作物對(duì)土壤水分及氮素利用率是影響作物生長(zhǎng)和發(fā)育的主要影響因素,除了灌溉或施肥等農(nóng)業(yè)措施外,土壤性質(zhì)是影響作物水肥利用效率的主要限制因素。氣候、生物、地形、母質(zhì)以及人為影響因素一致的條件下,種植年限是影響土壤性質(zhì)差異的主要因素。不同的水稻種植年限會(huì)造成土壤性質(zhì)差異,進(jìn)而影響土壤水肥運(yùn)移特征以及作物對(duì)水分與養(yǎng)分的吸收。江漢平原是我國(guó)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地,季節(jié)性缺水和作物氮肥利用率低成為限制區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要影響因素。水田和旱地是本區(qū)域主要的農(nóng)業(yè)種植方式,由于水稻機(jī)械化水平和經(jīng)濟(jì)效益的提高,導(dǎo)致旱地改水田的趨勢(shì)不斷加大。一方面,水稻高水肥投入的特征導(dǎo)致種植方式轉(zhuǎn)變后水肥消耗量增加,季節(jié)性干旱和肥料流失造成的水環(huán)境污染問(wèn)題加劇。另一方面,農(nóng)民對(duì)水肥管理措施的制定未考慮水耕年限的差異,很可能導(dǎo)致水肥利用效率的進(jìn)一步降低,進(jìn)而造成更為嚴(yán)重的水環(huán)境污染。因此,針對(duì)不同水稻耕作年限的農(nóng)田開(kāi)展土壤性質(zhì)測(cè)定與水-氮?jiǎng)討B(tài)分布研究,可為制定合理的稻田水-氮管理措施提供理論依據(jù),以提高水-氮利用效率,對(duì)可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水環(huán)境保護(hù)有重要的意義。本研究采用野外監(jiān)測(cè)與試驗(yàn)、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的研究方法,對(duì)不同水耕年限的農(nóng)田(2年、18年和100年)進(jìn)行了研究,重點(diǎn)關(guān)注不同水耕年下條件下土壤基本理化性質(zhì)和水力學(xué)特性的差異,及其對(duì)土壤水分和氮素分布與運(yùn)移的影響;初步揭示了水耕年限對(duì)土壤性質(zhì)與水-氮分布的影響機(jī)制,初步提出了考慮水耕年限的優(yōu)化的農(nóng)田施肥和灌溉管理原則。本研究主要成果如下:(1)不同水耕年限條件下,農(nóng)田土壤基本理化性質(zhì)差異顯著。耕作層和犁底層厚度隨水耕年限的延長(zhǎng)而增加。土壤有機(jī)質(zhì)在耕作層富集,且隨水耕年限的延長(zhǎng)而增加,2年、18年和100年農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)平均含量分別為10.97 g/kg、15.44 g/kg和17.97g/kg;2年、18年和100年農(nóng)田土壤容重變化范圍分別介于1.18～1.37g/cm3、1.09～1.46 g/cm3和0.98～1.54cm3;耕作層容重最小,底土層其次,犁底層最大。(2)不同水耕年限條件下,耕作層土壤飽和導(dǎo)水率(Ks)隨水耕年限延長(zhǎng)而增大,犁底層及底土層隨水耕年限延長(zhǎng)而減小。犁底層Ks值由2年農(nóng)田的37.02 cm/d下降到100年農(nóng)田的3.11 cm/d。土壤持水性隨水耕年限的延長(zhǎng)而增強(qiáng)。土壤基本理化性質(zhì)是影響土壤飽和導(dǎo)水率和持水性的主要影響因素,土壤容重、粘粒含量與Ks呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,大孔隙含量與Ks呈顯著正相關(guān)關(guān)系。(3)不同水耕年限條件下,農(nóng)田土壤剖面水-氮分布與積累差異明顯。