《稻田灌溉排水耦合機理及其生態效應》是依託河海大學，由彭世彰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：稻田灌溉排水耦合機理及其生態效應
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：彭世彰
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
農田灌溉排水聯合調控及其作物生理生長回響機理與農田氮磷遷移規律的研究，是目前國內外農田水管理的熱點。尤其是稻田節水高產控污減排的灌排模式已成為高效用水和改善農田生態的關鍵技術。本項目採用蒸滲儀試驗實現稻田土壤含水率和地下水位的聯合調控，通過稻田水平衡監測、作物生理與群體生長的動態監測，揭示水稻需水規律、生理生態變化及其回響機理。監測氮素在土壤和土壤水中的分布特徵、氨揮發損失特徵、淋溶損失特徵、植株吸收與分布特徵，闡明灌排耦合對稻田水氮遷移轉化的影響規律，並建立稻田水氮遷移轉化模型。在此基礎上，形成以節水高產減污為目的灌溉排水耦合調控理論與技術。預期成果對於稻田灌排綜合管理實現田間水分高效利用和污染物減排具有重要的理論意義與實用價值。
結題摘要
按照計畫任務書認真開展了各項內容的研究工作，全面完成了各項任務。隨著我國水稻節水灌溉技術的不斷成熟，稻田出現長時間的無水層狀態，使得基於田間地下水位調控的旱地控制排水技術能夠直接套用於節水灌溉稻田。本項目將“耦合調控”的理念引入稻田水管理，綜合調控稻田土壤含水率及地下水埋深，分析了灌排耦合調控稻田水氮遷移與損失特徵，揭示了節水灌溉與控制排水的耦合機理，探討並確定了適宜的稻田灌排耦合調控模式及控制指標。主要結論如下：1、灌排耦合調控在大幅減少稻田地下排水量的同時，顯著增加稻田地下水利用量。與常規灌排稻田相比，灌排耦合調控稻田地下排水量減少34.4%～66.5%，稻田地下水利用量增加253.1mm。2、改進後的胡勾浩特公式適用於灌排耦合調控稻田地下排水量的模擬，指數和乘冪公式分別適用於稻田地下水位高於和低於排水控制限時稻田地下水利用量的計算。根據作物係數實測值和灌溉發生時間修正的分段雙值作物係數能夠較好反映灌排耦合調控下作物係數的變化過程，有效提高水稻蒸發蒸騰量的模擬精度。3、灌排耦合調控稻田灌溉水量與水稻蒸發蒸騰量顯著減少，與常規灌排稻田相比，灌排耦合調控稻田灌溉水量與水稻蒸發蒸騰量平均減少36.5%與22.4%。4、灌排耦合調控稻田土壤溶液中TN和NH4+–N濃度在剖面上呈現表層大、底層小的特徵，NO3−–N濃度隨土壤深度的增加呈現逐漸增加的趨勢。稻田排水控制限的提高增加了表層土壤溶液中TN和NH4+–N濃度，同時NO3−–N濃度出現下降趨勢。5、灌排耦合調控稻田氮素淋失量較常規灌排稻田顯著減少48.2%，稻田地下排水量的顯著減少是稻田氮素淋失量減少的主要原因。6、灌排耦合調控下，隨稻田排水控制限的提高，稻田氨揮發通量降低，稻田氨揮發損失量顯著減少。灌排耦合調控稻田氨揮發通量平均較常規灌排稻田降低19.6%，稻田氨揮發損失量較常規灌排稻田減少14.1%。7、綜合考量稻田灌溉水生產效率和氮素損失率，確定滿足節水減排需求的灌排耦合調控模式，即在採用控制灌溉模式的基礎上，適當提高稻田排水控制限。灌排耦合調控稻田水分生產效率YWUTET和YWUTIR分別較常規灌排稻田顯著增加26.0%和55.9%，稻田氮素損失量平均較常規灌排稻田下降19.6%。研究結果對於實現稻田水分高效利用和控污減排具有重要的理論意義與實用價值。
