【摘要】：糧食持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)問題一直是21世紀人類面臨的最嚴峻的問題之一,對于人口數(shù)量占世界人口22%的中國來說更加是一個亟待解決的問題。黑龍江是中國主要的糧食生產(chǎn)基地,提高黑龍江省的糧食產(chǎn)量對于解決我國糧食安全問題意義重大。然而,黑龍江省位于我國半干旱半濕潤地區(qū),作物在生育期內(nèi)降雨不均勻,易出現(xiàn)干旱缺水的狀況,低產(chǎn)田較多。同時,不合理的施肥與作物生育期內(nèi)水分不足也是制約當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。因此,采用高效的灌溉方式,尋求合理的水肥配施方案是解決黑龍江省糧食問題的重要舉措。本文以玉米為研究對象,選用D-416飽和最優(yōu)設計,將氮肥、磷肥、鉀肥與灌水量作為試驗因素,開展噴灌條件下玉米的水肥耦合效應的研究。運用對比分析、方差分析、回歸分析等方法,對不同水肥處理的玉米株高、莖粗、葉面積、光合速率、產(chǎn)量、土壤水分與水分利用效率進行初步分析,并利用多目標優(yōu)化遺傳算法尋求最優(yōu)的玉米水肥配比。得到如下的研究結(jié)果:(1)灌水與施肥對玉米光合速率的影響程度依次為:灌水量、氮肥、鉀肥、磷肥。光合速率隨四個因素編碼值的增加均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。水氮、磷鉀、水鉀存在顯著的耦合效應,其他因素的耦合效應不顯著。其中,水氮和磷鉀效應為負效應,水鉀效應為正效應。(2)利用回歸分析,得出四因素對玉米產(chǎn)量的影響大小為:氮肥、磷肥、灌水量和鉀肥,均對產(chǎn)量的增加有促進作用,且氮肥對產(chǎn)量的影響明顯高于其他因素。耦合效應方面,氮鉀和磷鉀效應為正效應,氮磷、氮水、磷水和鉀水效應為負效應。(3)灌水與施肥對玉米水分利用效率的影響程度依次為:氮肥、磷肥、鉀肥、灌水量,均對水分利用效率的提高有促進作用。氮鉀與磷鉀效應為正效應,氮磷、氮水、磷水與鉀水效應為負效應。(4)構(gòu)建了玉米光合速率、產(chǎn)量、水分利用效率的多目標優(yōu)化模型,采用多目標遺傳算法對該模型進行求解,得到最佳水肥配比為:氮肥施用量270.00 kg N·hm~(-2)、磷肥施用量60.08kg P_2O_5·hm~(-2)、鉀肥施用量60.02 kg K_2O·hm~(-2)、總灌水量700.00 m~3/hm~2,該配比下得到的玉米最佳光合速率為20.80μmol/(m~2·s),產(chǎn)量為17421.04 kg/hm~2,水分利用效率為3.72 kg/m~3。(5)對依據(jù)多目標遺傳算法得出的最佳水肥組合進行了經(jīng)濟效益分析,結(jié)果表明在該組合下每公頃玉米純利潤為8392元/hm~2。相比當?shù)貍鹘y(tǒng)栽培模式產(chǎn)量提高74.2%,經(jīng)濟效益提高61.5%。本文通過回歸分析對玉米光合速率、產(chǎn)量與水分利用效率進行綜合研究,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中合理地調(diào)控玉米水肥配施方案具有一定的參考價值。通過多目標遺傳算法得出的玉米最優(yōu)水肥配比,對提高黑龍江省西部地區(qū)低產(chǎn)田玉米產(chǎn)量和水肥利用效率具有指導作用,同時也驗證了噴灌在黑龍江西部地區(qū)進行推廣應用的合理性。
【學位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S513
【圖文】：

