河套灌区微咸水膜下滴灌农田灌溉-控盐机制及对玉米生长的影响研究

论文摘要

本文通过在永济灌域两年田间试验,探索了不同的微咸水滴灌灌溉制度及不同生育期淋洗时间对土壤水盐及作物生长状况的影响,并利用IsoSource模型确定不同潜在水源对玉米作物生长的贡献率。综合土壤水盐特征、水分利用效率、脱盐率和玉米各生长指标提出了适合河套干旱区的微咸水滴灌灌溉和淋洗制度,为当地微咸水灌溉推广及防止土壤次生盐碱化提供了一定的理论依据。主要研究结果如下:（1）土壤0-40cm 土壤含水率比40-100cm的含水率高6.5%。不同生育期淋洗后在0-60cm和60-100cm 土壤含水率分别提高了 18.90%和14.28%,拔节期、抽雄期和灌浆期淋洗后,0-40cm 土壤含水率显著高于未淋洗（CK）处理,维持时间分别为 12d,25d 和 28d。（2）收获期微咸水各处理土壤呈现不同程度积盐,灌水定额越大,盐分累积越多,各处理0-40cm平均积盐率是淡水处理的6.36倍,60-100cm平均积盐率平均是淡水处理的5.95倍。不同淋洗时间的各处理淋洗后土壤脱盐效果明显,膜内0-60cm淋洗后脱盐率比微咸水滴灌脱盐率提高55.01%,与未淋洗处理相比,淋洗脱盐率平均提高125.79%。膜外脱盐率比膜内提高38.90%,不同生育期淋洗脱盐效果最优为灌浆期淋洗处理脱盐率达到54.78%。（3）利用2017年和2018年试验区降雨氢氧稳定同位素模拟得出当地大气降水线方程为δD=6.3138δ18O-15.937。基于直观分析土壤水和作物茎水同位素值得出玉米根系主要吸水深度,结合IsoSource模型得出不同土层的土壤水贡献率。灌水量减小会导致深层土壤水贡献率增加,加深玉米对深层水分的吸收利用。每次灌水后,玉米根系对灌溉水的利用率显著增加,且响应的时间与灌水量相关性较好,生育后期,浅层地下水会对土壤水产生补给作用,贡献率平均为8.30%。（4）淡水处理产量高于微咸水中水处理1.5%,差异性不显著（P>0.05）,不同灌溉定额的微咸水中水处理的产量最高。不同淋洗时间各处理与未淋洗处理相比,拔节期和抽雄期淋洗后产量显著提高18.8%和8.1%（P<0.05）,而灌浆期淋洗产量无显著提高。淋洗后各处理的储水量和耗水量均明显增加,不同生育期淋洗对滴灌农田耗水量的影响程度大小为:灌浆期处理>抽雄期处理>拔节期处理。采用微咸水中水滴灌结合拔节期畦灌淋洗处理,即全生育期灌水8次。灌水定额为15m3/亩,拔节期淋洗定额为70m3/亩,既提高作物产量又降低了土壤次生盐碱化的风险,是适宜河套灌区微咸水滴灌和淋洗的最优灌溉制度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 膜下滴灌的研究进展
•     1.2.2 微咸水灌溉的研究进展
•     1.2.3 淡水淋洗灌溉的研究进展
•     1.2.4 氢氧稳定同位素在农田SPAC水分循环系统中的研究进展
•   1.3 研究目标与主要内容
•   1.4 技术路线
• 2 材料与方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 试验材料
•   2.3 试验设计
•   2.4 观测内容与方法
•     2.4.1 气象资料观测
•     2.4.2 土壤含水率
•     2.4.3 田间渗漏量
•     2.4.4 土壤含盐量测定
•     2.4.5 水分利用效率计算
•     2.4.6 氢氧稳定同位素的测定
•     2.4.7 土壤硝态氮测定
•     2.4.8 作物数据测定
•     2.4.9 蒸发监测
•   2.5 数据分析
• 3 微咸水滴灌对土壤水分时空分布特征的影响
•   3.1 不同灌溉定额对土壤水分时空分布特征的影响
•     3.1.1 不同灌溉定额对土壤剖面含水率变化的影响
