【摘要】：膜下滴灌技術(shù)結(jié)合了覆膜的增溫保墑作用和滴灌的水肥精量調(diào)控優(yōu)勢(shì),在我國(guó)西北和東北等地取得了廣泛的應(yīng)用。然而,目前有關(guān)覆膜對(duì)土壤中氮素分布特征及轉(zhuǎn)化過程等的研究未能與滴灌等灌溉技術(shù)相結(jié)合,對(duì)膜下滴灌條件下的氮素動(dòng)態(tài)、轉(zhuǎn)化和吸收等過程缺乏深入的認(rèn)識(shí),對(duì)不同覆膜方式和滴灌施肥技術(shù)參數(shù)影響氮素行為的機(jī)理缺乏深入的研究,未能給膜下滴灌水肥管理提供科學(xué)的依據(jù)。此外,近年來農(nóng)用殘膜的危害日益顯現(xiàn),膜下滴灌技術(shù)的生態(tài)環(huán)境日益受到重視,采用具有適宜降解時(shí)間的可降解膜是膜下滴灌技術(shù)今后發(fā)展的趨勢(shì)。為此,急需開展膜下滴灌的適宜揭膜時(shí)間和施肥制度優(yōu)化方面的研究。本文以玉米為研究對(duì)象,圍繞膜下滴灌條件下的氮素運(yùn)移分布、轉(zhuǎn)化和吸收過程等開展試驗(yàn)和模擬研究。試驗(yàn)考慮揭膜時(shí)間和施氮量?jī)蓚�(gè)因素,揭膜時(shí)間設(shè)置未覆膜、苗期揭膜、抽穗期揭膜和全生育期覆膜四個(gè)水平,施氮量設(shè)0和250 kgN/hm2兩個(gè)水平。在玉米各生育階段取土測(cè)定土壤含水率、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、土壤氧化還原電位值和土壤脲酶活性和天門冬酰胺酶活性,每日按時(shí)觀測(cè)表層土壤溫度,定期測(cè)定玉米株高、葉面積指數(shù)、地上部分干物質(zhì)量和吸氮量,生育期結(jié)束后測(cè)定玉米的產(chǎn)量。為了得到不同氣候和土壤條件下的適宜膜下滴灌施肥制度,采用DNDC模型開展了膜下滴灌玉米施肥制度優(yōu)化。主要結(jié)論如下:(1)在施肥條件下苗期揭膜處理、抽穗期揭膜處理和全生育期覆膜處理0-20cm土層含水率分別比未覆膜處理高12.2%、13.6%和10.6%,而對(duì)20-90cm 土層含水率無影響;在未施肥條件下各揭膜處理對(duì)土壤各層含水率均有提高,苗期揭膜處理、抽穗期揭膜處理和全生育期覆膜處理0-90cm 土層含水率分別比未覆膜處理高9.6%、7.9%和9.4%。覆膜可增加玉米生育期內(nèi)表層土壤溫度,且對(duì)玉米苗期土壤表層溫度增加比較明顯,對(duì)玉米抽穗期增溫幅度最小;苗期揭膜處理、抽穗期揭膜處理和全生育期覆膜處理可分別提高9.2%、12.8%和18.1%的玉米生育期內(nèi)土壤有效積溫。(2)各揭膜處理可增加玉米苗期、拔節(jié)期和抽穗期0-90cm 土層硝態(tài)氮含量,而未覆膜處理和全生育期覆膜處理可增加玉米灌漿期和成熟期0-90cm 土層硝態(tài)氮含量;在未施肥條件下各揭膜可提高0-20cm 土層銨態(tài)氮的含量,在施肥條件下各揭膜處理可提高20-50cm 土層銨態(tài)氮含量;全生育期覆膜可提高土壤有機(jī)氮礦化,而苗期揭膜和抽穗期揭膜則會(huì)減少土壤有機(jī)氮礦化。(3)未覆膜處理0-30cm 土層氧化還原電位值比各揭膜處理高3.08～57.08mV,且在玉米生育前期提高值較大,在玉米生育后期提高值較小,到生育期末時(shí)各處理基本無差別;方差檢驗(yàn)結(jié)果表明各揭膜處理對(duì)土壤氧化還原電位值并無顯著影響,可見覆膜不會(huì)顯著影響土壤通氣性。覆膜可顯著降低土壤各層脲酶活性,苗期揭膜和抽穗期揭膜并不會(huì)提高土壤脲酶活性,相關(guān)性分析可得土壤脲酶活性和土壤銨態(tài)氮呈顯著負(fù)相關(guān),可見覆膜后土壤銨態(tài)氮升高降低了土壤脲酶活性;覆膜對(duì)土壤天門冬酰胺酶活性無顯著影響,但其和玉米吸氮量之間呈正相關(guān),在覆膜和施肥條件下它們相關(guān)系數(shù)為 0.891。