微咸水膜下滴灌土壤盐调控与棉花生长特征研究

发布时间：2022-12-25 15:26

　　将微咸水灌溉与膜下滴灌技术相结合在缓解干旱地区农业灌溉中淡水资源缺乏和提高微咸水利用具有重要意义。本文以膜下滴灌棉田为研究对象,于2012-2016年开展了微咸水膜下滴灌大田试验,结合水量平衡、盐量平衡及作物模型,研究了多年微咸水膜下滴灌和不同土壤水盐调控模式（膜间调控和灌溉调控）对棉花生育期内土壤水盐变化和棉花生长的影响。主要取得了以下成果:（1）多年膜下滴灌生育期内土壤水盐分布和棉花生长的变化规律基本一致。在土壤水盐分布方面,生育期内根层土壤水分和盐分大小在膜间最大,宽行其次,窄行最小;生育期内根层土壤水分随时间呈先增大后减小的趋势,但土壤盐分无显著差异（p＜0.05）。在收获期,主根层土壤积盐量占根层土壤总积盐量的57.3%以上,且盐分主要集中在膜间;年际间根层土壤盐分随灌水年份增加呈线性增长的趋势,以土壤饱和浸提液的电导率（ECe）来表征土壤盐分,其年增长速率为0.707dS/m。在棉花生长方面,生育阶段的ET比例大小依次为铃期＞花期＞蕾期＞苗期＞吐絮期。株高和LAI随时间的变化分别可用Logsitic模型和修正的Logistic模型描述。最大扎根深度随时间增加而增加,且有效根... 