•     3.1.2 不同灌溉定额对棵间蒸发的影响
•   3.2 不同淋洗时间对微咸水滴灌的土壤水分时空分布特征影响
•     3.2.1 不同淋洗时间对微咸水滴灌的土壤剖面含水率变化的影响
•     3.2.2 不同淋洗时间对微咸水滴灌的土壤棵间蒸发的影响
•   3.3 本章小结
• 4 微咸水滴灌对土壤盐分变化特征的影响
•   4.1 不同灌溉定额对土壤盐分变化特征的影响
•     4.1.1 不同灌溉定额对膜内外土壤剖面盐分变化的影响
•     4.1.2 不同灌溉定额对玉米生育期始末土壤盐分累积变化的影响
•   4.2 不同淋洗时间对微咸水滴灌土壤盐分变化特征的影响
•     4.1.1 不同淋洗时间对微咸水滴灌膜内外土壤剖面盐分变化的影响
•     4.1.2 不同淋洗时间对微咸水滴灌的膜内外土壤脱盐效果的影响
•     4.1.3 不同淋洗时间对玉米生育期始末土壤脱盐效果的影响
•   4.3 本章小结
• 5 微咸水滴灌对春玉米生长特性的影响
•   5.1 不同灌溉定额微咸水滴灌对玉米生长特性的影响
•     5.1.1 不同灌溉定额微咸水滴灌对玉米株高的影响
•     5.1.2 不同灌溉定额微咸水滴灌对玉米茎粗的影响
•     5.1.3 不同灌溉定额微咸水滴灌对玉米叶面积的影响
•     5.1.4 不同灌溉定额微咸水滴灌对玉米干物质量的影响
•   5.2 不同淋洗时间对微咸水滴灌玉米生长特性的影响
•     5.2.1 不同淋洗时间对微咸水滴灌玉米株高的影响
•     5.2.2 不同淋洗时间对微咸水滴灌玉米茎粗的影响
•     5.2.3 不同淋洗时间对微咸水滴灌玉米叶面积的影响
•     5.2.4 不同淋洗时间对微咸水滴灌玉米干物质量的影响
•   5.3 本章小结
• 6 通过氢氧稳定同位素判断微咸水滴灌玉米水分利用规律
•   6.1 直观法定性判断玉米的主要吸水层位
•     6.1.1 不同潜在水源氢氧稳定同位素变化规律
•     6.1.2 不同生育期内茎干水与潜在水源氧稳定同位素的关系
•   6.2 IsoSource模型定量判断玉米的主要吸水来源
•     6.2.1 多源同位素线性混合模型IsoSource法
•     6.2.2 不同生育期内各潜在水源对植物水分利用的贡献率
•   6.3 本章小结
• 7 微咸水滴灌农田对玉米产量及水分利用效率的影响
•   7.1 不同灌溉定额微咸水滴灌对玉米产量及水分利用效率的影响
•     7.1.1 不同灌溉定额对微咸水滴灌玉米产量及其构成因素的影响
•     7.1.2 不同灌溉定额对微咸水滴灌玉米耗水量及储水量的影响
•   7.2 不同淋洗时间对微咸水滴灌玉米产量及水分利用效率的影响
•     7.2.1 不同淋洗时间对微咸水滴灌玉米产量及其构成因素影响
•     7.2.2 不同淋洗时间对微咸水滴灌玉米耗水量及储水量的影响
•   7.3 本章小结
• 8 结论与展望
•   8.1 主要结论
•   8.2 展望与不足
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 田彤

导师: 史海滨,李仙岳

关键词: 微咸水滴灌,灌溉定额,淋洗时间,氢氧稳定同位素,膜下滴灌,土壤水盐

来源: 内蒙古农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,农艺学,农作物

单位: 内蒙古农业大学

分类号: S513;S156.4

DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000544

总页数: 87

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