(c)圖 3-4 各因素對光合速率的互作效應Fig. 3-4 Effects of various factors on photosynthetic rate理的玉米產(chǎn)量耦合效應分析理的玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素分析表 3-6 玉米產(chǎn)量構(gòu)成因素Tab. 3-6 Components of maize yield穗長 穗粗 穗粒重 百粒重 禿27.10 16.00 337.54 39.60 26.60 15.20 332.32 36.83 25.60 14.40 291.48 40.34 25.80 15.60 327.34 41.88 25.60 16.00 328.74 37.02 25.40 15.60 339.32 42.04

東北農(nóng)業(yè)大學工學碩士學位論文為 0，得到氮磷(YCNP)、氮鉀(YCNK)、氮水(YCNW)、磷鉀(Y效應方程為：12874.40+1110.34x1+387.64x2+769.72x12+301.61x22-254.97x112874.40+1110.34x1+116.98x3+769.72x12-278.91x32+151.09x1=12874.40+1110.34x1+215.61x4+769.72x12+601.58x42-79.36x112874.40+387.64x2+116.98x3+301.61x22-278.91x32+72.57x2x312874.40+387.64x2+215.61x4+301.61x22+601.58x42-275.43x2=12874.40+116.98x3+215.61x4-278.91x32+601.58x42-1009.21x3b 2014a 對方程(3-23)、(3-24)、(3-25)、(3-26)、(3-27)、(3-8、3-9、3-10、3-11、3-12、3-13 所示。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周罕覓;張富倉;Roger Kjelgren;吳立峰;范軍亮;向友珍;;水肥耦合對蘋果幼樹產(chǎn)量、品質(zhì)和水肥利用的效應[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2015年12期

2 吳立峰;張富倉;范軍亮;周罕覓;梁飛;高志建;;水肥耦合對棉花產(chǎn)量、收益及水分利用效率的效應[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2015年12期

3 銀敏華;李援農(nóng);谷曉博;周昌明;董麗利;張?zhí)鞓?;氮肥運籌對夏玉米氮素盈虧與利用的影響[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2015年10期

4 范永申;王全九;周慶峰;段福義;王正奇;陳震;;中國噴灌技術(shù)發(fā)展面臨的主要問題及對策[J];排灌機械工程學報;2015年05期

5 徐博韜;;2014年黑龍江省玉米市場分析報告[J];黑龍江糧食;2015年05期

6 朱大林;詹騰;張屹;鄭小東;張燈皇;余竹瑪;;多鄰域結(jié)構(gòu)多目標遺傳算法[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2015年04期

7 邢英英;張富倉;張燕;李靜;強生才;李志軍;高明霞;;膜下滴灌水肥耦合促進番茄養(yǎng)分吸收及生長[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2014年21期

8 李建明;潘銅華;王玲慧;杜清潔;常毅博;張大龍;劉媛;;水肥耦合對番茄光合、產(chǎn)量及水分利用效率的影響[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2014年10期

9 成軍花;;水肥耦合對作物的影響研究進展[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2014年05期

10 史少培;謝崇寶;高虹;殷國璽;;噴灌技術(shù)發(fā)展歷程及設備存在問題的探討[J];節(jié)水灌溉;2013年11期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 孟翔燕;玉米膜下滴灌水肥耦合的生物性狀與土壤水分分析[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2014年

相關(guān)碩士學位論文 前5條

1 魏歡歡;耕作措施對黃土高原旱地春玉米和冬小麥產(chǎn)量及水分利用效率影響的整合分析[D];中國科學院大學(中國科學院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心);2017年

2 李靜;黑龍江省糧食生產(chǎn)影響因素研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2014年

3 郭淳;黑龍江省玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學;2014年

4 張紅梅;噴灌水氮管理對土壤水氮動態(tài)及作物生長的影響[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2009年

5 邰書靜;氮磷鉀配施對飼用玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[D];西北農(nóng)林科技大學;2006年

本文編號：2737232