黄土旱塬地区是我国西北地区重要的粮食产地,位于干旱与半干旱区域,属雨养农业区,不具备灌溉条件,水分是限制当地农业发展的主要因素,同时,该区降水时空分布不均匀,年际之间差异大,地表蒸发量高等气候特征限制了该区域的农业持续发展。因此,在有限的水资源条件下,提高水分利用效率,促进作物生长,增加粮食产量及其稳定性,对促进农业生产发展至关重要。为了研究该区农业生产中不同田间管理措施对土壤水、热等理化性状及作物产量的影响,选取位于黄土高原地区的陕西省长武县王东沟小流域开展田间定位试验。研究黄土塬区不同田间管理措施对冬小麦田土壤物理、化学性质及其产量的影响。主要测定的土壤的物理指标有:土壤容重(ρ_b),土壤总孔隙度(?),土壤紧实度(SC),土壤温度(T),土壤水分(θ_m,θ_v),土壤饱和导水率(Ks)等;土壤化学指标有:全氮(TN),硝态氮(NO_3~--N),铵态氮(NH_4~+-N),全磷(TP),速效磷(AP),速效钾(AK),酸碱度(pH)。冬小麦的植株相关指标有:株高(H),叶面积指数(LAI),生物量(Biomass),籽粒产量(Y),产量构成要素(Yield component)等,计算的指标有:蒸散量(ET),经济收益(EB),最佳指数(BI),降水收获(RH),贮水量(SWS),水分利用效率(WUE),降水利用效率(PUE)等。研究结果表明:1.传统耕作(施氮磷肥)处理与长期不施肥对照处理(CK)相比,其土壤物理性状中,土壤紧实度显著降低,值为1074.9±28.6 kPa cm~(-2),土壤饱和导水率(0.026 cm min~(-1))较CK(0.016cm min~(-1))提高了62.5%。此外,土壤养分含量发生显著变化,有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、全磷和速效磷均显著增加,且分别较对照提高了16.9%、11.1%、114.4%、55.1%、141.2%;而速效钾含量显著降低,值为112.9±9.6 g kg~(-1)。同时,冬小麦的株高和叶面积指数显著提高,水分利用效率和降水利用效率也显著提高,连续三年冬小麦籽粒产量比CK提高了1倍以上。2.地膜覆盖组处理(施氮磷肥基础上)与传统耕作处理(NP)相比,不同的地膜覆盖对土壤理化性质和冬小麦农艺性状的影响有所差异。生育期覆盖组(GM)和夏闲期覆盖组(SM)对土壤容重和总孔隙度的影响均未达到显著水平,但全年覆盖组(WM)中的地膜全年全覆盖处理(NPFWT)会显著增加土壤容重,降低土壤总孔隙度。所有覆盖处理均降低土壤饱和导水率,其中生育期地膜全覆盖处理(NPFGT)饱和导水率为0.013±0.001 cm min~(-1),受影响程度最大,较NP降低了50%。另外,不同时期地膜覆盖组处理又分为两种覆盖模式,分别是地膜半覆盖(HM)和地膜全覆盖(TM),地膜覆盖组下的养分含量呈现出的基本规律是:半覆盖全覆盖。所有覆盖处理中仅有夏闲期地膜半覆盖(NPFFH)会显著降低土壤pH。2013年所有覆盖处理对冬小麦籽粒产量均有积极影响,NPFWT、NPFGH和NPFFH产量显著增加(P0.05)。2014年冬小麦在灌浆期受冰雹自然灾害的影响,使得产量大幅下降,半覆盖处理组受影响严重,特别是NPFGH和NPFWH,在2015年所有覆盖处理的产量均增加,NPFWH(5270.3 kg ha~(-1))比NP(3684.6kg ha~(-1))平均提高43.0%(P0.05)。除NPFWT以外,覆膜处理0~300 cm土壤剖面贮水量均呈增加趋势,NPFGT和NPFWH均达到显著水平(P0.05)。2015-2016年地膜覆盖方式显著影响了ET(P0.05)。不同处理下的ET分别是:NPFGT(574.6 mm)和NPFWH(517.3mm)比NP(458.3 mm)高25.4%和12.9%。此外,WUE也受到地膜覆盖方式的影响,但仅对NPFGH,NPFWH和NPFWT的影响达到显著水平(P0.05)。除NPFFH外,所有处理PUE都显著增加(P0.05)。3.生物炭处理(施氮磷肥基础上)与传统耕作处理(NP)相比,生物炭处理(NPB)显著增加土壤紧实度(1362.2±175.4 kPa cm~(-2))(26.7%)和土壤饱和导水率(0.049 cm min~(-1))(88.5%),显著增加土壤孔隙度(56.2%),降低土壤容重(1.16±0.06 g cm~(-3))。除了速效钾外,其他土壤养分含量均显著增加。水分利用效率和降水利用效率均显著增加,连续三年冬小麦籽粒产量分别增加了13.6%、9.8%和12.0%。4.不同处理下的土壤水热动态变化过程表层土壤水分连续监测表明,不同处理下0-10 cm土层体积含水量(θ_(V 0-10cm))受到降水控制,NPFWT处理对降水的敏感度最高,可对较小的降水量(10mm)做出响应,θ_(V 0-10 cm)的总体规律是NPFWTNPFFHNPNPB。