(4)覆膜處理可顯著提高玉米苗期的株高、葉面積指數(shù)、地上部分干物質(zhì)量和吸氮量,且各揭膜處理之間差異不顯著;在未施肥條件全生育期覆膜處理可顯著提高玉米的雙穗數(shù)和百粒重,從而收獲了最高的產(chǎn)量,在施肥條件下苗期揭膜處理可顯著提高玉米的雙穗數(shù)而使得玉米產(chǎn)量最大。綜合考慮覆膜的增溫效果、對(duì)氮素轉(zhuǎn)化吸收以及作物產(chǎn)量的影響,東北地區(qū)膜下滴灌的適宜采取苗期揭膜的方式。(5)選用DNDC模型開展膜下滴灌施肥制度優(yōu)化模擬,在參數(shù)敏感性分析的基礎(chǔ)上對(duì)模型進(jìn)行率定和驗(yàn)證,DNDC模型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)膜下滴灌作物產(chǎn)量和吸氮量的較高精度的模擬。優(yōu)化結(jié)果表明,當(dāng)土壤初始無機(jī)氮含量在60mg/kg左右時(shí),東北半濕潤(rùn)區(qū)膜下滴灌玉米的適宜施氮量為150～200kg/hm2,此時(shí)在玉米抽穗期和灌漿期以1:3的比例施入氮肥可使氮肥的淋失量減少,且產(chǎn)量也可保持在較高水平。
【圖文】：

位于吉林省水利科學(xué)研究院樂山鎮(zhèn)灌溉試驗(yàn)站（Ｅ１２５°１９＇８〃，Ｎ４３°置如圖２．１所以，該站位于北半球中yN地帶，歐亞大陸東岸的中國(guó)２４７．５ｍ，屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均氣溫為４．８°Ｃ，多？６１５ｍｍ，降雨量不僅年變化大，而且在季節(jié)間的分配也不均勾，全年的６０％以上。土壤類型為黑土，根據(jù)國(guó)際制土壤質(zhì)地分類標(biāo)土壤主要物理性質(zhì)沿深度變化比較小，０？９０ｃｍ邋土層平均容重（３，平均飽和含水率（環(huán)刀法）為０．４５邋ｃｍ３／ｃｍ３，平均田間持水率０．３２邋ｃｍ３／ｃｍ３。取吸力１．５ＭＰａ下的含水率作為凋萎系數(shù)，采用高ＣＲ２１Ｇ，ＨＩＴＡＣＨＩ，日本）測(cè)定，結(jié)果為０．２０邋ｃｍ３／ｃｍ３，邋土壤主站位置如圖２．１所示。逡逑表２．１供試土壤基本物理特性土壤干容重邐凋萎系數(shù)邐田間持水率邐飽和含水率邐土（ｇ／ｃｍ３）邐（ｃｍ３／ｃｍ３）邐（ｃｍ３／ｃｍ３）邐（ｃｍ３／ｃｍ３）邐（Ｌ３６邐０２０邐０３２邐０４５邐１

（ＮＯ）和施肥（Ｎ１）因素，采用全組合設(shè)計(jì)，共８?jìng)�(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)置３個(gè)重復(fù)，逡逑共２４個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)尺寸為２ｍｘ２．５ｍｘ３ｍ邋（長(zhǎng)Ｘ寬Ｘ深），按區(qū)組式隨機(jī)排列，試逡逑驗(yàn)組合設(shè)計(jì)和小區(qū)號(hào)見表２．２，總平面圖見圖２．２，首部樞紐布置見附錄圖２．２。逡逑試驗(yàn)供試作物為玉米，根據(jù)當(dāng)?shù)氐姆N植習(xí)慣，選用玉米品種為吉東５９。玉米播種逡逑日期為４月２８日，采用單壟栽培方式，，相鄰壟間的間距是６５ｃｍ，玉米播種深度為２ｃｍ，逡逑每個(gè)位置播種２顆玉米，玉米的播種間距為２５ｃｍ，種植密度為６１５３８株／ｈｍ２。播種后逡逑在覆膜前會(huì)對(duì)土壤表明噴施除草劑進(jìn)行封閉滅草，在鋪設(shè)好滴灌帶后開始覆膜，地膜逡逑采用透明塑料薄膜，寬為１．３ｍ，厚為０．０８＿。覆膜開始時(shí)間為５月１２日，玉米的收逡逑獲時(shí)間為９月２１日。滴灌帶采用的是北京綠源公司生產(chǎn)的內(nèi)嵌式滴灌帶，Ｏ．ＩＭＰａ下滴逡逑頭的流量是１．３６Ｌ／ｈ，滴頭的間距是３０ｃｍ，每壟鋪設(shè)一條滴灌帶。逡逑邐表２．２試驗(yàn)設(shè)計(jì)組合邐邐逡逑處理編號(hào)邐處理設(shè)置邐施氮量（ｋｇ／ｈｍ２）邐小區(qū)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S513;S275.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2677988