農(nóng)田水分高效利用理論與管理技術(shù)研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)水資源是一個(gè)相互配合、彼此依存的耦合系統(tǒng)。只有調(diào)節(jié)好農(nóng)業(yè)水資源系統(tǒng)內(nèi)部的土壤—水分—肥料—空氣和作物生長(zhǎng)之間的關(guān)系，使之處于最佳狀態(tài)，才能最大限度地挖掘資源系統(tǒng)內(nèi)在的潛力，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)水資源的效益，減少外部資源的投入，獲得低投入、高產(chǎn)出的效果，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、高效的目標(biāo)。 土壤—植物—大氣連續(xù)體(Soil-Plant-AtmosphereContinuum，簡(jiǎn)稱SPAC)中水分運(yùn)移、轉(zhuǎn)化規(guī)律是現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)研究的基本

2、問題，它與節(jié)水灌溉技術(shù)結(jié)合起來構(gòu)成節(jié)水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高效用水調(diào)控的基本途徑。通過實(shí)驗(yàn)研究分析田間作物水分利用受大氣和土壤水分能量條件制約的諸多因素、追蹤田間水分在各個(gè)子系統(tǒng)中的運(yùn)行過程、探明其驅(qū)動(dòng)因子與節(jié)制水分的機(jī)理、尋求調(diào)控過程的途徑和措施，在節(jié)水農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐中具有重要的理論和實(shí)踐意義，已逐漸成為水利、農(nóng)業(yè)、土壤以及環(huán)境等學(xué)科共同關(guān)心的重要研究方向，越來越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。本文通過田間及模擬試驗(yàn)，著重從下列幾個(gè)方面，系統(tǒng)地

3、開展農(nóng)田水分高效利用與管理的相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了較為系統(tǒng)深入的研究。 提出了精確灌溉的概念，構(gòu)建了精確灌溉技術(shù)體系及技術(shù)支持系統(tǒng)；利用遺傳算法，建立了節(jié)水灌溉稻田土壤墑情預(yù)報(bào)的門限自回歸確定性模型，克服了現(xiàn)有模型不穩(wěn)定、精度較低的缺點(diǎn)，為灌溉預(yù)報(bào)、節(jié)水灌溉制度制定奠定了基礎(chǔ)；開發(fā)了形成“采集—傳輸—處理—反饋—控制”信息網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田水分高效利用管理決策支持系統(tǒng)(FWMDSS)，該系統(tǒng)做到了全自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、全自動(dòng)決策分析、全

4、自動(dòng)調(diào)控操作，可實(shí)施科學(xué)的農(nóng)田水分管理；依據(jù)信息熵原理，進(jìn)行節(jié)水灌溉稻田中土壤大孔隙空間結(jié)構(gòu)分布的不確定性分析，在此基礎(chǔ)上建立的農(nóng)田非飽和土壤水分特征曲線和土壤水力傳導(dǎo)度模型模擬和預(yù)測(cè)精度均得到了顯著地改善；通過田間試驗(yàn)，對(duì)水稻作物生長(zhǎng)特性、產(chǎn)量信息的空間變異性及其相關(guān)性進(jìn)行定量化分析，明確了水稻生長(zhǎng)信息的區(qū)域化變量特征、空間結(jié)構(gòu)特征以及產(chǎn)量形成的變異規(guī)律，為有針對(duì)性地調(diào)控生理性狀進(jìn)而獲得水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)；通過田間小區(qū)試驗(yàn)、網(wǎng)