冬小麦生育期地下水补给量表征及水位阈值试验研究 - 薛歆; 蔡甲冰; 于颖多; 张宝忠; 韩延安 (农业工程学报, 2024)
S274%S513; 作物生育期地下水补给量精量表征可准确量化灌区农田地下水的利用情况,对促进地下水资源合理使用及区域农业生产可持续发展具有重要的意义.为构建冬小麦生育期地下水补给量估算模型,探究冬小麦各生育期地下水水位临界埋深和适宜阈值,该研究通过群集式蒸渗仪开展不同地下水水位和不同灌溉处理下的冬小麦生长过程试验观测,利用率定和校核后的AquaCrop模型模拟了不同灌溉制度和地下水位埋深情景下的冬小麦生长发育和土壤水分动态变化过程.结果表明:1)不同处理冬小麦土壤含水率、冠层覆盖度、生物量和产量模拟值与实测值之间统计参数可同时达到决定系数不小于 0.8、相对误差和标准化均方根误差均小于 16%,可见AquaCrop模型能较好模拟冬小麦生长发育过程.2)利用校核后的AquaCrop模型模拟了 52种不同灌溉处理和地下水位情景下冬小麦生长过程,构建了冬小麦生育期土壤储水量—地下水补给强度和地下水位埋深—土壤储水量的非线性回归方程;将地下水补给强度计算值与田间实测值对比验证,决定系数均在 0.873及以上、相对误差不大于 9.22%、均方根误差不大于 0.316 mm/d、标准化均方根误差不大于11.89%.3)通过联立冬小麦生育期土壤储水量—地下水补给强度和地下水位埋深—土壤储水量的非线性回归方程,得到不同灌溉处理下冬小麦各生育期地下水水位临界埋深,可知灌溉越少地下水补给需求越强烈,临界埋深越深;分析52种模拟情景下冬小麦产量与地下水水位埋深之间的关系,可知其适宜生长的最优埋深阈值为 2.0～2.5 m,此时冬小麦非充分灌溉处理(返青水+灌浆水)产量和水分利用效率均达到最优,分别为 8.848 t/hm2 和 2.18～2.43 kg/m3.研究结果可为准确评估农田地下水贡献量以及精量灌溉决策与管理提供技术支撑.