of water collected in the planting furrow film hole infiltration characteristics and laws of the physiological response of crop roots adaptation of Ridge sowing sprinkler irrigation ditch, ridge sowing for sprinkler irrigation ditch regulation mechanism and efficient use of water.Comprehensive and systematic study of the conditions.under sprinkler irrigation ridge - ditch - enriched membrane pore interface characteristics and mechanism of infiltration of moisture convergence. Reveals the impact of agricultural water conservation and efficient use of farming technology coupled moisture and crop physiology, exploring ways to double furrow sowing improve water use efficiency in irrigation system.

基于农业节水技术与耕作技术耦合后水分传输与叠加利用关系。在国内外相关研究理论与方法的基础上，以水文、气象、土壤水分、节水技术等数据为基础，运用作物栽培学、农田水利学、土壤与农作学、节水灌溉、土壤水动力学、非充分灌溉理论等多学科方法和原理，采取理论分析、田间试验融合发展相结合的技术路线开展研究工作。将节水灌溉技术、节水耕作技术、垄沟集水高效利用技术相结合，以喷灌落地水分在垄-沟-膜孔界面的汇流入渗规律和作物对的生理响应机制为切入点，研究喷灌落地水量在垄-沟界面汇流富集特征及其影响因素、垄沟集流水量在种植膜孔入渗特征与规律、作物根系对适应垄作沟播喷灌的生理响应、垄作沟播喷灌对灌溉水的调控机理与高效利用。全面、系统地研究喷灌条件下垄-沟-膜孔界面对水分汇流富集特征与入渗机理，揭示农业节水与耕作技术耦合水分高效利用和作物生理的影响，探索提高双垄沟播喷灌系统水分利用效率的途径。

本研究将双垄沟播栽培技术与喷灌节水技术相耦合，全面、系统地研究喷灌条件下垄-沟-膜孔界面对水分汇流富集特征与入渗机理，对完善土壤-作物-大气连续体科学理论，探讨大气、作物、土壤之间水量平衡与有效利用具有一定的科学意义和应用价值，取得了以下主要研究成果。.（1）通过油葵不同株高、冠幅情况下喷灌水量在垄-沟界面的汇流特征，研究得出了垄作沟播喷灌条件下灌溉水量在冠层截留、茎秆下流、飘移损失、棵间蒸发、垄沟收集等方面的分配规律。.（2）根据双垄沟播技术参数及覆盖特点，计算了垄-沟径流量，分析了垄沟种植及不同喷灌强度对喷灌水量径流效率与产流特征的影响。.（3）通过与常规覆膜平作喷灌土壤水分变化情况对比分析，提出作物不同生育期喷灌水量在垄-沟界面的汇流规律、特征及影响因素，分析了垄沟种植对喷灌水量在入渗、叠加利用、减少损失方面的有效调控机理。.（4）通过连续观测喷灌水量经过油葵冠层截留、棵间蒸发、水面蒸发等消耗后通过种植膜孔入渗到土壤中的水量，分析了垄沟集水经作物种植膜孔入渗后土壤水分扩散及湿润体变化过程，并对生育期土壤水分动态、灌水均匀度进行了分析，提出了改善双垄沟播喷灌灌水质量的措施与技术方案。 .（5）利用 HYDRUS-2D/3D 模型模拟了垄作沟播喷灌条件下土壤水运动规律，并与实测值进行比较，提出了垄作沟播喷灌的灌溉水分运移过程与入渗规律。.（6）通过与平膜喷灌栽培条件下油葵根系分布特征进行对比分析，得出了在垄作沟播喷灌条件下根系垂直分布特性，根系垂直分布、水平分布及随生育期的变化规律和根重密度在土壤剖面上的变化。.（7）应用土壤水动力学原理推求作物根系吸水速率，分析了生育期内根系吸水速率在土壤剖面上的变化规律，在现有模型参数修正基础上建立了油葵垄作沟播喷灌条件下的根系吸水模型。.（8）通过测定油葵土壤水分变化动态，地温全生育期变化规律，分析了油葵对水热需求的变化过程，并从油葵株高、茎粗、叶面积、干物质积累与分配、光合生理特性指标、耗水量、产量效应、水分利用效率与种植效益等方面研究了双垄沟播喷灌水分高效利用机制，提出适宜的双垄沟播喷灌系统水分高效利用机理与模式。.（9）通过分析垄作沟播喷灌条件下环境温度、环境湿度、冠层温度、不同深度地温变化特征等指标的对比分析，得出了改善及调节机制油葵生长环境的垄作沟播喷灌技术参数、种植模式与灌水模式及油葵生理响应及水分高效利用机制。