农田尺度土壤水肥盐时空分布与棉花生长特征研究
发布时间：2021-11-27 22:47
新疆淡水资源亏缺,微咸水资源丰富,将微咸水灌溉与膜下滴灌技术结合,在满足作物需水的同时,在一定程度上缓解水资源问题。但长期进行微咸水灌溉也会造成土壤次生盐碱化。为探究膜下滴灌农田土壤水肥盐分布特征、土壤-作物系统氮素平衡及棉花生长适宜的灌溉与施肥制度,本文通过区域调查和田间试验相结合、地理信息系统（GIS）与地统计学相结合方法,研究新疆库尔勒包头湖区域土壤容重、颗粒组成、物理参数、含水量、含盐量及养分含量时空变异及分布特征,建立并验证土壤氮素平衡模型和棉花生长模型,确定土壤水氮利用效率、胁迫系数及灌溉定额。主要结论如下:（1）研究区0～60cm土层土壤颗粒组成表现为中等变异性,土壤容重和其他主要物理特性参数表现为中等偏弱变异性;土壤体积分形维数与粘粒呈对数关系,与粉粒呈正相关关系,与砂粒呈显著负相关关系。（2）根层水肥盐均服从正态分布,表现为中等变异性,均可用高斯模型拟合（0～20cm和60～80cm铵态氮可用指数模型拟合）,具有强空间相关性和中等空间相关性（0～80cm铵态氮）,变程在1～1.5km之间,而铵态氮变程较大,大于1.5km。生育期内土壤含水量与养分含量随生育期的推移呈先...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
取样点布置
3 棉田土壤水肥盐时空统计特征和变异性分析3.2.3 土壤含水量时空分布格局为更加直观的了解研究区土壤含水量时空分布，在半方差函数理论模型的基础上，采用普通克里格插值，绘制土壤含水量时空分布图，如图 3-2 和图 3-3 所示。由图 3-2 可知，不同时间 0cm、0~20cm、20~40cm 、40~60cm 及 60~80cm 土层平均土壤含水量由北向南、由西向东均逐渐减小，中间含水量相对较小，而 60~80cm 土壤含水量东南方向出现小值。由图 3-3 可知，不同时期 0~80cm 土壤平均含水量的分布，大体呈现由北向南，由西向东逐渐减小，中间出现较小值。从斑块大小与颜色深浅程度可以看出，7 月含水量变化幅度较小，含水量大多在 0.22~0.28cm3/cm3之间波动，0.33~0.41 cm3/cm3含水量值较少。
（d） （e） （f）图 3-3 土壤含水量时间分布Figure 3-3 Time distribution of soil water content3.2.4 棉花生育期耗水特征为了解棉花生育期内各阶段耗水特征，本文根据水量平衡对棉花各个生育阶段耗水量进行统计分析。( )01npi ij iiET P + I + G R SI Z （3-5）式中，pET 为作物生育期内耗水量（mm）， P 为降水量（mm），I 为灌水量（mm），G 为作物生育期内的地下水补给量（mm），R 为地表径流量（mm），SI 为深层渗漏量（mm），iZ 为第 i 层土层厚度（mm）；ij 、i0 分别为第 层土壤计算始末土壤平均体积含水率（cm3/cm3）；由于膜下滴灌即 0~80cm 土层土壤几乎不产生深层渗漏和地表径流， 、可以忽略，由于试验测定在生育期内地下水位较深且几乎无降雨，因此，忽略降水与地下水对棉花生育期内的补给，即简化为：( )nET I Z （3-6）
【参考文献】：
期刊论文
[1]新疆察布查尔县农耕层土壤养分空间特征及其与地形因子的关系[J]. 徐莉,闫俊杰,陈晨,崔东. 水土保持通报. 2018(04)
[2]基于GIS和地统计学的稻田土壤养分与重金属空间变异[J]. 杨之江,陈效民,景峰,郭碧林,林高哲. 应用生态学报. 2018(06)
[3]膜下滴灌条件下棉花年际需水量变化试验分析[J]. 翟超,周和平,谢富明,赵健. 干旱地区农业研究. 2017(06)
[4]气温和CO2浓度变化对陕北地区冬小麦产量影响的模拟分析[J]. 周英霞,王全九,何斌,张继红,谭帅. 水土保持学报. 2017(05)
