【摘要】：不同水肥管理模式下的稻田污染物排放變化規(guī)律的研究已成為本學(xué)科的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文以南方稻作區(qū)作為研究對(duì)象,以不同水肥調(diào)控方案作為研究載體,采用田間試驗(yàn)、室內(nèi)分析和數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的研究手段,研究不同地區(qū)(平原區(qū)、沿海平原區(qū)、丘陵區(qū))不同水肥調(diào)控下,水稻需水規(guī)律、水分利用效率、水稻群體生長(zhǎng)指標(biāo)變化規(guī)律(包括分蘗、葉面積指數(shù)、株高、根系活力、干物質(zhì)累積量)和稻田污染物總氮(TN)、總磷(TP)、銨態(tài)氮(NH_4~+-N)、硝態(tài)氮(NO_3~--N)排放規(guī)律(包括稻田地表水徑流、地下水滲漏等)。此外,通過(guò)熵權(quán)TOPSIS多目標(biāo)決策模型對(duì)不同水肥調(diào)控方案進(jìn)行優(yōu)化,為優(yōu)選合理的水肥調(diào)控方案提供一定的科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)論如下:1.水稻需水規(guī)律主要反映植物及不同品種的生物學(xué)特性,同時(shí)受氣候,土壤等因素的影響,而受水肥處理影響較小。節(jié)水灌溉模式通過(guò)有效地控制田間水層,不僅保證水稻生理需水和田間生態(tài)需水,而且降低水面蒸發(fā),顯著減少稻田水量消耗;相比傳統(tǒng)節(jié)水灌溉,平原區(qū)提高蓄雨上限的改性型節(jié)水灌溉由于生育期內(nèi)田面建立水層的時(shí)間較長(zhǎng),故其需水量也大;丘陵區(qū)改進(jìn)型節(jié)水灌溉與傳統(tǒng)節(jié)水灌溉相比,需水量差異不顯著;不同施肥方式對(duì)水稻需水量沒(méi)有顯著影響。2.相比常規(guī)灌溉模式,“節(jié)水灌溉模式+3次施肥”能夠顯著提高產(chǎn)量與水分利用效率。本文試驗(yàn)研究表明節(jié)水灌溉模式能夠起到增產(chǎn)的作用,部分試驗(yàn)站達(dá)到顯著水平;施肥方式對(duì)比以3次施肥產(chǎn)量最優(yōu)。節(jié)水模式灌溉水分生產(chǎn)率顯著高于常規(guī),2次施肥處理灌溉水分生產(chǎn)率顯著小于其他處理,3次施肥灌溉水利用效率最高。灌溉水分生產(chǎn)率受產(chǎn)量和灌溉水量雙重影響,是兩者效應(yīng)的累加。3.“節(jié)水灌溉模式+3次施肥”對(duì)水稻生理生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用。節(jié)水灌溉模式有利于水稻分蘗和成穗、葉面積的合理分布、以及水稻生長(zhǎng)后期根系活力的保持,同時(shí)對(duì)水稻干物質(zhì)的累計(jì)有一定的平衡作用,但是對(duì)水稻株高增長(zhǎng)影響較小;提高蓄雨上限的改性型節(jié)水灌溉模式與傳統(tǒng)節(jié)水灌溉模式對(duì)水稻生長(zhǎng)特性的影響差異顯著;不同施肥方式比較,3次施肥處理的水稻分蘗、根系、干物質(zhì)累積量表現(xiàn)最佳。4.稻田面源污染主要來(lái)自地表排水和地下滲漏所帶出的氮、磷等物質(zhì),其中地表排水是稻田污染的主要來(lái)源,NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、TP、COD排放量占比23%-90%。相比常規(guī)灌溉,“節(jié)水灌溉模式+3次施肥”可以有效降低稻田地下水和地表水污染物的排放。其中提高蓄雨上限的改進(jìn)型節(jié)水灌溉減排效果優(yōu)于傳統(tǒng)節(jié)水灌溉模式。不同施肥方式比較,2次施肥污染物排放量最大,3次施肥減排效果最佳。5.利用熵權(quán)TOPSIS多目標(biāo)決策模型建立了基于資源、生態(tài)和效益相統(tǒng)一的灌排評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。以此為依據(jù),確定了平原區(qū)、丘陵區(qū)水稻合理的節(jié)水灌溉水肥調(diào)控方案。結(jié)果表明:對(duì)于平原區(qū),“W1F3”(傳統(tǒng)節(jié)水灌溉模式+3次施肥)/“W3F3”(提高蓄雨上限改進(jìn)型節(jié)水灌溉模式)最有利于水稻高產(chǎn)、節(jié)水、減污、保肥綜合效益的發(fā)揮,對(duì)于丘陵區(qū),“W2F3”(改進(jìn)型節(jié)水灌溉模式+3次施肥)最有利于水稻高產(chǎn)、節(jié)水、減污、保肥綜合效益的發(fā)揮。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S511;X503.231
【圖文】：

