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典型棕壤玉米田合理耕层指标体系及耕作技术评价研究

2020-12-02阅读(95)

典型棕壤玉米田合理耕层指标体系及耕作技术评价研究

论文摘要

棕壤是辽宁省高产玉米栽培的主要土壤类型。近年来,重用轻养的农田管理措施及小型农机具连年碾压使得棕壤出现许多结构及功能障碍,不合理的耕层构造引发作物产量低、产量在年际间变化很大,资源利用效率下降等现象,不利于农业可持续性发展。土壤综合质量优劣不仅影响粮食生产,而且影响生态系统的多样性和功能,为农业绿色健康发展提供保障。本研究于2015-2016年在东北典型棕壤旱地开展,通过对土壤综合质量进行评价明确:1.合理耕层土壤综合质量;2.合理耕层评价指标定性及定量化;3.从土壤质量角度筛选适宜东北棕壤旱地的耕作技术。主要研究结论与结果如下:1.将土壤质量评价应用于合理耕层构建问题,通过计算土壤综合质量指数（SQI）对研究区棕壤土壤质量进行定量化得出研究区平均SQI为0.54（2015年）,0.51（2016年）均属于中等水平。通过对产量（Y）、产量稳定性（CVy）及资源利用效率（PFP）进行聚类分析得出高产区间分别为9.1110.03 t hm-2（2015年）,11.7612.61t hm-2（2016年）;高产量稳定性范围10.24%20.42%（2015年,2016年）;高资源利用效率区间为34.1243.53 kg kg-1（2015年）,49.94%54.65%（2016年）。通过SQI与Y、CVy及PFP的回归方程求得合理耕层SQI适宜区间为0.580.68（2015年）、0.520.69（2016年）。2.通过主成分分析及皮尔森相关筛选出的最小数据集指标（MDS）结合隶属度函数计算出的SQI与构建合理耕层主要关注点Y、CVy及PFP均有显著相关关系,说明该MDS指标可作为合理耕层评价指标。其中2015年合理耕层评价指标（MDS）包含耕作层TK,犁底层SC,犁底层AP,犁底层TN,心土层SMC和心土层MWD。2016年合理耕层评价指标（MDS）包含耕层AK、耕作层BD、犁底层AK、心土层SOM及心土层AP。3.通过将各评价指标与SQI进行回归拟合结合合理耕层SQI适宜区间确定评价指标适宜区间。其中2015年耕作层TK、犁底层SC、犁底层AP、犁底层TN、心土层SMC、心土层MWD的适宜区间分别为22.1624.06 g kg-1、1051.081617.70 Kpa、6.018.67 mg kg-1、986.901052.13 mg kg-1、37.51%38.87%、0.140.17 mm。2016年耕作层AK、耕作层BD、犁底层AK、心土层SOM、心土层AP适宜区间分别为186.67225.34 mg kg-1、1.281.39 g cm-3、105.06129.22 mg kg-1、10.8212.97 g kg-1、0.300.71 mg kg-1。4.通过建立不同耕作技术下土壤质量评价体系,结合合理耕层SQI适宜范围对耕作技术进行初步筛选。不同年份间,均有较多处理满足合理耕层SQI适宜区间,说明现有耕作技术对维持土壤质量,保证土壤正常功能方面有积极影响。其中2015年满足合理耕层SQI值的处理有翻耕条带秸秆不还田（0.71）、旋耕秸秆条带还田（0.69）、翻耕秸秆条带还田（0.69）、旋耕秸秆全层还田（0.65）、旋耕条带秸秆不还田（0.58）;2016年满足合理耕层SQI值的处理有翻耕秸秆条带还田（0.68）、翻耕条带秸秆不还田（0.61）、翻耕秸秆全层还田（0.61）、旋耕条带秸秆不还田（0.53）、旋耕秸秆全层还田（0.53）。5.通过综合分析不同耕作技术在不同降水年份对SQI及产量的影响得出,秸秆条带还田（翻耕或旋耕）处理均能获得较高的SQI及产量。其中旋耕秸秆条带还田有利于在干旱年份（2015年）获得较高产量,而翻耕秸秆条带还田更有利于在沣水年份（2016年）获得较高SQI,是适宜典型棕壤玉米田主要推荐的耕作技术。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  •   1.1 东北棕壤旱地研究现状及存在问题
  •     1.1.1 棕壤概况
  •     1.1.2 棕壤研究现状
  •     1.1.3 棕壤旱地存在问题
  •   1.2 土壤质量评价研究进展