[5]东北典型黑土区坡面土壤速效磷空间分布规律[J]. 梁佳辉,张少良,穆林林,黄静,杨方益,董峰,张新波,蒙亮,沈庆松,王曜. 水土保持研究. 2017(01)
[6]黄土丘陵不同土地利用方式下土壤颗粒组成及其分形维数特征[J]. 杨婷,景航,姚旭,董昌平,由政,薛萐. 水土保持研究. 2016(03)
[7]长期膜下滴灌棉田土壤盐分变化特征[J]. 李文昊,王振华,郑旭荣,张金珠. 农业工程学报. 2016(10)
[8]水氮互作对作物生理特性和氮素利用影响的研究进展[J]. 胡梦芸,门福圆,张颖君,孙丽静,刘茜,李倩影,刘富爽,李辉. 麦类作物学报. 2016(03)
[9]北疆膜下滴灌棉花产量及水分生产率对灌水量响应的模拟[J]. 王军,李久生,关红杰. 农业工程学报. 2016(03)
[10]不同灌溉制度对南疆绿洲区膜下滴灌棉花生长及产量的影响[J]. 邢小宁,姚宝林,孙三民. 西北农业学报. 2016(02)
博士论文
[1]微咸水膜下滴灌土壤盐调控与棉花生长特征研究[D]. 谭帅.西安理工大学 2018
[2]内蒙古河套灌区水文过程模拟与作物水分生产率评估[D]. 郝远远.中国农业大学 2015
[3]河套灌区盐分胁迫下水肥耦合效应响应机理及模拟研究[D]. 田德龙.内蒙古农业大学 2011
[4]黄淮海平原农田土壤水氮行为模拟与管理分析[D]. 高如泰.中国农业大学 2005
[5]考虑水分和养分胁迫的SPAC水热动态与作物生长模拟研究[D]. 王仰仁.西北农林科技大学 2004
硕士论文
[1]覆砂条件下保水剂浓度对土壤水盐运移的影响研究[D]. 豆品鑫.兰州理工大学 2017
[2]气候变化条件下宜春地区水稻生长模拟研究[D]. 王文军.南昌大学 2016
[3]县域土壤速效氮磷钾含量及空间变异研究[D]. 张婵婵.河北农业大学 2013
[4]县域耕层土壤养分时空变异及综合地力评价[D]. 李秒.兰州大学 2013
[5]Aquacrop模型在半干旱区春小麦亏缺灌溉管理中的应用[D]. 尹海霞.西北师范大学 2013
[6]县域耕地土壤养分空间变异性及其合理采样数研究[D]. 赵倩倩.山东农业大学 2012
[7]天等县龙马屯岩溶洼地土壤养分空间变异研究[D]. 郑洲.广西师范学院 2011
[8]棉花膜下滴灌氮素养分综合管理技术研究[D]. 董鹏.石河子大学 2011
[9]农田土壤水盐特性的空间变异性研究[D]. 郭丽俊.西北农林科技大学 2011
[10]北疆膜下滴灌棉花土壤水盐运移特征及耗水规律试验研究[D]. 张金珠.新疆农业大学 2010
本文编号：3523191
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
取样点布置
3 棉田土壤水肥盐时空统计特征和变异性分析3.2.3 土壤含水量时空分布格局为更加直观的了解研究区土壤含水量时空分布，在半方差函数理论模型的基础上，采用普通克里格插值，绘制土壤含水量时空分布图，如图 3-2 和图 3-3 所示。由图 3-2 可知，不同时间 0cm、0~20cm、20~40cm 、40~60cm 及 60~80cm 土层平均土壤含水量由北向南、由西向东均逐渐减小，中间含水量相对较小，而 60~80cm 土壤含水量东南方向出现小值。由图 3-3 可知，不同时期 0~80cm 土壤平均含水量的分布，大体呈现由北向南，由西向东逐渐减小，中间出现较小值。从斑块大小与颜色深浅程度可以看出，7 月含水量变化幅度较小，含水量大多在 0.22~0.28cm3/cm3之间波动，0.33~0.41 cm3/cm3含水量值较少。
