基于土壤水分异质性的小麦滴灌试验小区布设方法

作者：王鹏翔; 宋妮; 陈智芳; 王峰; 申孝军; 王景雷

来源：农业工程学报, 2017, 33(22): 112-118.

• 土壤水分
• 异质性
• 布设
• 试验小区规格
• 重复数
• 滴灌
• 小麦

科学合理地确定适宜的试验小区规格,对于经济、高效地获取具有较高精度和代表性的试验数据具有重要现实意义。该研究以确定滴灌条件下适宜的试验小区规格为目标,采用幂函数建立土壤含水率方差与不同小区面积之间的相关关系,计算土壤水分异质性指数以表征试验小区内土壤含水率的相关程度;利用土壤含水率异质性指数,采用Hatheway法确定小麦滴灌试验小区适宜的面积和重复数;根据不同方向上土壤含水率异质性指数研究形状对试验结果的影响,确定试验小区适宜的长宽比。结果表明:增大试验小区面积可以提高试验数据的准确性,但不同面积区间数据离散程度的降低幅度变化较大:面积由1 m2增大到50100 m2,灌水定额30 mm处理田块间土壤含水率方差降低77.4%82.6%,灌水定额45 mm处理降低78.6%83.7%,面积从100 m2增加到500 m2,方差降低幅度显著变小,灌水定额30 mm处理降低17.4%,灌水定额45 mm处理降低16.3%;增加试验重复数可以增加试验对处理间土壤含水率差异的区分能力,试验小区面积在50100 m2时,重复数由2增加到3能检测出的处理间土壤含水率差异由23.2%26.5%提高到13.1%15.0%,表明增加试验重复数可以检测出试验处理间更小的土壤含水率差异,提高试验精度。通过研究滴灌试验小区土壤水分异质性指数与滴灌试验小区规格之间的关系,综合考虑试验精度、代表性和田间实际操作得出以下结论:若试验为高、低水2处理时,试验布设宜为3重复,每重复小区面积为50 m2,可在80%的概率下检测出15%的真实差异;若试验为高、中、低3处理时,试验布设宜为3重复,每重复小区面积为100 m2,可在80%的概率下检测出12%的真实差异。滴灌试验小区适宜的形状为沿滴灌带方向布设的长方形,长宽比在1:1到5:1之间可使试验小区所得数据更具代表性。

• 单位
  中国农业科学院研究生院; 农业部; 中国农业科学院农田灌溉研究所