農(nóng)田尺度土壤水肥鹽時(shí)空分布與棉花生長(zhǎng)特征研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-27 22:47
新疆淡水資源虧缺,微咸水資源豐富,將微咸水灌溉與膜下滴灌技術(shù)結(jié)合,在滿足作物需水的同時(shí),在一定程度上緩解水資源問題。但長(zhǎng)期進(jìn)行微咸水灌溉也會(huì)造成土壤次生鹽堿化。為探究膜下滴灌農(nóng)田土壤水肥鹽分布特征、土壤-作物系統(tǒng)氮素平衡及棉花生長(zhǎng)適宜的灌溉與施肥制度,本文通過區(qū)域調(diào)查和田間試驗(yàn)相結(jié)合、地理信息系統(tǒng)(GIS)與地統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合方法,研究新疆庫(kù)爾勒包頭湖區(qū)域土壤容重、顆粒組成、物理參數(shù)、含水量、含鹽量及養(yǎng)分含量時(shí)空變異及分布特征,建立并驗(yàn)證土壤氮素平衡模型和棉花生長(zhǎng)模型,確定土壤水氮利用效率、脅迫系數(shù)及灌溉定額。主要結(jié)論如下:(1)研究區(qū)0~60cm土層土壤顆粒組成表現(xiàn)為中等變異性,土壤容重和其他主要物理特性參數(shù)表現(xiàn)為中等偏弱變異性;土壤體積分形維數(shù)與粘粒呈對(duì)數(shù)關(guān)系,與粉粒呈正相關(guān)關(guān)系,與砂粒呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。(2)根層水肥鹽均服從正態(tài)分布,表現(xiàn)為中等變異性,均可用高斯模型擬合(0~20cm和60~80cm銨態(tài)氮可用指數(shù)模型擬合),具有強(qiáng)空間相關(guān)性和中等空間相關(guān)性(0~80cm銨態(tài)氮),變程在1~1.5km之間,而銨態(tài)氮變程較大,大于1.5km。生育期內(nèi)土壤含水量與養(yǎng)分含量隨生育期的推移呈先...
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
取樣點(diǎn)布置
3 棉田土壤水肥鹽時(shí)空統(tǒng)計(jì)特征和變異性分析3.2.3 土壤含水量時(shí)空分布格局為更加直觀的了解研究區(qū)土壤含水量時(shí)空分布,在半方差函數(shù)理論模型的基礎(chǔ)上,采用普通克里格插值,繪制土壤含水量時(shí)空分布圖,如圖 3-2 和圖 3-3 所示。由圖 3-2 可知,不同時(shí)間 0cm、0~20cm、20~40cm 、40~60cm 及 60~80cm 土層平均土壤含水量由北向南、由西向東均逐漸減小,中間含水量相對(duì)較小,而 60~80cm 土壤含水量東南方向出現(xiàn)小值。由圖 3-3 可知,不同時(shí)期 0~80cm 土壤平均含水量的分布,大體呈現(xiàn)由北向南,由西向東逐漸減小,中間出現(xiàn)較小值。從斑塊大小與顏色深淺程度可以看出,7 月含水量變化幅度較小,含水量大多在 0.22~0.28cm3/cm3之間波動(dòng),0.33~0.41 cm3/cm3含水量值較少。
(d) (e) (f)圖 3-3 土壤含水量時(shí)間分布Figure 3-3 Time distribution of soil water content3.2.4 棉花生育期耗水特征為了解棉花生育期內(nèi)各階段耗水特征,本文根據(jù)水量平衡對(duì)棉花各個(gè)生育階段耗水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。( )01npi ij iiET P + I + G R SI Z (3-5)式中,pET 為作物生育期內(nèi)耗水量(mm), P 為降水量(mm),I 為灌水量(mm),G 為作物生育期內(nèi)的地下水補(bǔ)給量(mm),R 為地表徑流量(mm),SI 為深層滲漏量(mm),iZ 為第 i 層土層厚度(mm);ij 、i0 分別為第 層土壤計(jì)算始末土壤平均體積含水率(cm3/cm3);由于膜下滴灌即 0~80cm 土層土壤幾乎不產(chǎn)生深層滲漏和地表徑流, 、可以忽略,由于試驗(yàn)測(cè)定在生育期內(nèi)地下水位較深且?guī)缀鯚o(wú)降雨,因此,忽略降水與地下水對(duì)棉花生育期內(nèi)的補(bǔ)給,即簡(jiǎn)化為:( )nET I Z (3-6)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新疆察布查爾縣農(nóng)耕層土壤養(yǎng)分空間特征及其與地形因子的關(guān)系[J]. 徐莉,閆俊杰,陳晨,崔東. 水土保持通報(bào). 2018(04)
