本文關(guān)鍵詞：促進(jìn)地下滴灌玉米出苗和生長的開溝播種關(guān)鍵技術(shù)機(jī)理研究

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【摘要】：地下滴灌是一種先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù),滴灌帶一般鋪設(shè)在耕作層以下。為了給種子提供適合出苗的水分環(huán)境,常采用大額地下滴灌灌溉或噴灌灌溉,但會(huì)造成水分深層滲漏或灌溉系統(tǒng)投資增加。在春旱嚴(yán)重地區(qū)作物出苗難是阻礙地下滴灌技術(shù)推廣應(yīng)用的世界性難題,對此關(guān)鍵技術(shù)的研究具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。本文基于2015～2016年在內(nèi)蒙古赤峰市進(jìn)行的兩年田間試驗(yàn),對適合于地下滴灌春玉米出苗的播種方式、與播種方式相應(yīng)的出苗水灌水量、灌溉施氮制度以及設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬,取得如下主要成果:(1)提出了一種可顯著提高玉米出苗率的地下滴灌播種方式——開溝播種(溝槽底部深10 cm,種子播于溝底以下5 cm處),與傳統(tǒng)平地播種相比較,灌相同出苗水(25 mm)后,開溝播種顯著改善了種子處土壤水分環(huán)境,在兩種滴灌帶埋深(30和35 cm)條件下,種子處土壤含水率提高了 20.0%～98.8%,出苗率提高了 9.2%～25.1%。(2)分析了出苗水灌水量對出苗率的影響,得到了玉米出苗率和種子處土壤相對濕度以及土壤有效飽和度的定量關(guān)系。當(dāng)播種前土壤初始含水率為40%～60%田持,土質(zhì)為砂壤土?xí)r,開溝播種的出苗率隨出苗水灌水量增加而先增大后減小,當(dāng)出苗水灌水量為45 mm時(shí),滴灌帶埋深30 cm的開溝播種的出苗率為100%;開溝播種出苗率和灌水結(jié)束后土壤水再分布24 h的種子處土壤相對濕度(R24)呈二次函數(shù)關(guān)系,與灌水剛結(jié)束時(shí)的種子處土壤有效飽和度(Se)呈線性關(guān)系。出苗率達(dá)到900%～95%時(shí),Se需達(dá)到0.77,R24需達(dá)到85%。(3)與平地播種相比較,開溝播種既能提高玉米出苗率,又能集蓄雨水,生育期內(nèi)玉米根區(qū)土壤蓄水量增大了 1.5%～3.5%,產(chǎn)量增大了 11.9%～40.9%,水分利用效率增大了 3.0%～25.8%。(4)灌水、施氮量影響土壤硝態(tài)氮的動(dòng)態(tài)變化。當(dāng)施氮量為240 kg/hm2時(shí),生育期內(nèi)土壤硝態(tài)氮含量圍繞初始值上下浮動(dòng)。硝態(tài)氮隨土壤水向地埋滴頭(埋深30 cm)四周擴(kuò)散,灌水定額越大,滴頭附近土壤硝態(tài)氮含量越低,20～40 cm 土層的土壤硝態(tài)氮含量隨灌水定額增大而減小,0～20和40-60 cm 土層的土壤硝態(tài)氮含量隨灌水定額增大而增大。當(dāng)灌水定額由70%ET'增大到100%ET'時(shí),玉米收獲季土壤硝態(tài)氮集中位置由20～50 cm下移到50～110 cm 土層,增大氮素淋溶的風(fēng)險(xiǎn)。(5)增大灌水量能促進(jìn)玉米對氮肥的吸收利用,有利于生長和產(chǎn)量的提高,但基于氮肥效應(yīng)函數(shù)模型,綜合考慮水氮利用效率和土壤水氮運(yùn)移分布特征,地下滴灌開溝播種適宜的施氮量為240～259 kg/hm2,灌水定額為85%ET'。按70%和85%ET'灌水時(shí),施氮量超過290 kg/hm2會(huì)抑制玉米生長,造成減產(chǎn),按100%ET'灌水時(shí),產(chǎn)量隨施氮量增加(0～340 kg/hm2)而增大;玉米水分利用效率和氮素利用效率均隨灌水、施氮量增加而先增大后減小,當(dāng)灌水定額為85%ET',施氮量為240和290 kg/hm2時(shí),水分利用效率和氮素利用效率分別取得最優(yōu)值。(6)構(gòu)建了地下滴灌開溝播種HYDRUS-2D模型,研究了不同土壤和初始水分情況下,開溝播種設(shè)計(jì)參數(shù)(開溝深度、滴灌帶埋深和灌水量)對種子處土壤水分的影響。綜合考慮玉米出苗、土質(zhì)、玉米根系分布、機(jī)械作業(yè)、耗能、耕作深度、深層滲漏和初始土壤含水率,提出滴灌帶埋深擬為30～35 cm,開溝深度擬為10～15 cm,灌水量范圍為25～67 mm。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S513

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 關(guān)小康;楊明達(dá);白田田;韓靜麗;黃潔;王靜麗;王同朝;;適宜深播提高地下滴灌夏玉米出苗率促進(jìn)苗期生長[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2016年13期

2 李洋;范冬梅;王秀芬;王敏;王晶;何宇;王丹;劉文國;楊偉光;路明;;單粒精播模式下不同種衣劑包膜對玉米新品種吉單50出苗率和產(chǎn)量的影響[J];作物雜志;2015年05期

3 郭丙玉;高慧;唐誠;劉濤;褚貴新;;水肥互作對滴灌玉米氮素吸收、水氮利用效率及產(chǎn)量的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2015年12期

4 曹慧英;王丁波;史建國;朱昆侖;董樹亭;劉鵬;趙斌;張吉旺;;播種深度對夏玉米幼苗性狀和根系特性的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2015年08期

5 劉曉菲;萬書勤;馮棣;蔣樹芳;康躍虎;劉士平;;地下滴灌帶不同埋深對馬鈴薯產(chǎn)量和灌溉水利用效率的影響[J];灌溉排水學(xué)報(bào);2015年05期

6 Roger Burritt;Katherine Christ;;重視水資源[J];首席財(cái)務(wù)官;2015年07期

7 喬江方;劉京寶;黃璐;朱衛(wèi)紅;夏來坤;李川;喬輝;;不同播種方式下夏玉米機(jī)械化精量施肥技術(shù)研究[J];河南農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年03期

8 岳文俊;張富倉;李志軍;鄒海洋;高月;;水氮耦合對甜瓜氮素吸收與土壤硝態(tài)氮累積的影響[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2015年02期

9 張玉賢;周桂霞;;免耕播種機(jī)破茬器與開溝器的研究[J];農(nóng)機(jī)使用與維修;2015年03期

10 王建東;龔時(shí)宏;許迪;張彥群;;東北節(jié)水增糧玉米膜下滴灌研究需重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)方面[J];灌溉排水學(xué)報(bào);2015年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 郝遠(yuǎn)遠(yuǎn);內(nèi)蒙古河套灌區(qū)水文過程模擬與作物水分生產(chǎn)率評估[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 呂雙慶;滴灌施肥條件下玉米（Zea mays L.）氮素運(yùn)籌效應(yīng)研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2012年

3 王永軍;超高產(chǎn)夏玉米群體質(zhì)量與個(gè)體生理功能研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

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本文編號：1294650