本文關(guān)鍵詞：石羊河流域灌溉作物根區(qū)土壤水分不均勻分布特征與作物生長(zhǎng)關(guān)系試驗(yàn)研究

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【摘要】：依據(jù)不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度的灌水量可以有效調(diào)控土壤含水量空間分布,通過(guò)土壤水分和作物根系響應(yīng)關(guān)系進(jìn)而影響到作物的生理生長(zhǎng),最終影響到作物產(chǎn)量。為確定石羊河流域主要糧食作物適宜的灌水決策,通過(guò)設(shè)置不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度形成處理間灌水差異,探討灌溉農(nóng)田土壤水分不均勻分布與作物生長(zhǎng)的關(guān)系。本研究針對(duì)西北干旱區(qū)石羊河流域的兩大主要糧食作物,探討計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理對(duì)春小麥、春玉米根區(qū)土壤水分分布特征與作物生長(zhǎng)之間關(guān)系的影響,取得如下結(jié)果:(1)依據(jù)SPSS聚類(lèi)分析將春小麥0-100cm土壤含水量分為表層0-20cm、淺層20-40cm、中層40-60cm和深層60-100cm;畦灌玉米分為表層0-40cm、淺層40-60cm、中層60-80cm和深層80-100cm,交替隔溝灌玉米分為表層0-20cm、淺層20-40cm,中層40-70cm和深層70-100cm;小麥和隔溝灌玉米中層是主要儲(chǔ)水層,畦灌玉米淺層為儲(chǔ)水層。(2)春小麥土壤含水量隨深度增加不均勻性增強(qiáng),隨著生育期的推進(jìn)深層土壤含水量不均勻性減弱。計(jì)劃濕潤(rùn)層可有效調(diào)控60cm以上范圍含水量,隨著計(jì)劃濕潤(rùn)層增加,不同處理土壤水分差異減弱。根系主要生長(zhǎng)在40cm深度范圍,根系長(zhǎng)及根干重呈現(xiàn)水多根多特點(diǎn),灌水量少更易出現(xiàn)深扎根現(xiàn)象,證實(shí)計(jì)劃濕潤(rùn)層通過(guò)調(diào)控土壤含水量能夠調(diào)控根系生長(zhǎng)。計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理?xiàng)l件下春小麥株高與葉面積均有差異但不明顯。春小麥拔節(jié)期株高增加最快,不同處理株高和葉面積對(duì)灌溉調(diào)控的響應(yīng)存在差異性,導(dǎo)致二者對(duì)灌水量的響應(yīng)關(guān)系不同步。穗長(zhǎng)、莖長(zhǎng)、百粒重、單株平均粒重及產(chǎn)量與全生育期灌水總量呈正比。拔節(jié)-抽穗期是作物需水高峰期,此階段土壤含水量對(duì)產(chǎn)量影響最大。不同處理耗水對(duì)比表明:較小計(jì)劃濕潤(rùn)層能夠增加作物對(duì)降水的吸收利用,需水高峰期計(jì)劃濕潤(rùn)層越小,灌水將越頻繁,同時(shí)土壤含水量保持在較低水平,容易導(dǎo)致小麥早熟、產(chǎn)量降低。(3)畦灌玉米不同處理的灌水差異直接影響不同深度層土壤含水量差異,計(jì)劃濕潤(rùn)層深度越大,灌水影響深度越大,儲(chǔ)水層根系差異越明顯。隨耗水量增加,灌水處理對(duì)不同深度土壤含水率的影響隨深度增加而減弱,但根區(qū)垂向空間土壤水分差異會(huì)加劇。玉米根系主要受土壤水分布影響,0-50cm深度是根系主要分布層,處理間根系主要差異在0-70cm深度。不同計(jì)劃濕潤(rùn)層條件下玉米株高、葉面積均有差異,且株高差異小于葉面積。葉面積主要生長(zhǎng)階段為拔節(jié)期,拔節(jié)至抽穗期是株高快速生長(zhǎng)階段。不同處理莖干重、葉干重、穗重及產(chǎn)量均與計(jì)劃濕潤(rùn)層呈正比關(guān)系,不同處理產(chǎn)量和干物質(zhì)的增長(zhǎng)并不同步,計(jì)劃濕潤(rùn)層較小時(shí)作物有效水利用系數(shù)及灌溉水利用系數(shù)均較高,同時(shí)能增加作物對(duì)降水的吸收利用。(4)交替隔溝灌南北溝因灌水時(shí)間不同,土壤含水量規(guī)律受灌水調(diào)控而不同步。計(jì)劃濕潤(rùn)層深度越大,調(diào)控深度越大,灌水對(duì)土壤水分的調(diào)控能力越強(qiáng),同時(shí)灌水調(diào)控增加不同側(cè)灌水溝土壤含水量的差異性,造成不同空間土壤含水量偏低,增加了作物利用降水及灌水的效率。根系干重基本呈現(xiàn)由淺至深依次減少的規(guī)律,但計(jì)劃濕潤(rùn)層苗期50cm,拔節(jié)期60cm,抽穗期以后70cm處理在儲(chǔ)水層的根系干重出現(xiàn)增加,導(dǎo)致儲(chǔ)水層水分消耗,使得儲(chǔ)水層在強(qiáng)降水后無(wú)明顯回升,這是由于灌水前作物儲(chǔ)水層以上土壤水分偏低導(dǎo)致。交替隔溝灌方式下不同計(jì)劃濕潤(rùn)層處理的株高差異不明顯,葉面積有明顯差異性。拔節(jié)末期至抽穗期灌水濕潤(rùn)層越大,株高生長(zhǎng)速度增加越快。不同處理莖干重、穗重與計(jì)劃濕潤(rùn)層呈現(xiàn)正比關(guān)系,不同計(jì)劃濕潤(rùn)層處理?xiàng)l件下產(chǎn)量和干物質(zhì)的增長(zhǎng)不同步。玉米果實(shí)的形成主要集中在灌漿期,此時(shí)應(yīng)保證作物需水量。(5)綜合考慮生育期內(nèi)土壤水分、作物生長(zhǎng)指標(biāo)及產(chǎn)量的影響,認(rèn)為春小麥計(jì)劃濕潤(rùn)層采用苗期40cm、拔節(jié)期50cm、抽穗期及以后60cm不僅能保證作物產(chǎn)量,同時(shí)達(dá)到了節(jié)水的目的,是最優(yōu)灌水設(shè)計(jì)。春玉米采用苗期40cm、拔節(jié)期50cm、抽穗期及以后60cm計(jì)劃濕潤(rùn)層深度時(shí)最優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：石羊河流域 計(jì)劃濕潤(rùn)層 土壤水分 作物生長(zhǎng)指標(biāo) 灌水決策