[2]基于GIS和地統(tǒng)計(jì)學(xué)的稻田土壤養(yǎng)分與重金屬空間變異[J]. 楊之江,陳效民,景峰,郭碧林,林高哲. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]膜下滴灌條件下棉花年際需水量變化試驗(yàn)分析[J]. 翟超,周和平,謝富明,趙健. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2017(06)
[4]氣溫和CO2濃度變化對(duì)陜北地區(qū)冬小麥產(chǎn)量影響的模擬分析[J]. 周英霞,王全九,何斌,張繼紅,譚帥. 水土保持學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]東北典型黑土區(qū)坡面土壤速效磷空間分布規(guī)律[J]. 梁佳輝,張少良,穆林林,黃靜,楊方益,董峰,張新波,蒙亮,沈慶松,王曜. 水土保持研究. 2017(01)
[6]黃土丘陵不同土地利用方式下土壤顆粒組成及其分形維數(shù)特征[J]. 楊婷,景航,姚旭,董昌平,由政,薛萐. 水土保持研究. 2016(03)
[7]長(zhǎng)期膜下滴灌棉田土壤鹽分變化特征[J]. 李文昊,王振華,鄭旭榮,張金珠. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(10)
[8]水氮互作對(duì)作物生理特性和氮素利用影響的研究進(jìn)展[J]. 胡夢(mèng)蕓,門福圓,張穎君,孫麗靜,劉茜,李倩影,劉富爽,李輝. 麥類作物學(xué)報(bào). 2016(03)
[9]北疆膜下滴灌棉花產(chǎn)量及水分生產(chǎn)率對(duì)灌水量響應(yīng)的模擬[J]. 王軍,李久生,關(guān)紅杰. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[10]不同灌溉制度對(duì)南疆綠洲區(qū)膜下滴灌棉花生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J]. 邢小寧,姚寶林,孫三民. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2016(02)
博士論文
[1]微咸水膜下滴灌土壤鹽調(diào)控與棉花生長(zhǎng)特征研究[D]. 譚帥.西安理工大學(xué) 2018
[2]內(nèi)蒙古河套灌區(qū)水文過程模擬與作物水分生產(chǎn)率評(píng)估[D]. 郝遠(yuǎn)遠(yuǎn).中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]河套灌區(qū)鹽分脅迫下水肥耦合效應(yīng)響應(yīng)機(jī)理及模擬研究[D]. 田德龍.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[4]黃淮海平原農(nóng)田土壤水氮行為模擬與管理分析[D]. 高如泰.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[5]考慮水分和養(yǎng)分脅迫的SPAC水熱動(dòng)態(tài)與作物生長(zhǎng)模擬研究[D]. 王仰仁.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2004
碩士論文
[1]覆砂條件下保水劑濃度對(duì)土壤水鹽運(yùn)移的影響研究[D]. 豆品鑫.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]氣候變化條件下宜春地區(qū)水稻生長(zhǎng)模擬研究[D]. 王文軍.南昌大學(xué) 2016
[3]縣域土壤速效氮磷鉀含量及空間變異研究[D]. 張嬋嬋.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]縣域耕層土壤養(yǎng)分時(shí)空變異及綜合地力評(píng)價(jià)[D]. 李秒.蘭州大學(xué) 2013
[5]Aquacrop模型在半干旱區(qū)春小麥虧缺灌溉管理中的應(yīng)用[D]. 尹海霞.西北師范大學(xué) 2013
