【摘要】：痕量灌溉是當(dāng)前新興的一種地下滴灌,它能夠小流量緩慢向作物根區(qū)供水,針對(duì)這種灌溉方式下的不影響作物生長(zhǎng),而且對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用至關(guān)重要。本文通過大田和盆栽試驗(yàn)對(duì)痕量灌溉對(duì)玉米的生理生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行分析,系統(tǒng)研究痕量灌溉對(duì)水分及氮素運(yùn)移的影響,探究了不同壓力水頭和施肥量對(duì)玉米根系發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響以及基于RZWQM模型的灌溉制度優(yōu)化研究,取得如下研究成果:(1)通過測(cè)定痕量灌溉下玉米的株高、株徑、干物質(zhì)和光合速率等指標(biāo),可以看出痕量灌溉下,隨著生育期的進(jìn)行,不同施肥處理對(duì)株高影響明顯,8月10日前施底肥再按0:5:5追肥的處理最高。從干物質(zhì)累積量來看,施底肥再按0:5:5追肥的處理能增加玉米抽雄期的干物質(zhì)積累量,其余各處理對(duì)于生殖生長(zhǎng)有一定的限制作用。(2)通過對(duì)痕量灌溉下土壤水分、土壤基質(zhì)勢(shì)、土壤氮素運(yùn)移和土盆內(nèi)氮素累積量測(cè)定結(jié)果及氮素利用率的分析可以看出,在連續(xù)灌水的灌溉方式下,水分主要影響縱向35cm深度范圍內(nèi)的土壤含水率,而間隔灌水情況下滴頭附近含水率較低,可能是由于流量大,水分滲透到下層土壤中。從不同的施肥處理下可以看出,不施底肥再按2:4:4追肥的處理和施底肥再按0:5:5追肥的處理在氮素運(yùn)移上較為接近,均有利于根系對(duì)于氮素的吸收,減少氮素的的深層滲漏。適宜工作水頭為2m水頭壓力灌溉。適宜的灌水基質(zhì)勢(shì)范圍為-30—-60kPa,在華北平原區(qū),玉米生育期降雨量約為280mm,總灌水量約為80mm。根據(jù)銨態(tài)氮和硝態(tài)氮運(yùn)移轉(zhuǎn)化規(guī)律,適宜的施肥制度為苗期不施底肥,按總肥量的20%施加,拔節(jié)期按40%追施氮肥,灌漿期按40%追施氮肥。(3)通過對(duì)痕量灌溉下植株和土壤氫氧同位素、玉米根系、產(chǎn)量和品質(zhì)的測(cè)定結(jié)果及產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合分析可以看出,小流量連續(xù)灌水能夠增加玉米生苗期及拔節(jié)期根系的生長(zhǎng)發(fā)育,這個(gè)時(shí)期普通滴灌處理即間隔灌水情況下根系生長(zhǎng)發(fā)育較為遲緩。痕量灌溉下成熟期不施底肥而后按3:3:3追肥的處理根系表層發(fā)育較強(qiáng),與不施底肥再按2:4:4追肥的處理根系深層發(fā)育較強(qiáng)。苗期根系主要利用0-20cm 土層內(nèi)的水和肥,拔節(jié)后期根系主要吸收20-40cm的水和肥,灌漿期為40-80cm的水肥。痕量灌溉在一定程度上使得玉米的根系吸水深度在生育前期出現(xiàn)淺層增加的趨勢(shì),生育中期吸水深度在深層有增加趨勢(shì),而在生育后期吸水深度和普通地下滴灌沒有差異。痕量灌溉灌水采用2m-5m水頭的條件下產(chǎn)量和品質(zhì)綜合指標(biāo)是最高的,因此推薦使用的痕量灌溉水頭是2-5m。從施肥方式對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響可以看出,基本上灌水采用0.5N-0.75N的條件下產(chǎn)量和品質(zhì)綜合指標(biāo)是最高的,因此推薦使用的痕量灌溉小流量施肥模式為0.5-0.75N的施氮水平。(4)通過對(duì)RZWQM模型的土壤含水率、土壤貯水量、株高、葉面積、干物質(zhì)和土壤氮素轉(zhuǎn)化參數(shù)率定及驗(yàn)證,可以看出擬合效果較好,表明模型能很好的模擬土壤含水率、土壤貯水量和作物參數(shù)、氮素轉(zhuǎn)化等參數(shù)�；谌N水文年型的水分模擬情況可以看出表層含水率受到灌水和降雨影響較大,波動(dòng)較大,而深層土壤含水率受降雨和灌水影響較小,基本呈緩慢下降的趨勢(shì)。綜合水分和氮素利用效率來看120kgN/hm2的施氮量較有利于作物生長(zhǎng)。過多的施氮并未增加作物的產(chǎn)量,各水文年型下的氮素利用效率隨著施氮量的增加而顯著降低,水文年降雨量對(duì)玉米氮素滲漏有顯著影響,隨著水文頻率的增加(即降雨量減少)硝態(tài)氮滲漏量降低。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S513;S274
【圖文】：

