不同降雨和灌溉模式对作物产量及农田氮素淋失的影响.pdf

中国农业科学2013,46(3):545-554
ScientiaAgriculturaSinicadoi:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.03.011

不同降雨和灌溉模式对作物产量及农田氮素淋失的影响

李桂花1,2，张艳萍2，胡克林2

（1中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081；2中国农业大学资源与环境学院，北京100193）

摘要：【目的】定量化不同降雨和灌溉条件下农田氮素的淋失和作物产量，为不同降雨量年份的灌溉决策提
供科学依据。【方法】在中国农业大学河北曲周实验站，依据该地40年（1966—2005）的气象资料，结合当地农
民的习惯，设定了5种灌溉方式，即冬小麦季灌水3次，分别在越冬期、起身到拔节期和灌浆期，灌水量分别为：
（A）无灌溉，（B）50mm+50mm+50mm，（C）70mm+70mm+70mm，（D）90mm+90mm+90mm，（E）120mm+
120mm+90mm；夏玉米季灌水2次，分别在苗期和乳熟期，灌水量分别为：（A′）无灌溉，（B′）80mm+0mm，（C′）
80mm+70mm，（D′）90mm+80mm，（E′）100mm+100mm。利用校验后的水氮管理模型，分析了不同降雨量和灌
溉对氮素淋失和作物产量的影响。【结果】冬小麦产量随降雨和灌溉量的增加而增加。在综合考虑氮素淋失风险和
作物产量的条件下，当降雨量＜200mm（发生概率87.2%）时，可采用D灌溉方式，相应氮淋失量为0—30.9kgN·hm-2；
当降雨量＞200mm（发生概率12.8%），可采用C灌溉方式，相应氮素淋失量为0.06—41.2kgN·hm-2。夏玉米产
量也随灌水量的增加而增加，但降雨和灌溉总量超过600mm时，产量下降；按降雨量可分为＜250mm（发生概率
17.9%）、250—450mm（发生概率64.2%）、＞450mm（发生概率17.9%），分别采用D′、C′和B′的灌溉模式，相应
的氮素淋失为0—7.3kgN·hm-2，0—82.2kgN·hm-2（其中84.2%的淋失水平为I级，淋失水平III级只有5.3%）
和0—61.6kgN·hm-2（其中I级概率为86.8%，III级只有2.6%）。【结论】不同降雨量采用不同的灌溉模式，既
可以保证产量，又可以减少氮淋失。普通年份冬小麦季建议采用越冬期、起身到拔节期和灌浆期3次灌溉，每次
灌水90mm的模式。夏玉米季采用苗期和乳熟期灌溉，分别灌水80mm和70mm的模式。
关键词：降雨；灌溉；作物产量；氮素淋失；水氮管理模型（WNMM模型）

ModelingtheEffectofRainfallandIrrigationonNitrateLeachingand
CropYieldinWheat-MaizeCroppingSysteminNorthChinaPlain
LIGui-hua1,2,ZHANGYan-ping2,HUKe-lin2

(1InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081;2Collegeof
ResourcesandEnvironmentalSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193)

Abstract:【Objective】Theobjectivesofthestudyaretoquantifynitrateleachingandcropyieldunderdifferentrainfall-year
andirrigationmethodsandtoprovideinformationforimprovingfarmer’spracticeunderdifferenttypesofrainfall-year.【Method】
RainfallandirrigationisveryimportantforwaterandnitrogenmovementandcropyieldinNorthChinaPlain.Therefore,40-year
(1966-2005)realclimatedatacombinedwiththevalidatedwaterandnitrogenmanagementmodelwereusedtopredictnitate
leachingandcropyieldunderfiveirrigationmethods,i.e.threetimesofirrigation(duringwinter,stemelongationandgra