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膜下滴灌布置方式对棉花生长和根区水氮运移的影响

贾运岗  
【摘要】: 膜下滴灌技术是滴灌技术与地膜覆盖技术的结合,既有节水增产效果,也有增温保墒促使作物早熟的特点。虽然该技术在国内外多种经济作物上都有应用,但是其节水机理的研究和肥料的高效利用并不深入。本文通过大田试验,采用膜下不同滴灌带布置下水肥耦合的方法较为全面和系统的研究了滴灌湿润区水分和氮素运移的问题、膜下不同滴灌带布置下水分和氮素运移状况、膜下不同滴灌带布置时水肥耦合下棉花生长状况和水分利用效率及土壤温度等有关滴灌和膜下滴灌技术进行了试验、观测、分析和研究,得出了如下结论: (1)在大田滴灌条件下,地表沿滴头土壤湿润锋基本呈圆形分布,在一定滴灌流量条件下,土壤垂直湿润锋明显地大于水平湿润锋,且随着灌水量的增加呈线性关系;在同一灌水量下,随着滴头流量的增大,湿润体水平扩散半径(r)和竖直入渗深度(h)也相应变大;在不同灌水量下,湿润体水平和竖直湿润速度随着时间的增大都逐渐变小;随着剖面土壤容重的增加,水平湿润锋的迁移加快,水平湿润锋随时间的变化呈显著的幂函数关系,随着灌水量的增加,不同容重下的土壤水平湿润增加的速率逐渐变小,而垂直湿润锋则呈变大的趋势。另外,滴头流量和灌水量的变化,对土壤NH4+-N和NO3- -N的分布也有影响。随着灌水量的增大,NH4+-N随水扩散的距离增大,并且在湿润区域内NH4+-N的浓度得到提高,垂直方向NH4+-N的入渗距离也在增大。滴头流量的增大会影响NH4+-N的最大扩散距离。在灌水结束后,随着滴头流量和灌水量的增大土壤含NO3- -N量在增加,滴头附近NO3- -N的变化不太明显,而在湿润体边缘NO3- -N产生累积。 (2)灌水量及水肥供应方式是决定氮素在土壤中迁移、转化和淋失的关键因素。膜下滴灌条件下,地膜阻隔地表积水区向膜外扩展,使膜内土壤含水量远高于膜外含水率,形成膜下整体灌溉的土壤湿润形式,但是不同的滴灌带布置方式导致了水分的分布不同。硝态氮其运移规律和土壤水分相似,硝态氮在土壤中的分布范围和土壤湿润体保持一致;但硝态氮在土壤中的分布有其自身的特点,在滴头的周围,硝态氮易随水流运动,并在湿润土体的横向边缘产生累积。 (3)一带四行能比两带四行明显提高水分利用效率,但是产量不会明显的减少。得出结论,一带四行可以满足棉花生发育各个阶段对土壤水分和氮素的要求。本研究表明一膜四行是一种切实可行的节水灌溉技术,可以在干旱缺水的棉花生长地区进一步研究和推广应用。 (4)试验研究田间膜下滴灌棉花根际土壤的温度变化表明,覆膜能使土壤明显增温,温度梯度变化使地膜覆盖具有提墒作用。在一日内和棉花整个生育期的温度,膜中明显比膜边偏高,土壤浅层温度增加较快且变幅很大。不同深度土壤温度出现最高温度时间随深度增加而延迟。地温变幅与深度可以拟合成指数函数关系,且膜中14:00时两者相关性最好。


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