發(fā)布時(shí)間：2019-09-27 13:46

【摘要】：田間土壤屬性指標(biāo)、作物產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)的時(shí)空變異性普遍存在,了解土壤屬性指標(biāo)的時(shí)空變異特征及其對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響是實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)和前提。長期以來傳統(tǒng)粗放式的田間管理,諸如盲目且往往過量施用水肥,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和水肥資源利用效率低下,而且還對環(huán)境造成負(fù)面影響。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是解決這些問題的主要的有效方法之一。因此,正確、全面地認(rèn)識溫室內(nèi)土壤屬性指標(biāo)的時(shí)空變異性及其對作物生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,對于實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和科學(xué)價(jià)值。本文選取日光溫室膜下滴灌番茄為研究對象,于2012～2013年在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)石羊河流域農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水試驗(yàn)站溫室內(nèi)進(jìn)行。兩年試驗(yàn)分別選取22和48個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn),測定生育期內(nèi)0～100 cm土壤含水率、氮素含量和土壤物理屬性指標(biāo),以及番茄生長、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo),系統(tǒng)分析了溫室內(nèi)土壤屬性指標(biāo)和作物耗水量的時(shí)空變異規(guī)律以及番茄生長、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)的空間變異性,研究了土壤屬性指標(biāo)和耗水量對產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)的影響。取得了如下主要成果：(1)0～100 cm不同深度土壤含水率的變異系數(shù)為6.6%-37.8%,相同深度土壤含水率的變異系數(shù)在生育期內(nèi)逐漸增加；土壤含水率的變異系數(shù)隨其平均值的增加而減小,并呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系。土壤含水率具有良好的空間結(jié)構(gòu),其空間變異主要是由空間結(jié)構(gòu)引起的,大部分土壤含水率的變程在10m以下。不同深度土壤硝態(tài)氮含量的變異系數(shù)為10.6%-62.5%,硝態(tài)氮含量空間變異性是由隨機(jī)變異和結(jié)構(gòu)性變異共同作用的,大部分土壤硝態(tài)氮含量的變程在30 m左右。土壤銨態(tài)氮含量的變異系數(shù)為6.5%-27.4%,大部分變量的變程在20 m左右。(2)兩年試驗(yàn)生育期內(nèi),番茄株高和SPAD值的變異系數(shù)為2.7%-10.8%,LAI的變異系數(shù)為6.1%-18.4%,株高和LAI的變異系數(shù)在生育期內(nèi)逐漸減小。生長指標(biāo)具有較好的空間結(jié)構(gòu),其變程在生育期內(nèi)表現(xiàn)不一。番茄各個(gè)生育階段和全生育期耗水量的變異系數(shù)為7.8%-21.7%,且隨生育期進(jìn)行而增加。耗水量具有良好的空間結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出強(qiáng)烈空間相關(guān)性,結(jié)構(gòu)變異占總變異的比例超過80%,變程為4.2～29.6 m。(3)番茄產(chǎn)量及其相關(guān)指標(biāo)的變異系數(shù)為2.8%-22.5%,品質(zhì)指標(biāo)的變異系數(shù)變化范圍為0.5%-33.3%,大部分產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)屬于弱變異性。產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)均具有較好的空間結(jié)構(gòu),不同指標(biāo)的變程差異較大。產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)與大部分根區(qū)土壤屬性指標(biāo)和耗水量存在顯著相關(guān)關(guān)系。(4)構(gòu)建了以表層土壤屬性指標(biāo)和作物耗水量為自變量、產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)為因變量的多元回歸模型,所選表層土壤屬性指標(biāo)可以分別解釋35%-80%(平均值為58%)產(chǎn)量及其相關(guān)指標(biāo)和3%-67%(平均值為38%)品質(zhì)指標(biāo)的空間變異,考慮階段日均耗水量后,這些比例可分別提高至38%-92%和4%-80%�？紤]階段耗水量的PCSR模型具有更高的模擬精度。(5)優(yōu)化后的PLS回歸模型具有更好的穩(wěn)定性,所選根區(qū)土壤屬性指標(biāo)可以解釋35%-92%主要產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)的空間變異,不同土壤屬性類別對產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)影響的貢獻(xiàn)率差異較大。土壤屬性指標(biāo)對產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率總體表現(xiàn)出隨土壤深度減小,隨生育階段增加的趨勢。生育階段前期土壤銨態(tài)氮含量對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響最大。
【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】：2016
【分類號】：S626;S641.2

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本文編號：2542746