保护性耕作对坡耕地土壤养分维持及水蚀防控效应研究

发布时间：2017-08-16 12:02

  本文关键词：保护性耕作对坡耕地土壤养分维持及水蚀防控效应研究

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【摘要】：黄土高原地区是世界上土壤侵蚀最严重的地区之一,坡耕地是其农业活动的主体,同时又是水土流失最为严重的部分。了解和减少水蚀,从而调控这一地区的水土流失,对黄土高原农业生产的意义重大。本研究在陕西省神木县六道沟设置了免耕(NT)、秸秆覆盖(SM)、地膜覆盖(PM)、起垄地膜覆盖(RPM)、套作(In)五种保护性耕作模式,并以传统耕作(CK)为对照,运用田间定位监测、室内样品测试及数理统计分析的方法,探究黄土高原坡耕地在不同保护性耕作措施条件下土壤温度、水分、养分、径流、物理性状以及作物产量的变化规律,并利用BP人工神经网络对不同耕作方式进行综合评价,探索水蚀风蚀交错区坡耕地最适合的保护性耕作措施和实施保护性耕作的最佳方案。(1)不施肥的条件下,保护性耕作对坡耕地土壤养分的维持效应优于传统耕作。秸秆覆盖能有效提高土壤耕作层的土壤养分状况,其他保护性耕作处理也具有一定的维持土壤养分的作用,有机质、全氮以及速效养分碱解氮、速效磷、速效钾含量在多数年份都较传统耕作要高。(2)保护性耕作有利于提高耕作层土壤含水量,其中以地膜覆盖、秸秆覆盖和免耕效果较为显著。在提高深层水分含量方面,秸秆覆盖效果比较明显。雨后,传统翻耕处理耕作层含水量较低。所采取的几种保护性耕作措施,对土壤温度均呈现在气温高时降温和在气温低时保温的作用,效果最明显的分别为秸秆覆盖和起垄地膜覆盖。起垄地膜覆盖在减小土壤容重方面效果最明显,免耕和秸秆覆盖饱和导水率最大。(3)起垄覆膜和套作对水土保持的效果最明显。套作处理由于苜蓿吸水能力强,且地面植物及残留物的阻滞作用,对径流的反应不是很明显。起垄地膜覆盖处理,由于垄沟的存在,截留大量降水而产流比较小。在正常降雨条件下,免耕相对会增加径流量,主要是由于免耕地表粗糙度低,对径流的阻碍较小引起的。地膜覆盖在降雨较小时可以有效减少径流,但是雨量较大或连续降雨时,会因入渗量少而使得径流较大。秸秆覆盖因为地面秸秆对雨水的吸附、阻挡,同样减少了径流。(4)不施肥情况下,秸秆覆盖、地膜覆盖等措施能有效减缓大豆产量下降,而与苜蓿套作剧烈减产。各个处理间对作物产量的影响差异显著,历年大豆产量整体呈起垄地膜覆盖地膜覆盖秸秆覆盖免耕对照套作的趋势。(5)根据BP人工神经网络分析的结果,综合评价为起垄地膜覆盖秸秆覆盖地膜覆盖套种免耕对照。
【关键词】：保护性耕作 水蚀风蚀交错区 坡耕地 土壤侵蚀 综合效应
【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】：S157
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 导言11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究进展12-16
• 1.2.1 国外研究进展12-13
• 1.2.2 国内研究13-16
• 1.3 研究的目的及意义16-17
• 1.4 研究内容17-18
• 1.5 技术路线18-19
• 第二章 试验设计与方法19-22
• 2.1 研究区概况19-20
• 2.2 试验设计及方法20-22
• 2.2.1 试验设计20
• 2.2.2 样品采集、分析及数据处理20-22
• 第三章 不同耕作模式坡耕地土壤养分变化特征分析22-29
• 3.1 土壤有机质和全氮22-27
• 3.1.1 历年土壤有机质分析22-24
• 3.1.2 历年土壤全氮分析24-26
• 3.1.3 有机质与全氮相关性分析26-27
• 3.2 土壤速效养分27-28
• 3.3 小结28-29
• 第四章 不同耕作模式坡耕地水蚀防控效应29-38
• 4.1 不同耕作措施土壤水温效应29-33
• 4.1.1 不同耕作措施对土壤水分的影响29-31
• 4.1.2 不同耕作措施对土壤温度的影响31-33
• 4.2 不同耕作措施对土壤饱和导水率与容重的影响33-35
• 4.3 不同耕作措施的水土保持效应35-37
• 4.4 小结37-38
• 第五章 不同耕作模式坡耕地大豆产量分析38-41
• 5.1 主要生育期农艺性状分析38
• 5.2 产量及产量构成因素分析38-40
• 5.3 小结40-41
• 第六章 基于人工神经网络的坡耕地保护性耕作评价41-48
• 6.1 人工神经网络的基本原理41-42
• 6.2 评价指标体系的构建42-44
• 6.3 评价模型的建立44
• 6.4 评价等级的划分44-45
• 6.5 样本训练45-46
• 6.6 不同耕作模式减蚀效应评价46-47
• 6.7 小结47-48
• 第七章 结论与讨论48-52
• 7.1 结论48-49
• 7.2 讨论49-52
• 参考文献52-57
• 致谢57-58
• 作者简介58

【参考文献】

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本文编号：683149