  •     1.2.1 土壤质量的定义
  •     1.2.2 土壤质量评价指标研究
  •     1.2.3 土壤质量评价方法研究进展
  •   1.3 土壤质量指数（SQI）的应用研究进展
  •     1.3.1 土壤质量指数简介
  •     1.3.2 土壤质量指数研究现状
  •   1.4 合理耕层构建意义
  •   1.5 研究目的及意义
  •   1.6 研究内容和技术路线
  •     1.6.1 研究内容
  •     1.6.2 技术路线
  • 第二章 研究方法
  •   2.1 试验区概况
  •   2.2 试验设计
  •     2.2.1 典型棕壤旱地合理耕层土壤质量评价研究
  •     2.2.2 基于SQI的耕作技术评价研究
  •   2.3 样品采集
  •   2.4 测定项目与方法
  •     2.4.1 土壤物理指标的测定
  •     2.4.2 土壤化学指标的测定
  •     2.4.3 作物产量（Y）、产量稳定性（CV%）及化肥偏生产力（PFP）
  •   2.5 数据处理与分析
  •     2.5.1 土壤质量评价模型构建
  •     2.5.2 数据处理与分析
  • 第三章 棕壤旱地土壤质量特征
  •   3.1 研究方法
  •   3.2 土壤物理特征
  •     3.2.1 土层厚度特征
  •     3.2.2 土壤团聚体稳定性特征
  •     3.2.3 土壤紧实度特征
  •     3.2.4 土壤含水量和孔隙度特征
  •   3.3 土壤化学特征
  •     3.3.1 土壤pH值及有机质特征
  •     3.3.2 土壤养分特征
  •   3.4 小结
  • 第四章 合理耕层土壤质量评价研究
  •   4.1 研究方法
  •   4.2 合理耕层评价指标重要数据集建立
  •   4.3 基于主成分分析的最小数据集的建立
  •   4.4 最小数据集指标权重的确定
  •   4.5 最小数据集指标隶属度的确定
  •   4.6 合理耕层土壤质量评价结果及指标范围确定
  •     4.6.1 棕壤旱地土壤质量综合指数
  •     4.6.2 合理耕层土壤质量指数区间确定
  •     4.6.3 合理耕层评价指标区间确定
  •   4.7 小结
  • 第五章 基于土壤质量指数的耕作技术评价研究
  •   5.1 研究方法
  •   5.2 耕作技术土壤质量评价体系建立
  •     5.2.1 重要数据集的确定
  •     5.2.2 最小数据集的确定
  •     5.2.3 最小数据集指标权重的确定
  •     5.2.4 最小数据集隶属度的确定
  •   5.3 东北棕壤区适宜耕作技术筛选
  •     5.3.1 不同耕作技术土壤质量综合指数及产量统计特征
  •     5.3.2 适宜耕作技术初步筛选
  •     5.3.3 适宜耕作技术最终筛选
  •   5.4 小结
  • 第六章 讨论与结论
  •   6.1 讨论
  •     6.1.1 棕壤旱地土壤质量特征
  •     6.1.2 合理耕层的土壤质量评价
  •     6.1.3 合理耕层评价指标筛选
  •     6.1.4 不同耕作技术的土壤质量评价
  •   6.2 结论
  •   6.3 创新点
  •   6.4 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位论文期间发表文章

    • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 梅楠

    导师: 齐华

    关键词: 棕壤,土壤质量,合理耕层,耕作技术,产量

    来源: 沈阳农业大学

    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: 沈阳农业大学

    分类号: S513;S155.23

    DOI: 10.27327/d.cnki.gshnu.2019.000013

    总页数: 116

    文件大小: 2950K

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