土壤水分和硝態(tài)氮含量均隨水耕年限的延長(zhǎng)而增加,水耕2年、18年和100年稻田0-100 cm剖面土壤平均含水量分別為0.39 cm3/cm3、0.46 cm3/cm3和0.54 cm3/cm3,硝態(tài)氮含量分別為3.75 mg/kg、6.27 mg/kg和9.85 mg/kg。3種農(nóng)田銨態(tài)氮儲(chǔ)量遠(yuǎn)低于硝態(tài)氮儲(chǔ)量,且各農(nóng)田間銨態(tài)氮含量差異較小,水耕2年、18年和100年剖面銨態(tài)氮與硝態(tài)氮儲(chǔ)量比值分別為0.61、0.39和0.30。(4)小麥生育期,不同水耕年限農(nóng)田土壤剖氮素分布與積累差異明顯。土壤氮素在耕作層富集,2年、18年和100年農(nóng)田耕作層硝態(tài)氮含量分別為12.26 mg/kg、12.74 mg/kg 和 14.88 mg/kg,銨態(tài)氮分別為 6.01 mg/kg、8.33 mg/kg 和 11.69 mg/kg,耕層以下氮素含量較小。小麥的氮素農(nóng)學(xué)利用率隨水耕年限的延長(zhǎng)而降低,2年、18年和100年農(nóng)田分別為10.03kg/kg、6.39kg/kg和4.15kg/kg,土壤水分過(guò)高是限制小麥產(chǎn)量的重要因素,對(duì)于水耕年限較長(zhǎng)的稻田要格外加強(qiáng)農(nóng)田排水。(5)水稻生育期,不同水耕年限農(nóng)田土壤剖面水-氮分布差異明顯。土壤含水量隨水耕年限的延長(zhǎng)而增大,水耕100年農(nóng)田耕作層含水量(0.43cm3/cm3)分別是18年和2年的1.14倍和1.36倍,耕層以下土壤水分差異較小。土壤溶液中硝態(tài)氮濃度顯著低于銨態(tài)氮濃度,2年、18年和100年農(nóng)田土壤溶液的硝態(tài)氮平均濃度分別為 0.76 mg/L、0.95 mg/L 和 1.08 mg/L,銨態(tài)氮濃度分別為 3.99 mg/L,12.61 mg/L和 12.08 mg/L。(6)對(duì)于水耕年限較短的農(nóng)田,為有效減少水-氮的滲漏損失,可以通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn),一是在水稻播種前增加打田次數(shù)以加速犁底層的形成,二是在水肥管理措施上,采用少量多次的灌溉和施肥方式。對(duì)于水耕年限較長(zhǎng)的農(nóng)田,土壤水分及養(yǎng)肥保持性強(qiáng),可采取多量少次的灌溉和施肥措施,進(jìn)而有效減少勞力成本,但也需要防止灌溉與強(qiáng)降雨事件疊加引發(fā)的地表徑流。
【學(xué)位單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S151.9
【部分圖文】：

２．１研究區(qū)概況與樣地分布逡逑江漢平原素有“魚(yú)米之鄉(xiāng)”之稱(chēng)，是我國(guó)南方四大富饒平原之一，也是全國(guó)重逡逑點(diǎn)商品糧和淡水養(yǎng)殖基地之一。研宄區(qū)位于湖北省荊州市公安縣（圖２－１），位于江逡逑漢平原中部（１１１°４８＇￣１１１°２５＇Ｅ，邋２９°３７＇￣３０°１少），是江漢平原典型農(nóng)業(yè)種植區(qū)。逡逑氣候類(lèi)型為典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降雨量１１００－１４００邋ｍｍ，降雨季節(jié)性明顯，逡逑主要集中在４－９月；年平均日照時(shí)數(shù)為丨８５０－２１００邋ｈ，邋＞１０邋°Ｃ積溫為５１００－５３００邋°Ｃ，逡逑年平均氣溫為，〗月平均氣溫為６．７邋°Ｃ，邋７月均溫在２８邋°Ｃ以上【７４］。土壤母質(zhì)以近現(xiàn)逡逑代河流沖積物和湖相沉積物為主，地下水位多年平均在０．９？１．２邋ｍ之間逡逑ｃ—ｉ１１２邋２０，２３＊５８，，Ｅ邐ｈ．匪－．．．．．．．．．．．．．１—，－邋—－．－．—邐邐＾逡逑儀器設(shè)備布設(shè)邐研[偳趴鰣義賢跡玻繡城壞惴植技把匾瞧韃忌楨義希疲椋玨澹玻卞澹蹋錚悖幔簦椋錚睿簀澹錚駑澹簦瑁邋澹螅簦酰洌澹幔潁澹幔簀澹幔睿溴澹簦瑁邋澹椋睿螅簦潁酰恚澹睿簦簀澹歟幔錚酰翦義嚇┨錮美嘈橢饕治街

本文編號(hào)：2812402