本文關(guān)鍵詞：黃土高塬溝壑區(qū)農(nóng)田土壤養(yǎng)分與作物產(chǎn)量的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：黃土高塬是我國(guó)西北地區(qū)的糧食來(lái)源基地,土壤養(yǎng)分貧瘠和水分不足限制了該區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)武農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站是中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN)36個(gè)國(guó)家級(jí)野外科學(xué)研究站之一,承擔(dān)對(duì)當(dāng)?shù)貧庀�、水文、土壤、生物以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)等要素進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。本研究以長(zhǎng)武站長(zhǎng)期試驗(yàn)監(jiān)測(cè)場(chǎng)為基礎(chǔ),結(jié)合野外采樣、走訪調(diào)查以及室內(nèi)分析的研究方法,深入探討了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)不同施肥以及不同地形條件下土壤養(yǎng)分要素的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)演變以及相應(yīng)的生物效應(yīng)響應(yīng);并針對(duì)不同降雨年型下的作物水分利用效率及土壤含水量變化做了研究,探討?zhàn)B分、水分和作物產(chǎn)量之間的關(guān)系;最后,對(duì)DSSAT模型在該研究區(qū)域的適用性做出了評(píng)價(jià),模擬預(yù)測(cè)了不同氮素供應(yīng)下的小麥產(chǎn)量。本研究得出的主要結(jié)論如下:(1)各施肥監(jiān)測(cè)區(qū)經(jīng)過(guò)10年的長(zhǎng)期施肥管理后,土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量均得到不同程度的提高。對(duì)于化肥監(jiān)測(cè)區(qū)(HF),土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量分別增加了1.97 g/kg、0.13 g/kg、8.42 mg/kg和8.4 mg/kg;化肥有機(jī)肥監(jiān)測(cè)區(qū)(HM)各土壤養(yǎng)分含量分別增加了2.2 g/kg、0.06 g/kg、11.86 mg/kg和0.9 mg/kg;農(nóng)民地監(jiān)測(cè)區(qū)(NM)分別增加了1.44 g/kg、0.05 g/kg、3.06 mg/kg和27 mg/kg。對(duì)于無(wú)肥區(qū)(CK),長(zhǎng)期不施肥必然會(huì)導(dǎo)致土壤各養(yǎng)分元素含量降低,土壤肥力退化。在該研究區(qū)域有機(jī)肥增加了土壤硝化、反硝化作用以及土壤微生物活性,使得土壤堿解氮只在化肥監(jiān)測(cè)區(qū)(HF)出現(xiàn)增長(zhǎng),而在其它監(jiān)測(cè)區(qū)均降低。在黃土高塬溝壑區(qū),除了施肥水平外,小麥產(chǎn)量受生育期降水及其合理分配以及0℃積溫影響較大。(2)長(zhǎng)期施肥可以改善塬面和梯田農(nóng)田土壤的養(yǎng)分狀況。相比于試驗(yàn)前,塬面土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮和速效鉀含量分別增長(zhǎng)了0.72g/kg、0.02g/kg、1.23mg/kg和34.06mg/kg,有效磷含量出現(xiàn)降低;梯田土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮和有效磷含量分別增加了2.42g/kg、0.1g/kg、15.0mg/kg和2.49mg/kg,速效鉀含量出現(xiàn)降低。整體看出,長(zhǎng)期施肥對(duì)梯田土壤的改良效果較塬面更加顯著,這主要與梯田土壤理化性質(zhì)初始水平較低有關(guān)。塬面監(jiān)測(cè)區(qū)的小麥產(chǎn)量顯著高于梯田監(jiān)測(cè)區(qū),這說(shuō)明梯田土壤性質(zhì)有待于進(jìn)一步提高,可通過(guò)采取相應(yīng)的培肥及工程措施改善梯田土壤質(zhì)量,提高作物產(chǎn)量效益。(3)作物耗水量與小麥生育期降水量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,作物水分利用效率則與生育期降水量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系,塬面土壤的作物耗水與水分利用效率顯著高于梯田土壤。夏閑期降水對(duì)土壤水分的補(bǔ)給作用與降雨年型關(guān)系密切,塬面土壤的水分補(bǔ)給作用相對(duì)于梯田較高。在黃土高塬溝壑區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,0-300cm土層土壤含水量受降雨影響較為明顯,各監(jiān)測(cè)區(qū)在不同降雨年份0-300cm土層土壤水分的活躍層、次活躍層和穩(wěn)定層深度不同。對(duì)塬面土壤來(lái)說(shuō),平水年土壤水分活躍層出現(xiàn)在0-100cm之間,次活躍層出現(xiàn)在100-180cm之間,180cm土層以下為土壤水分穩(wěn)定層;干旱年份各土壤水分變化層次均出現(xiàn)明顯上移;豐水年土壤水分活躍層較平水年深度明顯增加,基本達(dá)到300cm土層以下,次活躍層不明顯,0-300cm未出現(xiàn)水分穩(wěn)定層。梯田在平水年土壤水分的波動(dòng)程度分界土層為160cm;干旱年份土壤水分穩(wěn)定層明顯上移,為100cm土層以下;豐水年土壤水分活躍層深度明顯增加,0-300cm未出現(xiàn)穩(wěn)定層。(4)DSSAT作物生長(zhǎng)模擬模型對(duì)黃土高塬溝壑區(qū)塬面農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中冬小麥的生長(zhǎng)發(fā)育具有良好的適用性。通過(guò)模擬預(yù)測(cè)不同氮肥處理試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在該研究區(qū)域N4M2(氮肥135kg/hm2、有機(jī)肥30000kg/hm2)為當(dāng)?shù)剞r(nóng)田最佳的氮肥用量配比,可在減少氮肥用量的基礎(chǔ)上維持小麥高產(chǎn),進(jìn)一步提高資源利用效率,降低環(huán)境潛在污染。