平原地區(qū)）位于東經(jīng) 121°10′，北緯 30°430.2～0.4 m。土質(zhì)為粉粘土，容重 1.3～1.4 g/cm3為 6m，長(zhǎng)為 22m。試驗(yàn)區(qū)全部采用管道灌溉、沿海平原地區(qū)）位于東經(jīng) 121°30′，北緯 28下 0.2～0.4 m。土壤屬淡涂粘土，容重 1.1～1 個(gè)，寬為 6m，長(zhǎng)為 22m。試驗(yàn)區(qū)采用管道灌溉丘陵地區(qū)）位于東經(jīng) 119°58′，北緯 28°561.5 g/cm3。地下水位基本維持在田面以下 0.5 m2.5m，寬為 8m。試驗(yàn)區(qū)全部采用管道灌溉、水

圖 3.1 不同水肥調(diào)控水稻騰發(fā)量與滲漏量變化（試驗(yàn)站 A） The variation of rice evapotranspiration and seepage under different water and fertilizer r（experimental stationA）2）沿海平原區(qū)水稻需水規(guī)律據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，沿海平原區(qū)試驗(yàn)站 B 設(shè)計(jì)了 8 個(gè)不同的水肥組合，生育結(jié)果如圖 3.2。比較發(fā)現(xiàn)： 對(duì)照處理 W0（常規(guī)灌溉）的需水量明顯高于 W2（傳統(tǒng)節(jié)水灌溉蓄雨上限的改進(jìn)型節(jié)水灌溉）處理，分別高出 2.5%和 2.0%；滲漏量分和 63.0%；耗水量分別高出 6.4%和 7.7%�？梢�(jiàn)，節(jié)水灌溉（W2，W3比，可以有效降低地下滲漏量，節(jié)水效益顯著。 兩種節(jié)水灌溉模式相比，W2 比 W3 略差，相比 W3 模式，W2 模式、騰發(fā)量高出 18.5%、0.3%、-1.1%。說(shuō)明 W3 可以有效降低田間滲漏量與騰發(fā)量與 W2 之間差異不大。

圖 3.2 不同水肥調(diào)控水稻騰發(fā)量與滲漏量變化（試驗(yàn)站 B）2 The variation of rice evapotranspiration and seepage under different water and fertilizer re（experimental station B）3）丘陵區(qū)水稻需水規(guī)律據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，丘陵區(qū)試驗(yàn)站 C 設(shè)置了 7 個(gè)水肥組合處理，生育期需水圖 3.3 所示。比較分析： 不同灌溉模式水稻生育期需水量總體表現(xiàn)為節(jié)水灌溉模式 W1（丘陵、W2（提高蓄雨上限的改進(jìn)型節(jié)水灌溉）水稻需水量小于常規(guī)灌溉模式 對(duì)照處理（W0）灌溉模式的需水量明顯高于節(jié)水灌溉模式 W1 和 W220.8%和 21.3%；三種灌溉模式需水量關(guān)系為 W0>W1>W2，兩種節(jié)水灌需水量沒(méi)有顯著差異。 施肥方式比較，3 次施肥水稻生育期需水量最高。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2774896