【摘要】：內(nèi)蒙古河套灌區(qū)是我國(guó)重要的商品糧油生產(chǎn)基地。近年來引黃水量大幅縮減,水鹽問題嚴(yán)重影響著灌區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為緩解灌區(qū)水資源短缺,助力灌區(qū)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水和土壤鹽漬化治理,本研究選擇灌區(qū)內(nèi)典型鹽漬化農(nóng)田開展了連續(xù)3年(2016-2018)的膜下滴灌種植春玉米田間定位試驗(yàn)。試驗(yàn)地0-40 cm深度土壤EC_(1:5)為1.22 dS/m,pH值8.3,屬于中度鹽漬化水平。試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)基于土壤水基質(zhì)勢(shì)的灌水下限水平,分別為-10(S1)、-20(S2)、-30(S3)、-40(S4)和-50 kPa(S5),研究不同灌溉處理下的土壤水鹽分布與春玉米生長(zhǎng)及耗水特性。主要研究結(jié)果如下:(1)3個(gè)生長(zhǎng)季內(nèi)不同基質(zhì)勢(shì)水平下土壤含水率差異明顯,土壤水分運(yùn)移在滴頭下剖面內(nèi)表現(xiàn)出明顯的徑向分布規(guī)律。從全生育期來看,玉米根層土壤含水率波動(dòng)較大,而由于受灌水蒸發(fā)影響較小且地下水位較淺,深層土壤含水率時(shí)間波動(dòng)較小。滴灌下鹽分在土壤剖面發(fā)生再分布,不同處理下土壤脫鹽區(qū)域不同,隨著土壤水基質(zhì)勢(shì)水平的降低脫鹽區(qū)域逐漸縮小,其中S1處理的脫鹽區(qū)域最大可以達(dá)到滴頭正下方60cm處,而S5處理則未形成明顯脫鹽區(qū)。(2)不同灌水水平顯著影響玉米生長(zhǎng),隨著生育期內(nèi)土壤水基質(zhì)勢(shì)控制下限的降低,玉米株高與葉面積指數(shù)顯著降低(p0.05),其中基質(zhì)勢(shì)下限為-50 kPa的處理在2017年玉米發(fā)生早衰現(xiàn)象。地上部分干物質(zhì)積累量、百粒重、穗粒數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)都隨土壤水基質(zhì)勢(shì)下限的升高而增加。土壤水基質(zhì)勢(shì)水平越高,玉米產(chǎn)量越高,其中S1、S2和S3處理的玉米產(chǎn)量顯著高于S4和S5處理,但是前三者之間不存在顯著差異(p0.05)。隨著土壤水基質(zhì)勢(shì)的降低,玉米水分利用效率先增大后減小,當(dāng)土壤水基質(zhì)為-30 kPa時(shí)水分利用效率最高。(3)以S3處理為例,利用2017和2018年的田間實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)HYDRUS-2D模型進(jìn)行率定和驗(yàn)證。結(jié)果表明土壤水分和鹽分的模型模擬值與實(shí)測(cè)值基本吻合,2017年模型模擬值與實(shí)測(cè)值的RMSE(Root mean square error)和R~2分別為0.042 cm~3/cm~3和0.83,2018年分別為0.037 cm~3/cm~3和0.78。2017年鹽分模擬值與實(shí)測(cè)值的RMSE和R~2分別0.052 dS/m和0.77,2018年分別為0.047 dS/m和0.75。這說明HYDRUS-2D能夠較好地模擬河套灌區(qū)春玉米膜下滴灌條件下土壤水分和鹽分的運(yùn)移和分布規(guī)律,從而為河套灌區(qū)膜下滴灌的灌溉制度的優(yōu)化提供技術(shù)和數(shù)據(jù)支持。綜合考慮土壤水鹽分布和作物產(chǎn)量效應(yīng),本研究建議將河套灌區(qū)中度鹽漬化農(nóng)田的土壤水基質(zhì)勢(shì)下限控制在-30 kPa,用以指導(dǎo)膜下滴灌春玉米的種植。
【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】：2019
【分類號(hào)】：S513;S275.6

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本文編號(hào)：2726829