[6]縣域耕地土壤養(yǎng)分空間變異性及其合理采樣數(shù)研究[D]. 趙倩倩.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[7]天等縣龍馬屯巖溶洼地土壤養(yǎng)分空間變異研究[D]. 鄭洲.廣西師范學(xué)院 2011
[8]棉花膜下滴灌氮素養(yǎng)分綜合管理技術(shù)研究[D]. 董鵬.石河子大學(xué) 2011
[9]農(nóng)田土壤水鹽特性的空間變異性研究[D]. 郭麗俊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[10]北疆膜下滴灌棉花土壤水鹽運(yùn)移特征及耗水規(guī)律試驗(yàn)研究[D]. 張金珠.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3523191
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
取樣點(diǎn)布置
3 棉田土壤水肥鹽時(shí)空統(tǒng)計(jì)特征和變異性分析3.2.3 土壤含水量時(shí)空分布格局為更加直觀的了解研究區(qū)土壤含水量時(shí)空分布,在半方差函數(shù)理論模型的基礎(chǔ)上,采用普通克里格插值,繪制土壤含水量時(shí)空分布圖,如圖 3-2 和圖 3-3 所示。由圖 3-2 可知,不同時(shí)間 0cm、0~20cm、20~40cm 、40~60cm 及 60~80cm 土層平均土壤含水量由北向南、由西向東均逐漸減小,中間含水量相對(duì)較小,而 60~80cm 土壤含水量東南方向出現(xiàn)小值。由圖 3-3 可知,不同時(shí)期 0~80cm 土壤平均含水量的分布,大體呈現(xiàn)由北向南,由西向東逐漸減小,中間出現(xiàn)較小值。從斑塊大小與顏色深淺程度可以看出,7 月含水量變化幅度較小,含水量大多在 0.22~0.28cm3/cm3之間波動(dòng),0.33~0.41 cm3/cm3含水量值較少。
(d) (e) (f)圖 3-3 土壤含水量時(shí)間分布Figure 3-3 Time distribution of soil water content3.2.4 棉花生育期耗水特征為了解棉花生育期內(nèi)各階段耗水特征,本文根據(jù)水量平衡對(duì)棉花各個(gè)生育階段耗水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。( )01npi ij iiET P + I + G R SI Z (3-5)式中,pET 為作物生育期內(nèi)耗水量(mm), P 為降水量(mm),I 為灌水量(mm),G 為作物生育期內(nèi)的地下水補(bǔ)給量(mm),R 為地表徑流量(mm),SI 為深層滲漏量(mm),iZ 為第 i 層土層厚度(mm);ij 、i0 分別為第 層土壤計(jì)算始末土壤平均體積含水率(cm3/cm3);由于膜下滴灌即 0~80cm 土層土壤幾乎不產(chǎn)生深層滲漏和地表徑流, 、可以忽略,由于試驗(yàn)測(cè)定在生育期內(nèi)地下水位較深且?guī)缀鯚o(wú)降雨,因此,忽略降水與地下水對(duì)棉花生育期內(nèi)的補(bǔ)給,即簡(jiǎn)化為:( )nET I Z (3-6)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]新疆察布查爾縣農(nóng)耕層土壤養(yǎng)分空間特征及其與地形因子的關(guān)系[J]. 徐莉,閆俊杰,陳晨,崔東. 水土保持通報(bào). 2018(04)
[2]基于GIS和地統(tǒng)計(jì)學(xué)的稻田土壤養(yǎng)分與重金屬空間變異[J]. 楊之江,陳效民,景峰,郭碧林,林高哲. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]膜下滴灌條件下棉花年際需水量變化試驗(yàn)分析[J]. 翟超,周和平,謝富明,趙健. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2017(06)
[4]氣溫和CO2濃度變化對(duì)陜北地區(qū)冬小麥產(chǎn)量影響的模擬分析[J]. 周英霞,王全九,何斌,張繼紅,譚帥. 水土保持學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]東北典型黑土區(qū)坡面土壤速效磷空間分布規(guī)律[J]. 梁佳輝,張少良,穆林林,黃靜,楊方益,董峰,張新波,蒙亮,沈慶松,王曜. 水土保持研究. 2017(01)