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S152.7
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究目的及意義13-14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究概況與存在的問(wèn)題14-18
• 1.3.1 農(nóng)田作物根區(qū)土壤水分空間分布特征與分類(lèi)研究14-16
• 1.3.2 根區(qū)土壤水分空間分布與作物生長(zhǎng)關(guān)系研究16-18
• 1.4 存在的問(wèn)題18
• 1.5 研究?jī)?nèi)容18-19
• 第二章 試驗(yàn)方案與研究方法19-25
• 2.1 研究方法與技術(shù)路線19-20
• 2.1.1 研究方法19
• 2.1.2 技術(shù)路線19-20
• 2.2.試驗(yàn)區(qū)概況20
• 2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)20-23
• 2.3.1 春小麥試驗(yàn)布置21-22
• 2.3.2 春玉米試驗(yàn)布置22-23
• 2.4 監(jiān)測(cè)指標(biāo)與方法23-25
• 第三章 計(jì)劃濕潤(rùn)層對(duì)作物根區(qū)土壤水分分布動(dòng)態(tài)特征的影響25-42
• 3.1 不同作物含水率分層的相關(guān)性聚類(lèi)分析25-27
• 3.2 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度條件下小麥土壤水分的動(dòng)態(tài)特征27-29
• 3.3 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度條件下畦灌玉米土壤水分的動(dòng)態(tài)特征29-34
• 3.3.1 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理畦灌玉米層間土壤水分不均勻變化特征29-31
• 3.3.2 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理畦灌玉米土壤水分空間不均勻分布特征31-34
• 3.4 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度條件下隔溝灌玉米的土壤水分動(dòng)態(tài)特征34-40
• 3.4.1 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理隔溝灌玉米層間土壤水分不均勻變化特征34-37
• 3.4.2 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理隔溝灌玉米土壤水分空間不均勻分布特征37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第四章 作物根區(qū)空間土壤水分對(duì)根系生長(zhǎng)影響的研究42-52
• 4.1 小麥根區(qū)空間土壤水分對(duì)根系生長(zhǎng)的影響42-45
• 4.2 畦灌玉米根區(qū)空間土壤水分對(duì)根系生長(zhǎng)的影響45-47
• 4.3 隔溝灌玉米根區(qū)空間土壤水分對(duì)根系生長(zhǎng)的影響47-50
• 4.4 小結(jié)50-52
• 第五章 作物根區(qū)空間土壤水分對(duì)作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響52-63
• 5.1 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理春小麥株高葉面積變化規(guī)律52-54
• 5.1.1 株高變化規(guī)律52-53
• 5.1.2 葉面積變化規(guī)律53-54
• 5.2 計(jì)劃濕潤(rùn)層深度對(duì)小麥產(chǎn)量的影響54-55
• 5.3 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理畦灌玉米株高葉面積變化規(guī)律55-58
• 5.3.1 不同濕潤(rùn)層深度條件下畦灌玉米株高變化規(guī)律55-57
• 5.3.2 不同濕潤(rùn)層深度處理畦灌玉米葉面積變化規(guī)律57-58
• 5.4 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度對(duì)畦灌玉米產(chǎn)量的影響58-59
• 5.5 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理隔溝灌玉米株高葉面積變化規(guī)律59-60
• 5.5.1 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理隔溝灌玉米株高變化規(guī)律59-60
• 5.5.2 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理隔溝灌玉米葉面積變化規(guī)律60
• 5.6 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度對(duì)隔溝灌玉米產(chǎn)量的影響60-61
• 5.7 小結(jié)61-63
• 第六章 結(jié)論與討論63-67
• 6.1 主要結(jié)論63-66
• 6.1.1 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層處理春小麥試驗(yàn)研究63-64
• 6.1.2 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理畦灌春玉米試驗(yàn)研究64-65
• 6.1.3 不同計(jì)劃濕潤(rùn)層深度處理隔溝灌春玉米試驗(yàn)研究65-66
• 6.2 存在問(wèn)題及建議66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71-72
• 作者簡(jiǎn)介72

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本文編號(hào)：709504