邐１．８２Ｘ１０－４逡逑２．２試驗(yàn)材料逡逑痕量灌水器如圖２－１所示，灌水器為雙層濾膜結(jié)構(gòu)，出水口處是很多根的毛細(xì)管構(gòu)成的毛逡逑細(xì)纖維束，灌水器能夠緩慢給土壤根系層供水。逡逑灄一德ｔ邋／逡逑土壤逡逑圖２－１痕量灌溉灌水器示意圖逡逑預(yù)先對(duì)痕量灌水器進(jìn)行壓力－流量測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如圖２－２，壓力水頭０．５ｍ－１０ｍ，灌水器流逡逑量約為邋０．００５－０．１４Ｌ／ｈ。逡逑０．１６邋－逡逑０．１４邐ｊｒ邋＾逡逑0．ｉ２邋？逡逑＾邋ａｉ邐ｙ邋＾Ｏ．ＯＷＴｘ１－０１０５逡逑－０．０８邋－逡逑３邋０．０６邋－逡逑０．０４邋－逡逑０．０２邋？少’逡逑Ｑ邐Ｉ邐ｔ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐？邐Ｉ邐Ｉ逡逑０邐１邐２邐３邐４邐５邐６邐７邐８邐９邐１０邐１１逡逑壓力（ｔｎ）逡逑圖２－２痕量灌水器壓力－流量關(guān)系逡逑１３逡逑

邐１．８２Ｘ１０－４逡逑２．２試驗(yàn)材料逡逑痕量灌水器如圖２－１所示，灌水器為雙層濾膜結(jié)構(gòu)，出水口處是很多根的毛細(xì)管構(gòu)成的毛逡逑細(xì)纖維束，灌水器能夠緩慢給土壤根系層供水。逡逑灄一德ｔ邋／逡逑土壤逡逑圖２－１痕量灌溉灌水器示意圖逡逑預(yù)先對(duì)痕量灌水器進(jìn)行壓力－流量測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如圖２－２，壓力水頭０．５ｍ－１０ｍ，灌水器流逡逑量約為邋０．００５－０．１４Ｌ／ｈ。逡逑０．１６邋－逡逑０．１４邐ｊｒ邋＾逡逑0．ｉ２邋？逡逑＾邋ａｉ邐ｙ邋＾Ｏ．ＯＷＴｘ１－０１０５逡逑－０．０８邋－逡逑３邋０．０６邋－逡逑０．０４邋－逡逑０．０２邋？少’逡逑Ｑ邐Ｉ邐ｔ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐？邐Ｉ邐Ｉ逡逑０邐１邐２邐３邐４邐５邐６邐７邐８邐９邐１０邐１１逡逑壓力（ｔｎ）逡逑圖２－２痕量灌水器壓力－流量關(guān)系逡逑１３逡逑

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本文編號(hào)：2718836