盐碱化紫花苜蓿人工草地土壤水盐特征及优化调控

发布时间：2020-04-23 23:17

【摘要】：松嫩平原西部地区的草原受太平洋季风气候的影响,草原的水热条件较好,加之地势平坦,适合发展机械化的畜牧业。该地区草原物种丰富度高,在高覆盖度的草原植被下,发育了肥力较高的黑土,盛产多年生优质牧草(羊草)。然而,松嫩平原西部地区的草原位于闭流区,地下水矿化度高,导致盐渍土与黑土接壤,因此,这里是环境敏感区与生态脆弱带。松嫩平原西部草原受过度放牧、过度开发等因素的影响而发生退化与盐碱化。草地生产力低已成为制约当地畜牧业发展的主要因素,而草地生产力与土壤水盐动态密切相关。因此,本研究以松嫩平原西部盐碱化人工草地为研究对象,主要对盐碱化人工草地的土壤理化性质的空间变异特征、土壤水盐动态、紫花苜蓿的水盐阈值进行研究,同时对松嫩平原西部盐碱化人工草地的灌溉制度进行优化。主要的研究结果有:1)盐碱化人工草地土壤电导率(EC)和总碱度(TA)的强空间变异性主要是受气候与成土母质的影响,而土壤pH与土壤质量含水量则是受结构性因素与随机因素的共同作用的影响。2)盐碱化人工草地生物量(干重)与土壤pH显著相关,并可用Y(DM)=2699.73-276.496 pH(R~2=0.403,7.17pH9.92),即紫花苜蓿的对土壤pH的耐受上限为9.92。3)中度盐碱化人工草地0~100 cm的土壤容积含水量最高;此外,盐碱化人工草地0~100 cm的土壤pH和SAR随种植时间的增加而逐渐降低,而轻度与重度盐碱化人工草地0~100 cm的土壤EC和TA穗种植时间而呈增加的趋势。4)土壤盐碱化通过影响紫花苜蓿叶片数量对人工草地的生产力产生影响,即减少紫花苜蓿的叶片数量,进而对盐碱化人工草地减产同时降低牧草品质。5)在返青期、分枝期与花期中,分枝期是紫花苜蓿对水分亏缺最敏感的生长阶段,此时期缺水将明显降低盐碱化人工草地牧草产量。6)灌溉可提高中度盐碱化人工草地0~100 cm的土壤容积含水量约10%;此外,0~100 cm土壤EC、SAR和TA分别降低了182~345μS cm~(-1)、8.95~9.00(mmol_c/L)~(1/2)和3.29~4.65 mmol_c L~(-1)。7)灌溉可有效提高紫花苜蓿的水分利用效率。在各水分处理中,I5(在分枝期进行灌溉)的水分利用效率最高,其次为I1(返青期+分枝期进行灌溉)处理下的水分利用效率。8)在综合考虑吉林西部地区的气候特点、地下水状况与土壤盐碱程度等多方面因素的情况下,在紫花苜蓿的分枝期进行灌溉,灌水定额以满足紫花苜蓿各阶段蒸散量(236.5 mm)为准。
【图文】：

人工草地,位置,土壤理化性质,空间变异特征

图 3.1 试验区域位置Figure 3.1 The location of experiment region2.1.1 盐碱化人工草地空间变异通过对盐碱化人工草地紫花苜蓿生物学特征以及土壤理化性质进行调查，揭示盐碱化人工草地的变异特征，具体内容如如下：1）盐碱化人工草地土壤理化性质的空间变异特征将经典统计学与地统计学结合，通过半方差分析，利用 kriging 插值法对盐碱化人工草地土壤理化性质进行了研究。阐明盐碱化人工草地土壤理化性质的空间变异特征。2）盐碱化人工草地紫花苜蓿生物学特征的空间变异性通过调查，获取田块尺度盐碱化人工草地紫花苜蓿的生长指标，利用地统计学等方法研究盐碱化人工草地紫花苜蓿生长的空间变异特征。

人工草地,优化调控,土壤水盐

盐碱化紫花苜蓿人工草地土壤水盐特征及优化调控性季风气候，昼夜温差大，气候季节性明显。春季干旱多风少雨，夏季炎热且降雨集中，，雨热同期，冬季严寒少雪。据白城气象局的数据显示，该地区 2008 年至 2015 年均降水量为 415.95 mm，约75%的雨量集中在6 ~ 9月份。年均蒸发量1545.55 mm，年平均日照数为3005.3h，年均有效积温 3000.5 ℃，最高气温 40.2 ℃，最低气温-33.3 ℃，冻土层可达180 cm，无霜期 142 d。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S541.9;S152.7;S156.4

【参考文献】