盐渍化寒区水热盐耦合效应及对冬小麦的影响研究

在我国耕地资源和粮食安全形势日益严峻的条件下，耐寒冬小麦品种的培育成功为西北寒冷地区一年两季种植模式开辟了新的发展空间，也将极大地提高土地资源的生产力；相对缺水、寒冷和盐渍化问题是制约内蒙古河套灌区乃至整个西北地区可持续发展的主要因素。研究采用室内实验、田间试验和模型模拟相结合的方法，通过冬小麦不同处理的田间对比试验和不同含盐土壤冻融条件下土壤水分运动参数的测定，利用SHAW模型研究寒冷地区盐渍化土壤水-热-盐运移规律，揭示寒冷地区盐渍化土壤水-热-盐耦合机理；分析水-热-盐耦合效应对冬小麦生理性状的影响，建立水-热-盐-产量和水分利用效率函数，并通过调控冻融期及常态条件下的 SPAC系统和优化冬小麦的灌溉制度，最终确定冬小麦在不同盐渍化土壤条件下的最优灌溉管理模式，成果将为干旱、寒冷、盐渍化地区冬小麦种植提供技术支撑。

本文针对内蒙古河套灌区冻融期盐渍化土壤的水热盐运移规律及对冬小麦的影响问题，主要开展了冻融状态下土壤水热盐运移规律、水热盐耦合效应对冬小麦的影响和基于水热盐耦合效应的冬小麦优化灌溉管理模式研究，研究取得了如下主要成果：冬小麦比春小麦产量提高约8.0～18.0％，可解决河套灌区春小麦单产较低的问题；地膜覆盖对土壤具有较好的增温效果，在土壤冻结初期和中期具有较好的减缓土壤水冻结的作用，秸秆覆盖效果稍差；利用率定和检验的SHAW模型模拟研究得出了寒冷地区盐渍化土壤水热盐运移规律；建立了基于水盐胁迫的ISAREG灌溉制度模型，制定了不同盐渍化条件下考虑土壤冻融的冬小麦优化灌溉制度；建立了基于SADREG 模型的冬小麦灌溉决策模式，以总效用函数值为标准，评价得出了轻度盐渍化土壤采用地膜覆盖和优化灌溉制度的方案为最佳灌溉决策模式；成果对提高河套灌区冬小麦种植和灌溉管理技术具有指导作用。