土壤5 cm处温度(T_(5 cm))与空气温度和表土温度呈现出极显著的相关关系,且在冬小麦不同生育期不同天气条件下,不同处理对T_(5 cm)的影响有所差异。地膜覆盖可以调节温度变化,起到缓冲的作用,降低昼夜温差。生物炭处理则会增加土壤的最高温度,降低最低温度,增加昼夜温差。300 cm剖面水分消耗和补给深度也有显著差异,NPFWT处理会增加土壤水分消耗深度,同时也增加了更深层土壤干燥化程度;而NPFFH可以增加水分补给深度。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S153;S512.11
【部分图文】：
第一章 文献综述 下进行高温热裂解（图 1-1a），经过炭化而形成的一类高度芳香化、含碳量丰富、性稳定的物质（Antal & Gronli. 2003）。由于生物炭可以改变土壤的物理性状和结构特性提供各种养分元素，改善土壤的化学性质。因此，应用生物炭到结构性差和肥力贫瘠农田土壤中，会促进农业的持续发展。
图 2-2 试验区 2014-2017 年月降水量及近十年月平均降水量Fig. 2-2 Monthly rainfall from 2013 to 2017 and average monthly rainfall in the pastten years in the study site2.2.2不同耕作施肥、覆盖定位试验于 2002 年开始，设置 12 个处理，每个处理 3次重复，共计 36 个小区，每个小区面积为 35m2（5m×7m），采用完全随机区组设计，直至 2015 年去掉其中一个处理，其中这个处理的 3 个重复分别更改为不施肥对照（CK），传统耕作对照（NP）和 N、P 肥+增施生物炭（NPB）3 个处理的第 4 个重复，处理变更为 11 个处理（表 2-1）。供试作物选取一年一熟当地常
第二章 研究内容与试验方法 11pH 为 8.3，含有机质 11.97gkg-1、全氮 0.87gkg-1、全磷 1.22gkg-1、速效磷 16.22mg g-1、速效钾 147.35 mg kg-1，土壤肥力状况在该区具有典型代表性。
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 白由路;;中国农业科学院植物营养与肥料研究60年[J];植物营养与肥料学报;2017年06期
2 付威;樊军;胡雨彤;赵晶;郝明德;;施肥和地膜覆盖对黄土旱塬土壤理化性质和冬小麦产量的影响[J];植物营养与肥料学报;2017年05期
3 李超;刘文兆;林文;韩晓阳;周玲;王亚萍;;黄土塬区冬小麦产量及水分利用效率对播前底墒变化与生育期差别供水的响应[J];中国农业科学;2017年18期
4 程立平;刘文兆;;黄土塬区不同土层土壤水分对旱作冬小麦耗水的贡献[J];应用生态学报;2017年07期
5 胡雨彤;郝明德;付威;赵晶;王哲;;不同降水年型和施磷水平对小麦产量的效应[J];中国农业科学;2017年02期
6 潘雅文;樊军;郝明德;陈旭;;黄土塬区长期不同耕作、覆盖措施对表层土壤理化性状和玉米产量的影响[J];植物营养与肥料学报;2016年06期
7 韩晓阳;刘文兆;程立平;;黄土塬区深剖面土壤水分垂直分布特征及其时间稳定性[J];应用生态学报;2017年02期
8 胡雨彤;郝明德;王哲;付威;;不同降水年型下长期施肥旱地小麦产量效应[J];应用生态学报;2017年01期
9 王月玲;耿增超;王强;尚杰;曹胜磊;周凤;李鑫;刘福义;张萍;;生物炭对塿土土壤温室气体及土壤理化性质的影响[J];环境科学;2016年09期
10 何刚;王朝辉;李富翠;戴健;李强;薛澄;曹寒冰;王森;刘慧;罗来超;黄明;;地表覆盖对旱地小麦氮磷钾需求及生理效率的影响[J];中国农业科学;2016年09期
相关博士学位论文 前3条
1 姚钦;生物炭施用对东北黑土土壤理化性质和微生物多样性的影响[D];中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所);2017年
2 韦思业;不同生物质原料和制备温度对生物炭物理化学特征的影响[D];中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所);2017年
3 卜令铎;旱地春玉米高产高效栽培体系构建、评价及区域模拟[D];西北农林科技大学;2013年
相关硕士学位论文 前1条
1 尚杰;添加生物炭对塿土理化性质和作物生长的影响[D];西北农林科技大学;2016年
本文编号：
2836707
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/2836707.html
