农业机械学报

作者：孙伟，史海滨，李仙岳，苗庆丰，冯壮壮，苏海涛

单位：内蒙古农业大学,内蒙古农业大学,内蒙古农业大学,内蒙古农业大学,内蒙古农业大学,内蒙古自治区水利科学研究院,

关键词：夹砂层农田;土壤水分运移;根系胁迫;HYDRUS-1D模型;灌溉制度

基金：内蒙古自治区科技重大专项（2023JBGS0003）、国家自然科学基金项目（U2443210）和内蒙古自治区水利科技项目（NSK202202）

为揭示不同灌溉制度下河套灌区典型夹砂层农田水分运移机制，在砂层埋深大于40cm农田设置高水（W1）、中水（W2）、低水（W3）3个灌水水平，高氮（F1）、中氮（F2）、低氮（F3）3个施氮水平，观测土壤含水率，基于田间试验结果，利用HYDRUS-1D模型对典型夹砂层农田土壤水分运移过程进行模拟，分析了不同砂层埋深及不同灌溉制度对根区土壤水分通量与玉米根系吸水量的影响规律。结果表明：根区土壤水分渗漏损失量随砂层埋深增加而减小，可提高根系对砂层以上根区水分的利用。随灌水量增加，根区土壤水分渗漏的减少效果更加明显。当砂层埋深为20~40cm时，砂层上边界土壤水分向下迁移量占灌水量的12.39%~98.19%；当砂层埋深大于 40cm 时，土壤水分向下迁移量降为灌水量的2.73%~7.00%，水分有效利用率显著提高。根系受到的最大水分亏缺发生在第2次灌水后至第3次灌水前，占总亏缺量的56.04%~68.56%，拔节期至第1次灌水的水分亏缺最小。根系受到的总水分亏缺量随砂层埋深增加而逐渐降低，砂层埋深越深，水分亏缺量越低，与砂层埋深20~40cm相比，根系受到的总水分亏缺量降低10.76%~45.63%。不同生育阶段根系受到的最大水分胁迫均在砂层埋深20~40cm，随砂层埋深增加，水分亏缺量逐渐降低，最大降幅达82.61%。综合考虑夹砂层土壤水分迁移、根系受到的水分亏缺，建议在夹砂层土壤农田春玉米灌溉时根据砂层分布因地制宜定灌溉制度，砂层埋深20~40cm，推荐春玉米在生育期灌溉定额为189~216mm，砂层埋深40~60cm，推荐灌溉定额为243~270mm，砂层埋深大于60cm，推荐灌溉定额为216~270mm。研究结果可为河套灌区典型夹砂层土壤农田水分高效利用与灌溉制度制定提供理论依据。

来源：2025年第7期

《农业机械学报》期刊编辑部

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