（d） （e） （f）图 3-3 土壤含水量时间分布Figure 3-3 Time distribution of soil water content3.2.4 棉花生育期耗水特征为了解棉花生育期内各阶段耗水特征，本文根据水量平衡对棉花各个生育阶段耗水量进行统计分析。( )01npi ij iiET P + I + G R SI Z （3-5）式中，pET 为作物生育期内耗水量（mm）， P 为降水量（mm），I 为灌水量（mm），G 为作物生育期内的地下水补给量（mm），R 为地表径流量（mm），SI 为深层渗漏量（mm），iZ 为第 i 层土层厚度（mm）；ij 、i0 分别为第 层土壤计算始末土壤平均体积含水率（cm3/cm3）；由于膜下滴灌即 0~80cm 土层土壤几乎不产生深层渗漏和地表径流， 、可以忽略，由于试验测定在生育期内地下水位较深且几乎无降雨，因此，忽略降水与地下水对棉花生育期内的补给，即简化为：( )nET I Z （3-6）
【参考文献】：
期刊论文
[1]新疆察布查尔县农耕层土壤养分空间特征及其与地形因子的关系[J]. 徐莉,闫俊杰,陈晨,崔东. 水土保持通报. 2018(04)
[2]基于GIS和地统计学的稻田土壤养分与重金属空间变异[J]. 杨之江,陈效民,景峰,郭碧林,林高哲. 应用生态学报. 2018(06)
[3]膜下滴灌条件下棉花年际需水量变化试验分析[J]. 翟超,周和平,谢富明,赵健. 干旱地区农业研究. 2017(06)
[4]气温和CO2浓度变化对陕北地区冬小麦产量影响的模拟分析[J]. 周英霞,王全九,何斌,张继红,谭帅. 水土保持学报. 2017(05)
[5]东北典型黑土区坡面土壤速效磷空间分布规律[J]. 梁佳辉,张少良,穆林林,黄静,杨方益,董峰,张新波,蒙亮,沈庆松,王曜. 水土保持研究. 2017(01)
[6]黄土丘陵不同土地利用方式下土壤颗粒组成及其分形维数特征[J]. 杨婷,景航,姚旭,董昌平,由政,薛萐. 水土保持研究. 2016(03)
[7]长期膜下滴灌棉田土壤盐分变化特征[J]. 李文昊,王振华,郑旭荣,张金珠. 农业工程学报. 2016(10)
[8]水氮互作对作物生理特性和氮素利用影响的研究进展[J]. 胡梦芸,门福圆,张颖君,孙丽静,刘茜,李倩影,刘富爽,李辉. 麦类作物学报. 2016(03)
[9]北疆膜下滴灌棉花产量及水分生产率对灌水量响应的模拟[J]. 王军,李久生,关红杰. 农业工程学报. 2016(03)
[10]不同灌溉制度对南疆绿洲区膜下滴灌棉花生长及产量的影响[J]. 邢小宁,姚宝林,孙三民. 西北农业学报. 2016(02)
博士论文
[1]微咸水膜下滴灌土壤盐调控与棉花生长特征研究[D]. 谭帅.西安理工大学 2018
[2]内蒙古河套灌区水文过程模拟与作物水分生产率评估[D]. 郝远远.中国农业大学 2015
[3]河套灌区盐分胁迫下水肥耦合效应响应机理及模拟研究[D]. 田德龙.内蒙古农业大学 2011
[4]黄淮海平原农田土壤水氮行为模拟与管理分析[D]. 高如泰.中国农业大学 2005
[5]考虑水分和养分胁迫的SPAC水热动态与作物生长模拟研究[D]. 王仰仁.西北农林科技大学 2004
硕士论文
[1]覆砂条件下保水剂浓度对土壤水盐运移的影响研究[D]. 豆品鑫.兰州理工大学 2017
[2]气候变化条件下宜春地区水稻生长模拟研究[D]. 王文军.南昌大学 2016
[3]县域土壤速效氮磷钾含量及空间变异研究[D]. 张婵婵.河北农业大学 2013
[4]县域耕层土壤养分时空变异及综合地力评价[D]. 李秒.兰州大学 2013
[5]Aquacrop模型在半干旱区春小麦亏缺灌溉管理中的应用[D]. 尹海霞.西北师范大学 2013
[6]县域耕地土壤养分空间变异性及其合理采样数研究[D]. 赵倩倩.山东农业大学 2012
[7]天等县龙马屯岩溶洼地土壤养分空间变异研究[D]. 郑洲.广西师范学院 2011
[8]棉花膜下滴灌氮素养分综合管理技术研究[D]. 董鹏.石河子大学 2011
[9]农田土壤水盐特性的空间变异性研究[D]. 郭丽俊.西北农林科技大学 2011
[10]北疆膜下滴灌棉花土壤水盐运移特征及耗水规律试验研究[D]. 张金珠.新疆农业大学 2010
本文编号：3523191
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