【關(guān)鍵詞】：黃土高塬 土壤養(yǎng)分 作物產(chǎn)量 變化趨勢(shì) 作物模型
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S158.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 研究背景、目的和意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展14-20
• 1.2.1 施肥對(duì)土壤養(yǎng)分影響的研究概況14-16
• 1.2.2 水分利用效率研究概況16-18
• 1.2.3 生物效應(yīng)研究概況18-19
• 1.2.4 作物模型研究概況19-20
• 1.3 總結(jié)20-22
• 第二章 研究?jī)?nèi)容與方法22-29
• 2.1 中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)（CERN）信息介紹22-23
• 2.2 研究區(qū)概況23-24
• 2.3 研究?jī)?nèi)容24
• 2.4 技術(shù)路線及研究設(shè)計(jì)24-27
• 2.4.1 技術(shù)路線24-25
• 2.4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)25-27
• 2.5 研究方案27
• 2.6 樣品采集與測(cè)定方法27-29
• 2.6.1 土壤樣品采集與測(cè)定27
• 2.6.2 生物樣品采集與測(cè)定27-28
• 2.6.3 水分要素觀測(cè)方法28
• 2.6.4 相關(guān)計(jì)算公式28-29
• 第三章 黃土高塬溝壑區(qū)不同施肥條件農(nóng)田土壤養(yǎng)分與作物產(chǎn)量的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究29-38
• 3.1 引言29
• 3.2 材料與方法29
• 3.3 結(jié)果分析29-36
• 3.3.1 長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)試驗(yàn)10年間土壤養(yǎng)分含量變化分析29-33
• 3.3.1.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量變化29-30
• 3.3.1.2 土壤全氮含量變化30-31
• 3.3.1.3 土壤堿解氮含量變化31-32
• 3.3.1.4 土壤有效磷含量變化32
• 3.3.1.5 土壤速效鉀含量變化32-33
• 3.3.2 農(nóng)田養(yǎng)分平衡分析33-34
• 3.3.3 不同施肥監(jiān)測(cè)區(qū)對(duì)小麥產(chǎn)量的影響34-36
• 3.4 討論與結(jié)論36-38
• 第四章 黃土高塬溝壑區(qū)不同地形對(duì)農(nóng)田土壤養(yǎng)分與作物產(chǎn)量的影響研究38-46
• 4.1 引言38
• 4.2 材料與方法38
• 4.3 結(jié)果分析38-44
• 4.3.1 試驗(yàn)監(jiān)測(cè)11年間土壤養(yǎng)分含量變化分析38-42
• 4.3.1.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量變化38-39
• 4.3.1.2 土壤全氮含量變化39-40
• 4.3.1.3 土壤堿解氮含量變化40
• 4.3.1.4 土壤有效磷含量變化40-41
• 4.3.1.5 土壤速效鉀含量變化41-42
• 4.3.2 農(nóng)田養(yǎng)分平衡分析42
• 4.3.3 不同地形對(duì)冬小麥產(chǎn)量的影響42-44
• 4.4 討論與結(jié)論44-46
• 第五章 黃土高塬溝壑區(qū)農(nóng)田土壤水分效應(yīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究46-56
• 5.1 引言46
• 5.2 材料與方法46
• 5.3 結(jié)果與分析46-54
• 5.3.1 作物-土壤水分效應(yīng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究46-49
• 5.3.1.1 土壤耗水量變化的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究46-47
• 5.3.1.2 作物耗水量變化的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究47-48
• 5.3.1.3 作物水分利用效率變化的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究48-49
• 5.3.2 夏閑期降水對(duì)土壤水分補(bǔ)給的影響49-50
• 5.3.3 不同監(jiān)測(cè)區(qū)冬小麥生育期 0-300cm土層土壤含水量變化規(guī)律50-54
• 5.4 討論與結(jié)論54-56
• 第六章 DSSAT模型在黃土高塬溝壑區(qū)的適用性評(píng)價(jià)及冬小麥氮肥效應(yīng)預(yù)測(cè)56-64
• 6.1 引言56
• 6.2 材料與方法56-57
• 6.3 模型分析方法57-59
• 6.3.1 模型及相關(guān)數(shù)據(jù)介紹57-58
• 6.3.2 模型數(shù)據(jù)庫(kù)組建58-59
• 6.4 模型參數(shù)的調(diào)試與驗(yàn)證59-60
• 6.5 不同氮素投入水平下的產(chǎn)量預(yù)測(cè)60-62
• 6.5.1 不同氮肥處理模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)60
• 6.5.2 模型模擬結(jié)果分析60-62
• 6.6 討論與結(jié)論62-64
• 第七章 結(jié)論與有待深入研究的問(wèn)題64-67
• 7.1 主要結(jié)論64-65
• 7.2 不足之處及有待深入研究的問(wèn)題65-67
• 參考文獻(xiàn)67-75
• 個(gè)人簡(jiǎn)介75

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：黃土高塬溝壑區(qū)農(nóng)田土壤養(yǎng)分與作物產(chǎn)量的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：288079