【摘要】：水資源短缺及土壤次生鹽漬化問題已成為制約新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素。膜下滴灌作為一種新型改良利用鹽堿地的方法,已在全疆范圍內(nèi)得到了大面積推廣與應(yīng)用。然而,水資源短缺及土壤次生鹽漬化問題已嚴(yán)重威脅到干旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土資源的可持續(xù)利用。因此,本文結(jié)合新疆自治區(qū)“十二五”重大專項(xiàng)課題,采用野外監(jiān)測取樣與室內(nèi)化驗(yàn)分析相結(jié)合的方式,針對土壤水分、鹽分及溫度進(jìn)行了長期連續(xù)監(jiān)測試驗(yàn),初步研究成果如下:(1)在棉花生育期內(nèi),膜下滴灌棉田土壤水分在剖面上呈現(xiàn)明顯的帶狀分布特征,且0~150cm土壤剖面存在穩(wěn)定的含水率高值區(qū),其位置保持在棉花根系所在的30~70cm土層范圍內(nèi),說明試驗(yàn)區(qū)現(xiàn)行膜下滴灌灌溉制度能夠保證棉花根系大部分時(shí)間處于良好的水環(huán)境,保證棉花在生育期的正常需水。(2)經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn),在棉花生育期始末,隨土層深度的增加,棉田土壤水分呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,而土壤鹽分含量呈現(xiàn)出隨深度的增加而增大的趨勢;各土層水分呈現(xiàn)中等偏弱變異特征,而鹽分呈現(xiàn)中等偏強(qiáng)變異特征。相比之下,生育期末土壤鹽分變異性比生育期初大。在60cm土層,其含鹽量值均小于6 g·kg-1,屬于輕度鹽漬化土壤;而在60cm土層中,其土壤鹽分值均6 g·kg-1,屬于中度鹽漬化土壤。(3)地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)區(qū)棉田土壤含水率空間分布結(jié)構(gòu)可以用球狀模型、指數(shù)模型較好擬合;而土壤鹽分空間分布結(jié)構(gòu)可用指數(shù)模型及高斯模型較好擬合。在60cm土層中,土壤水分呈現(xiàn)出中等強(qiáng)度的空間相關(guān)性;而60cm土層,呈現(xiàn)出強(qiáng)烈空間相關(guān)性。在棉花生育期初,土壤鹽分的空間相關(guān)程度呈現(xiàn)出隨深度的增大而逐漸減小的趨勢;而在生育期末,土壤鹽分的空間相關(guān)性呈現(xiàn)出與生育期初相反的趨勢。(4)由自相關(guān)距的變化趨勢可知,60cm各土層含水率自相關(guān)距離保持在[197.5,325.4]m范圍內(nèi),呈現(xiàn)出隨深度的增加而增大的趨勢;而60cm土層該值呈現(xiàn)出相反趨勢。在棉花生育期初,土壤鹽分變程值呈現(xiàn)出隨深度增加而增大趨勢,而生育期末,該值呈現(xiàn)出中間土層較大,表層和深層小的趨勢。(5)由棉田土壤水分隨機(jī)模擬及不確定性分析可知,試驗(yàn)區(qū)表層0~20cm土層有92.3%的區(qū)域(其面積約為22.2公頃)土壤含水率值小于18%的概率高達(dá)90%以上,由此可以推斷,試驗(yàn)區(qū)在播種前表層0~20cm土層土壤含水率值無法保證當(dāng)年棉花種子的萌發(fā)。在20~40cm土層,只有17.7%(面積約4.25公頃)的土壤其含水率低于閥值的概率高于50%,且這些區(qū)域主要分布于試驗(yàn)區(qū)周邊地帶,即試驗(yàn)區(qū)的東南-西北方向。由此可知,這一土層的大部分土壤,其含水率值低于18%的風(fēng)險(xiǎn)小于50%。(6)經(jīng)pearson相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),在深度方向上,棉田各土層土壤含水率及含鹽量在95%、99%的置信度下,其雙尾檢驗(yàn)結(jié)果均呈現(xiàn)極顯著水平,其中各相鄰?fù)翆娱g的水分及鹽分相關(guān)性最強(qiáng)。隨著土層間距的增大,各土層水分及鹽分的相關(guān)性逐漸減弱。各相鄰?fù)翆娱g水分及鹽分值可以用線性函數(shù)較好擬合,其擬合度基本都大于50%。生育期末各土層土壤鹽分的相關(guān)性比生育期初強(qiáng)。(7)由年內(nèi)棉田土壤鹽分變化分析可知,隨著生育期的推后,各土層土壤鹽分整體呈減小趨勢;處于5月中旬(苗期)、7月中旬(花鈴期)及9月中旬(收獲期)時(shí)段的棉田,其土壤鹽分波動較大,有不同程度的積鹽趨勢。由土壤鹽分年際變化情況分析可知,實(shí)施膜下滴灌1~6年的地塊,土壤鹽分含量呈現(xiàn)出隨種植年限的增加而減小的趨勢,這一趨勢在第三年以后較為明顯,脫鹽效果以20cm以下土層更為顯著;實(shí)施膜下滴灌6~7年,土壤鹽分基本處于新的平衡狀態(tài),各地塊出現(xiàn)穩(wěn)定積鹽層,其深度大約在80~100cm土層附近。鹽分變化穩(wěn)定后,在0~60cm土層中,大部分鹽分值基本保持在2.5g·kg-1左右,屬于非鹽化土。(8)由棉田土壤鹽分不確定分析可知,隨土層深度的增加,土壤為非鹽漬化的可能性大于90%的面積分別約占總面積的53%、30%、19%、18%、14%,呈逐漸遞減趨勢,且基本分布于試驗(yàn)區(qū)東北方向;輕度鹽漬化土壤面積約占21%、35%、43%、45.8%、41%,基本呈逐漸增加趨勢,其分布基本覆蓋整個(gè)試驗(yàn)區(qū);而中度及以上鹽漬化土的分布面積約占9%、15%、12%、7%、0,基本都位于試驗(yàn)區(qū)西南角。由此可以初步判斷,試驗(yàn)區(qū)隨深度增大,土壤次生鹽漬化程度有加劇的趨勢,但主要以輕度鹽漬化為主。棉田耕作年限與試驗(yàn)區(qū)次生鹽漬化的發(fā)生具有一定相關(guān)性。(9)凍融期外界氣溫對膜下滴灌棉田土壤溫度的影響隨著深度的增加而減弱,相鄰?fù)翆拥耐寥罍囟缺３指叨认嚓P(guān)性,且隨著深度的增加,各土層間的相關(guān)性逐漸減弱。當(dāng)?shù)貎鋈谄趶?012年11月9日開始至2013年3月8日結(jié)束,長達(dá)120天,最大凍結(jié)深度約為80cm。土壤凍融大致可以分為凍結(jié)帶發(fā)育階段,穩(wěn)定凍結(jié)階段及消融期三個(gè)階段,且此三個(gè)階段土壤溫度與深度可以采用二次曲線較好擬合,且其精度較高。凍融期土壤剖面鹽分呈現(xiàn)出隨深度增加先增大后減小的趨勢。在0~60cm土層,土壤含鹽量基本保持在0~3g·kg-1范圍內(nèi),屬于非鹽化土壤;而在80cm以下土層,存在穩(wěn)定積鹽層,表現(xiàn)出中度及重度鹽化土壤的特征。
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S562;S275.6

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本文編號：2785290