發(fā)布時間：2020-04-28 13:36

【摘要】：內(nèi)蒙古河套灌區(qū)作為我國重要的糧食生產(chǎn)和保障基地,其中肥料撒施和白色塑料地膜覆蓋種植是該地區(qū)的主要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。然而白色塑料地膜覆蓋易產(chǎn)生農(nóng)膜殘留及局部溫度過高,傳統(tǒng)氮肥撒施氮素易于揮發(fā),造成氮肥利用效率不高等現(xiàn)象。本研究主要開展地膜種類選擇和氮肥施用方式的適用性研究,以期提高該地區(qū)農(nóng)田水肥高效利用,減少農(nóng)田“白色污染”,為作物高效高產(chǎn)和防控農(nóng)業(yè)面源污染提供理論依據(jù)。為此,通過兩年田間試驗,設(shè)置了白色和黑色降解膜、塑料地膜等地膜類型和氮肥撒施、穴施、溝施等施肥方式,研究不同覆膜類型和施氮方式對不同深度土壤地溫的影響效應(yīng),探索其對作物水氮利用效率、作物產(chǎn)量的影響過程,且基于加速遺傳算法投影尋蹤聚類模型(RAGA-PPC)構(gòu)建覆膜類型和施氮方式的評價體系,對農(nóng)田生產(chǎn)的關(guān)鍵指標進行評價,篩選出適合該地區(qū)的覆膜類型和施肥方式,為該地區(qū)農(nóng)業(yè)高效高產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。主要結(jié)論如下:(1)黑色降解膜的降解速率和程度均大于白色可降解膜。不同降解速率地膜之間,慢速可降解膜力學(xué)性能最優(yōu),不同顏色地膜之間,白色地膜的力學(xué)性能優(yōu)于黑色地膜。黑色地膜透光率較低,對雜草的株防效和鮮重防效均超過80%。(2)地表瞬時溫度黑膜處理大于白膜,土壤耕層溫度白膜處理大于黑膜,且黑色地膜可以有效降低0~15cm土層的土壤溫度,較白色地膜覆蓋平均低1.1℃。白色和黑色降解膜覆蓋區(qū)平均地溫比破損區(qū)高0.4℃和1.6℃。在0~15cm土層白色快速和慢速降解膜覆蓋下平均溫差達到1.05℃,黑色降解膜覆蓋為0.59℃。不同施氮方式下的地溫主要在追肥后產(chǎn)生差異,雙側(cè)深施下作物生長旺盛,田間郁閉度高,有效的減少了太陽輻射,在0~15cm土層溫度低于單側(cè)深施和撒施。(3)覆膜處理主要影響0~40cm土層含水率變化。降解膜慢速生育期內(nèi)保水效果與普通膜相似。普通膜處理在0~40cm土層硝態(tài)氮平均含量與降解膜中速和慢速無顯著差異。白色地膜覆蓋下硝態(tài)氮平均含量大于黑色地膜。未追肥前,各施肥處理含水率在0~20 cm土層內(nèi)無明顯差異;追肥后,長勢較好的深施處理在0~20 cm土層內(nèi)含水率降低;撒施處理的硝態(tài)氮主要集中在0~20 cm土層,穴施和溝施處理下的硝態(tài)氮主要分布在0~40 cm土層。穴施處理下的氮素釋放最為迅速,以雙側(cè)穴施為最優(yōu)。(4)不同降解速率降解膜覆蓋下產(chǎn)量及水氮利用效率呈現(xiàn)規(guī)律為:慢速中速快速。黑色地膜覆蓋產(chǎn)量及水氮利用效率高于白色地膜,不同施氮方式下產(chǎn)量及水氮利用效率呈現(xiàn)規(guī)律為:雙側(cè)深施單側(cè)深施撒施,雙側(cè)深施的氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)效率大于單側(cè)深施。(5)基于RAGA-PPC模型,建立以地膜特性、作物生長、產(chǎn)量及水氮利用效率為主的評價體系進行地膜評價。結(jié)果顯示,黑色地膜覆蓋效果優(yōu)于白色地膜,不同降解速率可降解膜的覆蓋效果呈現(xiàn)的順序為慢速中速快速,且黑色可降解膜慢速覆蓋效果與黑色普通地膜相似。不同施氮方式的評價體系以作物生長、產(chǎn)量及水氮利用效率為主。結(jié)果顯示,雙側(cè)穴施和雙側(cè)溝施產(chǎn)量和水氮利用效率較高,以雙側(cè)穴施最優(yōu)。
【圖文】：

2 材料與方法2.1 試驗區(qū)概況試驗于 2016 和 2017 年在內(nèi)蒙古河套灌區(qū)木壘灘節(jié)水試驗區(qū)（東106°9′~107°10′，北緯 40°9′~40°57′，海拔 1059m）進行。該區(qū)域?qū)贉貛Т箨懶约練夂�，熱量充足，晝夜溫差較大，積溫高，無霜期較短，年平均降雨量少。全年照時間 3200h，，10℃以上活動積溫 2200℃，無霜期 135 d，雨量稀少，年降水102.9mm，年蒸發(fā)量 2258.8mm。地下水埋深 6m 以下，水質(zhì)符合灌溉水質(zhì)標準。壤平均 pH 值為 8.01，田間持水率為 24.4%。

圖 5 不同施肥方式示意圖Fig.5 The sketch Map of different fertilization methods2.6 觀測項目及方法土壤含水率：采用烘干法，取土深度為 1m，分別在作物膜上及膜間 0~10cm、10~20cm、20~40cm、40~60cm、60~80 cm、80~100cm 土層取樣，每 15d 進行一次。作物播種前后、灌水前后、降雨后、收獲后加測。土壤耕層溫度：采用北京惠澤農(nóng)科技有限公司生產(chǎn)的溫度傳感器（HZR-8T 型，測量范圍為-40℃~60℃，精度為±0.2℃~0.5℃，分辨率為 0.1℃）進行監(jiān)測，分別在每個小區(qū)膜上及膜間 0~15cm，15~30cm 土層垂直埋設(shè)溫度傳感探頭，每 120min 自動記錄一次。土壤地表溫度：采用 Fluck 公司生產(chǎn)的 Ti45 紅外成像儀（測量范圍為-20℃~350℃，精度為±2℃，分辨率為 0.1℃）（圖 6）分別于覆膜第 1、30、60、90、130天對觀測地膜降解率設(shè)定的區(qū)域進行拍照，利用 Smartview 軟件導(dǎo)出不同監(jiān)測日期地膜表面溫度數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S31

【參考文獻】

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本文編號：2643525