蓄水坑灌果园土壤水分和养分监测点布设优化研究

发布时间：2017-04-01 15:00

  本文关键词：蓄水坑灌果园土壤水分和养分监测点布设优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：土壤水分和氮素都是作物生长的重要影响因素,土壤水分和氮素含量直接决定着作物的生育以及产量。因此,及时、准确测定两者的含量极其重要。大量研究表明,蓄水坑灌条件下灌溉水、氮在土壤中并非呈现出简单的一维层状均匀分布特征,而且水分含量还会受到降雨及灌溉等诸多因素的影响。因此,为准确测定土壤水分以及氮素的含量,在果树周围土壤中密集布设监测点在所难免,然而这样不仅增加了测量的工作量,还加大了土壤水分传感器和氮素土样采集设备的投入。为此,研究如何在准确把握土壤墒情、含氮量信息的前提下,减少水分、氮素测点的布设数量迫在眉睫。目前,关于土壤水分测点布设位置的研究和探索主要集中在以滴灌为主的大田作物,对蓄水坑灌条件下果树水分测定探头布设的优化研究还相对较少,而关于土壤氮素采样点布设位置的研究和探索则几乎没有。本试验以此为出发点,通过相关性分析、聚类分析、主成分分析以及因子分析等数学统计方法,并且在综合考虑了降雨及灌溉对土壤水分、氮素影响的前提下,试图寻找代表性较好的监测点位置,探讨该测点的体积含水率、氮素含量与果树周边土壤剖面水分、氮素含量之间的转换关系,并利用实测数据对转换模型的预测精度进行验证,最终得出如下结论:(1)蓄水坑灌条件下,不过坑且距果树30cm处监测点(b30)的体积含水率与整个试验区十个监测点体积含水率的加权平均值有着显著的相关性,并且两者之间的关系可用线性公式表示,进一步利用实测数据进行验证,结果表明所建立的线性公式具有较高的预测精度。因此,可以利用b30测点的体积含水率来估算蓄水坑灌条件下整个果树周边土壤的含水率情况。(2)蓄水坑灌条件下,不同深度土层之间铵态氮含量具有一定的相关性,而且绝大部分土层之间铵态氮含量在0.01水平(双侧)上达到显著相关程度,相关性较好。通过数理统计方法——聚类分析得出:蓄水坑灌条件下,只需在0~20cm、20~40cm以及100~120cm这三个土层每层布设5个采样点——不过坑且距果树30cm(b30),过坑且距果树30cm(g30)、50cm(g50)、120cm(g120)以及过坑与不过坑中间且距果树75cm(z75)即可有效监测果树周围地表以下0~200cm深度范围内土壤铵态氮含量,进一步利用实测数据对试验结论进行验证,结果表明预测精度较高,可靠性较好。(3)蓄水坑灌条件下,不同深度土层之间硝态氮含量具有一定的相关性,而且绝大部分土层之间硝态氮含量在0.01水平(双侧)上达到显著相关程度,相关性较好。通过数理统计方法——主成分分析以及因子分析得出:蓄水坑灌条件下,只需在0~20cm、40~60cm以及80~100cm这三个土层每层布设6个采样点——不过坑且距果树30cm(b30),过坑且距果树30cm(g30)、50cm(g50)、120cm(g120)以及过坑与不过坑中间且距果树75cm(z75)、110cm(z110)即可有效监测果树周围地表以下0~200cm深度范围内土壤硝态氮含量,进一步利用实测数据对试验结论进行验证,结果表明预测精度较高,可靠性较好。
【关键词】：蓄水坑灌 土壤水分 土壤氮素 监测点 相关性分析
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S275;S158
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 研究进展12-21
• 1.2.1 果林节水灌溉研究进展12-14
• 1.2.2 蓄水坑灌法研究进展14-17
• 1.2.3 土壤水分测定技术及测点布设位置研究进展17-20
• 1.2.4 土壤氮素测定技术研究进展20-21
• 1.3 论文的主要研究内容与技术路线21-23
• 1.3.1 主要研究内容21
• 1.3.2 技术路线21-23
• 第二章 田间试验设计与方法23-29
• 2.1 试验区概况23-24
• 2.2 试验方案设计24-25
• 2.2.1 土壤水分测定方案设计24-25
• 2.2.2 氮素含量测定方案设计25
• 2.3 试验测定项目与方法25-27
• 2.3.1 土壤水分的测定25-26
• 2.3.2 降雨量的测定26-27
• 2.3.3 土壤铵态氮、硝态氮的测定27
• 2.4 数据采集与处理27-29
• 第三章 蓄水坑灌条件下果树水分监测点优化布置29-41
• 3.1 蓄水坑灌条件下土壤水分分布特征29-31
• 3.2 土壤水分监测点布设的优化研究31-39
• 3.2.1 土壤平均体积含水率的确定31-32
• 3.2.2 不同监测点垂向土壤含水率与平均体积含水率的相关性分析32-36
• 3.2.3 平均土壤含水率预测模型建立36-37
• 3.2.4 预测模型验证37-39
• 3.3 本章小结39-41
• 第四章 蓄水坑灌条件下果树养分监测点优化布置41-71
• 4.1 蓄水坑灌条件下土壤铵态氮监测点布设的优化研究41-57
• 4.1.1 不同埋深处土壤铵态氮含量变化趋势分析41-45
• 4.1.2 相关性分析（整体）45-47
• 4.1.3 聚类分析47-53
• 4.1.4 相关性分析（部分）53-55
• 4.1.5 试验验证55-57
• 4.2 蓄水坑灌条件下土壤硝态氮监测点布设的优化研究57-70
• 4.2.1 不同埋深处土壤硝态氮含量变化趋势分析57-60
• 4.2.2 相关性分析（整体）60-62
• 4.2.3 主成分分析以及因子分析62-67
• 4.2.4 相关性分析（部分）67-69
• 4.2.5 试验验证69-70
• 4.3 本章小结70-71
• 第五章 结论与建议71-73
• 5.1 主要结论71-72
• 5.2 研究展望72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 附录78
• 1.攻读硕士期间参加的科研项目78
• 2.攻读硕士期间发表的论文78

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本文编号：280794