[6]黃土丘陵不同土地利用方式下土壤顆粒組成及其分形維數(shù)特征[J]. 楊婷,景航,姚旭,董昌平,由政,薛萐. 水土保持研究. 2016(03)
[7]長(zhǎng)期膜下滴灌棉田土壤鹽分變化特征[J]. 李文昊,王振華,鄭旭榮,張金珠. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(10)
[8]水氮互作對(duì)作物生理特性和氮素利用影響的研究進(jìn)展[J]. 胡夢(mèng)蕓,門福圓,張穎君,孫麗靜,劉茜,李倩影,劉富爽,李輝. 麥類作物學(xué)報(bào). 2016(03)
[9]北疆膜下滴灌棉花產(chǎn)量及水分生產(chǎn)率對(duì)灌水量響應(yīng)的模擬[J]. 王軍,李久生,關(guān)紅杰. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[10]不同灌溉制度對(duì)南疆綠洲區(qū)膜下滴灌棉花生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J]. 邢小寧,姚寶林,孫三民. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào). 2016(02)
博士論文
[1]微咸水膜下滴灌土壤鹽調(diào)控與棉花生長(zhǎng)特征研究[D]. 譚帥.西安理工大學(xué) 2018
[2]內(nèi)蒙古河套灌區(qū)水文過程模擬與作物水分生產(chǎn)率評(píng)估[D]. 郝遠(yuǎn)遠(yuǎn).中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]河套灌區(qū)鹽分脅迫下水肥耦合效應(yīng)響應(yīng)機(jī)理及模擬研究[D]. 田德龍.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[4]黃淮海平原農(nóng)田土壤水氮行為模擬與管理分析[D]. 高如泰.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[5]考慮水分和養(yǎng)分脅迫的SPAC水熱動(dòng)態(tài)與作物生長(zhǎng)模擬研究[D]. 王仰仁.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2004
碩士論文
[1]覆砂條件下保水劑濃度對(duì)土壤水鹽運(yùn)移的影響研究[D]. 豆品鑫.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]氣候變化條件下宜春地區(qū)水稻生長(zhǎng)模擬研究[D]. 王文軍.南昌大學(xué) 2016
[3]縣域土壤速效氮磷鉀含量及空間變異研究[D]. 張嬋嬋.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]縣域耕層土壤養(yǎng)分時(shí)空變異及綜合地力評(píng)價(jià)[D]. 李秒.蘭州大學(xué) 2013
[5]Aquacrop模型在半干旱區(qū)春小麥虧缺灌溉管理中的應(yīng)用[D]. 尹海霞.西北師范大學(xué) 2013
[6]縣域耕地土壤養(yǎng)分空間變異性及其合理采樣數(shù)研究[D]. 趙倩倩.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[7]天等縣龍馬屯巖溶洼地土壤養(yǎng)分空間變異研究[D]. 鄭洲.廣西師范學(xué)院 2011
[8]棉花膜下滴灌氮素養(yǎng)分綜合管理技術(shù)研究[D]. 董鵬.石河子大學(xué) 2011
[9]農(nóng)田土壤水鹽特性的空間變異性研究[D]. 郭麗俊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[10]北疆膜下滴灌棉花土壤水鹽運(yùn)移特征及耗水規(guī)律試驗(yàn)研究[D]. 張金珠.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3523191
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