砂石覆盖对农田土壤水分及作物生长和发育的影响

发布时间：2017-11-10 09:16

本文关键词：砂石覆盖对农田土壤水分及作物生长和发育的影响

【摘要】：砂石覆盖作为一种因地制宜的覆盖措施,可适应干旱半干旱地区的气候、地理、土壤等条件,有效地保持土壤水分,起到改善土壤环境、提高作物产量、改良作物品质的作用,在农业生产中得到了大量应用。论文主要包括不同砂石覆盖度下室内蒸发模拟试验以及不同砂石覆盖量的大田试验研究。其中室内试验设置了0、25%、50%、75%、100%等5个覆盖度水平以及0.5cm、1cm等2个粒径水平;大田小麦试验设置了CK(0)、0.25、0.5、0.75、1.0等5个覆盖度水平,0、50mm等2个灌水水平,由此形成5个不灌水覆盖处理(CK、S0.25、S0.5、S0.75、S1.0)和5个灌水覆盖处理(WCK、W0.25、WS0.5、WS0.75、WS1.0);大田玉米试验设置CK(0 cm)、1cm、2 cm、3 cm、4 cm等5个覆盖厚度水平,0、50mm等2个灌水水平,共形成5个不灌水覆盖处理(CK、S1、S2、S3、S4)和5个灌水覆盖处理(WCK、W1、WS2、WS3、WS4)。研究对比分析了不同处理下室内土壤蒸发和农田水分及作物生长和发育过程的差异。所得主要结果如下:(1)与裸土相比,砂石覆盖能够有效抑制土壤蒸发量,这种抑制作用与砂石覆盖度和砂石粒径密切相关。砂石覆盖度越大、粒径越小,土壤累积蒸发量越小,土壤蒸发强度越趋于稳定。不同砂石覆盖度条件下的土壤累积蒸发量与时间变化符合Gardner理论关系,土壤累积蒸发量和蒸发速率均可用时间与覆盖度的两因素函数关系表达。砂石覆盖可以有效抑制土壤水分的蒸发能力,覆盖度越大,土壤蒸发量与大气蒸发能力的比值E/E0越小,即砂石覆盖度与对土壤蒸发能力的抑制作用呈明显的正相关关系。砂石覆盖对砂土的土壤蒸发抑制作用比对X土更有效。(2)砂石覆盖处理明显提高了小麦田0-100cm土壤贮水量,且随着砂石覆盖度的增大而增大。小麦株高、干物质积累量在砂石覆盖处理下明显大于对照且随覆盖度的增大而增大。砂石覆盖条件下,小麦的产量和千粒重大于对照,且随着覆盖度的增大而增大,小麦的单穗穗粒数和有效穗数则具有一定的随机性。砂石覆盖处理可以有效提高小麦各生育阶段的耗水量以及全生育期的水分利用效率(WUE),抑制小麦田的无效水分蒸发,促进了水分的充分利用。全生育期的作物系数(KC)表现为:WS1.0WS0.75WS0.5WS0.25WCK。播后天数、大于0℃积温与KC可以拟合较好的多项式关系。砂石覆盖度越大,其作物系数各个生育阶段的典型值越大。(3)砂石覆盖可以有效提高玉米田0-200cm土壤贮水量,且随着覆盖度的增大逐渐增大;砂石覆盖处理的干物质积累量、株高、叶面积指数均大于对照,且随着覆盖厚度的增大而增大。砂石覆盖条件下,玉米的产量、穗长、穗粗、单穗穗粒数和百粒重均大于CK,且随着覆盖厚度的增大而增大。砂石覆盖处理可以有效提高玉米各生育阶段的水分利用效率以及全生育期的WUE,有效地抑制了玉米的无效水分蒸发,促进了水分的充分利用。全生育期的KC表现为:WS4WS2WS3=WCKWS1。播后天数、大于10℃积温与KC可以拟合较好的多项式关系。砂石覆盖度越大,其作物系数各个生育阶段的典型值越大。(4)RZWQM(Root Zone Water Quality Model)对CK处理的小麦的生育期、产量及生物量具有较好的模拟效果,但对于砂石覆盖处理下的小麦产量和生物量则模拟效果较差,这是因为模型对砂石覆盖处理识别度较小,在砂石覆盖方面模拟的适用性较低。RZWQM对CK处理的玉米产量模拟效果较好,但对生育期及生物量的模拟效果较差,主要由于模型没有考虑到玉米生育期前期的严重干旱,使生育期的模拟结果提前,生物量的模拟结果偏大。同样的,RZWQM对砂石覆盖条件下玉米产量和生物量的模拟效果较差。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S152.7;S31

【参考文献】

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