| 我国在喷灌节水增产机理和生态环境效应方面的研究取得突破性进展 |
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关键字：生态环境
时间: 2004-04-06 点击率: 1150376 |
| 摘 要： 针对我国日益突出的水资源紧缺问题，从节水农业发展的国家战略需求出发，中国科学院地理科学与资源研究所国家杰出青年科学基金获得者、中国科学院“百人计划”康跃虎研究员的研究小组在国家杰出青年科学基金的支持下，以冬小麦为研究对象，就喷灌的节水增产机理和生态环境效应进行了三年的综合研究，取得了突破性进展，发现了一些重要规律和过程 |
针对我国日益突出的水资源紧缺问题，从节水农业发展的国家战略需求出发，中国科学院地理科学与资源研究所国家杰出青年科学基金获得者、中国科学院“百人计划”康跃虎研究员的研究小组在国家杰出青年科学基金的支持下，以冬小麦为研究对象，就喷灌的节水增产机理和生态环境效应进行了三年的综合研究，取得了突破性进展，发现了一些重要规律和过程：
（1）冠层截留与叶面积指数和冠层高度呈很好线形关系，随叶面积指数和作物高度的增加而增加；与雨滴大小呈很好的指数关系，随雨滴增大而减小；与风速平方呈线形关系，随风速增大而减少；冠层截留不受喷灌强度的影响。喷灌过程中，冬小麦的冠层截留最大值为1mm左右，占每次灌水量的1~3％，而不是通常所报告的25％以上，可以忽略不计。
（2）喷灌条件下近地面空气温度比地面灌溉条件下低，空气湿度大，温度梯度大幅度减小，下垫面及冠层内不同高度的蒸发能力、棵间蒸发量及冬小麦的腾发量均小于地面灌溉，而且这些影响不只出现在喷灌过程中，在喷灌的整个生育期都存在。干旱少雨年份，这些影响尤为显著。
（3）从分蘖期至成熟期，喷灌条件下Rubisco酶活性和叶绿素含量均高于地面灌溉，在完熟期Rubisco酶的活性甚至高出地面灌溉约3倍，说明喷灌条件下冬小麦的光合作用比地面灌溉条件下强。喷灌条件下冬小麦无效分蘖少，前期叶面积指数接近或小于地面灌溉，后期高于地面灌溉，旗叶的衰老慢。不同粒位籽粒的起始生长势明显提高，籽粒的最大灌浆速率和平均灌浆速率均增大。
（4）喷灌灌水均匀度高，灌溉深度得到高度控制，没有明显的深层渗漏，在华北地区可节约灌溉水25％以上。无论干旱少雨年份还是湿润多雨年份，喷灌都能为冬小麦提供良好的生长环境，保证高产稳产。在华北地区冬小麦的水分利用效率可始终维持在1.5kg/m3左右，比地面灌溉高0.5kg/m3左右。
（5）喷灌条件下硝态氮浓度峰值迁移较地面灌溉条件下慢，前期集中在表层，后期浓度峰值迁移到20cm左右，主要分布在40cm以上，而地面灌溉条件下硝态氮主要分布在20～80cm，迁移扩散范围达到120cm以下。说明使用喷灌可减少硝态氮对地下水的潜在污染。
研究小组有望在国家杰出青年科学基金支持的后两年，彻底揭示喷灌对近地面气象要素分布特征、农田小气候、作物生长和土壤水分养分运移等方面的影响机制，提出利用喷灌调控农田水分养分的新理论及相关方法措施。
上述研究研究成果的部分内容在2004年3月19―20日召开的《中国科协第84次青年科学家论坛》上进行了介绍。3月26日，在刘昌明院士的主持下，地理所陆地水循环及地表过程重点实验室特地召开了研究成果报告会。
（中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室 供稿）
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生态系统研究与管理简报
