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《西安理工大学》 2020年
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浑水膜孔灌条件下施肥对水氮运移及冬小麦生长特性影响研究

白瑞  
【摘要】:我国水资源较为短缺,发展新型高效的节水灌溉技术是农田灌溉技术发展的趋势,本文结合黄河浑水灌溉特点,基于膜孔灌灌溉新技术,通过土箱试验,分析不同的施肥方式及施肥量条件下土壤水氮运移特性,及养分对冬小麦生长特性的影响,取得主要成果为:(1)基于浑水中含有的泥沙问题,研究了不同含沙率对层状土入渗特性的影响,建立了含沙率与累积入渗量、湿润锋运移距离之间的函数关系,结果表明,浑水含沙率对入渗具有减渗作用,同一时间累积入渗量、湿润锋运移距离及同一位置土壤含水率随浑水含沙率的增大而减小。入渗结束后,相比清水入渗,含沙率为2%、5%、7%、9%减渗率分别为31.53%、47.30%、54.12%和60.95%。(2)研究了不同施肥方式对浑水膜孔灌的影响,探明了不同施肥方式影响下的浑水入渗特性、水分运移特性及氮素运移转化特性,分别建立了不同施肥方式的累积入渗量、湿润锋运移距离与入渗时间的关系,结果表明,供水结束后表施方式的累积入渗量、湿润锋运移距离最大,土壤同一位置水分含量最高,湿润体范围越大;表施与深施尿素水解转化后的无机氮主要集中地表以下垂直7.5 cm位置,而灌施方式在膜孔中心附近尿素水解后铵态氮含量最大。不用施肥方式对应尿素水解速率和硝化速率不同,其中,表施条件的水解速率最快,土壤铵态氮转化较快,分别在灌水结束后第4天基本完全水解,再分布第12天土壤无机氮转化完全,其次为灌施,完全水解和转化分别用时5天和14天,深施条件的氮素转化最慢。(3)研究了不同浓度尿素肥液对浑水膜孔灌入渗特性的影响,分析了不同浓度尿素肥液的浑水累积入渗量、湿润锋变化过程,及肥液浓度对土壤湿润体水分含量和氮素含量的影响,结果表明,肥液浓度对入渗速率有促进作用,浓度增大,单位膜孔面积累积入渗量增大,两者符合Kostiakov入渗模型,相对于清水入渗,肥液浓度为352 mg/l、763 mg/l、1174 mg/l分别增渗19.9%、36.3%和52.6%;湿润锋运移距离、土壤含水率随肥液浓度增加而增大。肥液入渗明显提高土壤氮素含量,尿素肥液浓度越大,进入土壤尿素水解后的土壤铵态氮含量越大,硝化反应物增多使转化后土壤硝态氮含量越大。(4)通过室外冬小麦土箱试验,研究了不同生育期施肥量对冬小麦生长指标、干物质积累分配、产量及氮素吸收利用的影响,结果表明,施氮量和施氮期显著影响冬小麦生长生理指标和产量形成。在返青-拔节期施氮能有效促进冬小麦株高生长,提高光合速率、开花期与成熟期的干物质积累和产量及氮素吸收利用率,有效降低成熟期土壤无机氮残留及氮素表观损失量,返青-拔节期施氮较拔节-抽穗期和抽穗-灌浆期产量增长率分别为31.6%和72.2%;同一生育期施氮量越高,对应冬小麦株高、光合特性、干物质与产量积累及植株氮素积累量越大,但会加重成熟期土壤无机氮残留量及氮素吸收利用效率。冬小麦成熟期籽粒产量最大对应最佳生育期施肥组合为返青-拔节期施氮240 kg/hm2。
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