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 微咸水灌溉对土壤环境和作物生长的影响研究进展
        1.2.2 滴灌土壤水盐运移研究进展
        1.2.3 作物对水分和盐分的响应研究
        1.2.4 灌溉及膜间调控对土壤水盐分布及作物生长的影响
    1.3 存在问题
    1.4 主要研究内容与技术路线
2 试验设计与方法
    2.1 研究区概况
    2.2 棉花种植和滴灌系统布设
    2.3 棉田调查及大田试验设计
        2.3.1 田间调查试验
        2.3.2 大田试验设计
    2.4 试验测定指标和相关计算
        2.4.1 气象数据测定和计算
        2.4.2 土壤水分和盐分的测定和相关计算
        2.4.3 作物指标测定和计算及相关数学模型
    2.5 AquaCrop模型介绍
    2.6 数据分析
3 多年微咸水膜下滴灌土壤水盐时空分布及棉花生长特征研究
    3.1 土壤水分时空分布特征
        3.1.1 土壤水分空间分布特征
        3.1.2 土壤水分时间分布及棉花耗水特征
    3.2 多年微咸水膜下滴灌土壤盐分时空分布特征
        3.2.1 土壤盐分空间分布特征
        3.2.2 土壤盐分时间分布特征
    3.3 微咸水膜下滴灌棉花生长特征及相关数学模型
        3.3.1 棉花株高生长特征
        3.3.2 棉花叶面积指数变化特征
        3.3.3 棉花根系分布特征及其分布模型
        3.3.4 棉花地上和地下生物量累积与分配
        3.3.5 棉花产量及其生产力
        3.3.6 年际间棉花生长指标间的相关性
        3.3.7 生育期内棉花产量对盐分的响应
    3.4 小结
4 膜间调控措施对土壤水盐热分布及棉花产量的影响
    4.1 膜间土壤温度变化特征
    4.2 膜间土壤蒸发变化特征
    4.3 土壤储水量变化
    4.4 土壤盐分累积特征
    4.5 棉花产量变化特征
    4.6 讨论
        4.6.1 膜间调控措施对土壤物理指标和棉花生产力的影响
        4.6.2 4种膜间调控方式的应用与可持续性
    4.7 小结
5 微咸水灌溉调控对土壤水盐变化及棉花生长的影响
    5.1 微咸水灌溉调控下生育期内土壤水分和盐分变化特征
        5.1.1 生育期内土壤水分变化特征
        5.1.2 生育期内土壤盐分变化特征
    5.2 微咸水灌溉调控措施对生育期内根区水量与盐量平衡的影响
        5.2.1 灌溉调控措施对生育期内根区水量平衡的影响
        5.2.2 生育期内土壤盐分累积特征
    5.3 微咸水灌溉调控措施对棉花生长及产量的影响
        5.3.1 微咸水灌溉调控措施对棉花叶面积指数的影响
        5.3.2 微咸水灌溉调控措施对棉花地上生物量的影响
        5.3.3 微咸水灌溉调控措施对棉花产量及相关指标的影响
        5.3.4 棉花耗水量、产量与灌溉定额间关系
    5.4 小结
6 微咸水膜下滴灌棉花生长模型的建立与模拟分析
    6.1 微咸水膜下滴棉花生长模型参数的确定
    6.2 模型验证
        6.2.1 棉花冠层覆盖度(CC)模拟效果分析
        6.2.2 土壤储水量(SWS)模拟效果分析
        6.2.3 土壤盐分(ECe)模拟效果分析
        6.2.4 棉花地上生物量和产量模拟效果分析
    6.3 微咸水膜下滴灌下的棉花适宜灌溉定额和水分生产函数的确定
        6.3.1 棉花生长对灌溉定额的响应及适宜灌溉定额的确定
        6.3.2 棉花水盐生产函数的建立
    6.4 小结
7 主要结论、创新点及有待进一步研究的问题
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新点
    7.3 有待进一步研究的问题
致谢
参考文献
附录
    一、在校期间发表的论文
    二、在校期间获奖情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]干旱区长期膜下滴灌农田耕层土壤盐分变化[J]. 孟超然,颜林,张书捷,危常州.  土壤学报. 2017(06)
[2]长期咸水灌溉对小麦光合特性与土壤盐分的影响[J]. 郭丽,郑春莲,曹彩云,党红凯,李科江,马俊永.  农业机械学报. 2017(01)
[3]Irrigation water salinity and N fertilization:Effects on ammonia oxidizer abundance, enzyme activity and cotton growth in a drip irrigated cotton field[J]. MIN Wei,GUO Hui-juan,ZHANG Wen,ZHOU Guang-wei,MA Li-juan,YE Jun,HOU Zhen-an.  Journal of Integrative Agriculture. 2016(05)
[4]微咸水入渗下施加PAM土壤水盐运移特性研究[J]. 王全九,张继红,谭帅.  土壤学报. 2016(04)
[5]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)
[6]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)
[7]基于GLUE和PEST的CERES-Maize模型调参与验证研究[J]. 宋利兵,陈上,姚宁,冯浩,张体彬,何建强.  农业机械学报. 2015(11)
[8]膜下滴灌条件下膜间不同处理对土壤水盐运移的影响[J]. 罗小东,王全九,谭帅.  水土保持通报. 2015(05)
[9]微咸水灌溉与土壤水盐调控研究进展[J]. 王全九,单鱼洋.  农业机械学报. 2015(12)
[10]调亏灌溉对海岛棉生物量和氮素累积分配及产量的影响[J]. 闫曼曼,郑剑超,张巨松,石洪亮,田立文,郭仁松,林涛.  中国生态农业学报. 2015(07)

博士论文
[1]咸水灌溉覆膜棉田水盐运移规律及耦合模拟[D]. 张俊鹏.中国农业科学院 2015
[2]长期膜下滴灌棉田根系层盐分累积效应模拟[D]. 宁松瑞.中国农业大学 2015
[3]典型绿洲区长期膜下滴灌棉田土壤盐分运移规律与灌溉调控研究[D]. 王振华.中国农业大学 2014
[4]干旱区微咸水膜下滴灌棉田土壤水流系统及其应用[D]. 栗现文.中国地质大学 2014
[5]绿洲膜下滴灌农田水盐运移及动态关系研究[D]. 张治.清华大学 2014
[6]豌豆对水分胁迫的响应及复水效应研究[D]. 闫志利.甘肃农业大学 2009
[7]膜下滴灌灌水技术参数对土壤水热盐动态和作物水分利用的影响[D]. 李明思.西北农林科技大学 2006
[8]作物对不同盐胁迫和调控条件的响应特征与抗盐性调控研究[D]. 杨劲松.南京农业大学 2006

硕士论文
[1]土壤水分胁迫对作物的生长发育、生理特征及其产量影响的研究[D]. 刘培.西北农林科技大学 2010
[2]玉米水分亏缺的生理生化响应及补偿效应研究[D]. 石喜.西北农林科技大学 2009
[3]紫花苜蓿水分生产函数及优化灌溉制度的研究[D]. 孙海燕.内蒙古农业大学 2008



本文编号：3726875