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盐渍化农田水氮调控对土壤肥力及冻融期水盐养分影响研究

2020-12-02阅读(155)

盐渍化农田水氮调控对土壤肥力及冻融期水盐养分影响研究

论文摘要

河套灌区是我国重要粮油生产基地,土壤盐渍化问题制约该地区的发展。本论文针对盐渍化农田土壤贫瘠、水氮利用率低下以及次生盐渍化防治等问题,设置不同水氮调控模式开展田间试验,研究了水氮调控对玉米产量及水氮利用效率的影响,建立水氮-产量回归模拟方程对玉米产量效应综合分析。基于RAGA-PPC模型对翌年土壤肥力综合评价。分析了耕作期内水氮单一因素施用量对冻融期内农田水土环境的影响,运用主成分分析法评价翌年土壤肥力。主要研究结果如下:（1）灌水量与施氮量对玉米籽粒产量及其构成因子影响极显著,两者交互作用对干物质量与籽粒产量影响极显著,对百粒重与穗粒数影响显著。灌水量相同时,施加氮肥在一定范围内会提高水分利用率。施氮水平相同时,水分利用率表现为:高水<中水<低水。在高氮处理下氮肥农学效率较低。氮肥农学效率在中水低氮达到最大值。施氮和灌水以及交互作用对玉米氮肥农学效率均有显著影响。（2）建立了水氮-产量二元二次回归模型,实际产量与模拟产量有较高的拟合度。水氮两因素在一定范围内对产量具有正效应,随水氮量的增加产量符合报酬递减效应。正效应大小顺序为:施氮量>灌水量>交互效应。产量模拟最大值可达12696kg/hm2,对应灌水量为317 mm,施氮量为261kg/hm2。不同目标产量寻优得到最佳水氮组合值与实测产量做对比基本吻合,可以为当地生产实践提供理论依据。（3）冻融期内土壤养分主要集中土壤表层,全氮、碱解氮和有机质含量在冻融期内呈现先增大后减小的变化规律,最大值出现在最大冻深期。在秋浇后-冻结期土壤团聚体随着施氮量的增加而增加,融化期高氮处理团聚体降低,盐分会影响团聚结构。不同施氮量处理C/N随着冻融期的进行递增,增加了 0.9-2.02%。（4）运用主成分分析方法对单一因素对春播前土壤肥力进行综合评价,综合得分为:N3<N0<N1<N2,W3<N2<Ni。中氮处理得分最高,推荐该地区玉米生育期内施氮肥量为225 kg/hm2。低水处理得分最高,但土壤含盐率不满足作物需求,故推荐盐渍化土壤玉米灌水制度为生育期灌水225mm和秋浇灌水150mm。（5）基于RAGA-PPC模型对不同水氮调控春播前土壤肥力综合评价,根据评价结果可知:土壤肥力较优的为中水中氮、中水低氮和高水低氮处理。结合玉米籽粒产量分析,籽粒产量最大的是高水高氮和中水中氮处理,两者差异不显著。综合水氮调控前期以及春播前土壤肥力的状况,推荐该地区水氮调控模式为W2N2（施氮量:225 kg/hm2、灌水量:225+150mm）。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 引言
  •   1.1 研究背景及意义
  •   1.2 国内外研究进展
  •     1.2.1 水氮调控对水氮利用率及产量的影响研究
  •     1.2.2 河套灌区秋浇研究现状
  •     1.2.3 冻融期水盐养分迁移转化研究现状
  •     1.2.4 土壤肥力质量的评价研究
  •     1.2.5 投影寻踪模型研究现状
  •   1.3 研究内容与技术路线
  •     1.3.1 研究内容
  •     1.3.2 技术路线
  • 2 试验区自然条件和试验设计
  •   2.1 试验区概况
  •   2.2 试验材料
  •   2.3 试验设计
  •   2.4 试验观测项目及方法
  •     2.4.1 气象资料
  •     2.4.2 生育期测定指标
  •     2.4.3 玉米水氮利用率的计算公式
  •     2.4.4 冻融期测定指标
  •   2.5 数据统计分析
  • 3 水氮调控对玉米产量及水氮利用效率的影响研究
  •   3.1 玉米产量构成因素的影响
  •   3.2 玉米籽粒产量与增产率的影响
  •   3.3 玉米水氮利用率的影响
  •   3.4 本章小结
  • 4 水氮调控对玉米产量效应综合分析
  •   4.1 水氮调控回归模拟方程建立
  •   4.2 单因素效应分析
  •   4.3 单因素边际效应分析
  •   4.4 两因素交互效应分析
  •   4.5 组合方案优化
  •   4.6 本章小结
  • 5 不同施氮量对冻融期土壤养分迁移及翌年土壤肥力的影响研究
  •   5.1 冻融期气温与土壤冻融特性
  •     5.1.1 地表温度与气温关系
  •     5.1.2 盐渍化土壤冻结融化过程
  •   5.2 土壤含水、盐率与地下水位的变化规律
  •     5.2.1 冻融期地下水位及电导率的变化
  •     5.2.2 冻融期土壤含水率与含盐率变化
  •   5.3 不同施氮量对冻融期土壤养分迁移规律的影响
  •     5.3.1 冻融期全氮、碱解氮分布迁移规律
  •     5.3.2 冻融期有机质分布迁移规律
  •     5.3.3 冻融期土壤团聚体含量与碳氮比值的变化规律
  •     5.3.4 春播前耕层土壤水、盐、养分差异性分析
  •   5.4 不同施氮量春播前土壤肥力综合评价分析
  •     5.4.1 春播前土壤肥力因子相关性分析
  •     5.4.2 春播前土壤肥力指标的主成分分析
  •   5.5 本章小结
  • 6 不同灌水量对冻融期土壤养分迁移及翌年土壤肥力的影响研究
  •   6.1 冻融期土壤含水率与含盐率变化规律
  •   6.2 不同灌水量对冻融期土壤养分分布迁移规律的影响
  •     6.2.1 冻融期土壤全氮、碱解氮分布迁移规律
  •     6.2.2 冻融期全磷、有效磷分布迁移规律
  •     6.2.3 冻融期全钾、速效钾分布迁移规律
  •     6.2.5 冻融期有机质迁移规律
  •   6.3 翌年春播前耕层土壤养分储量变化
  •     6.3.1 翌年春播前耕层土壤全效养分储量变化
  •     6.3.2 翌年春播前耕层土壤速效养分储量变化
  •   6.4 基于主成分分析法对翌年春播前土壤综合评价
  •     6.4.1 不同灌水量土壤肥力因子相关性分析
  •     6.4.2 不同灌水量春播前土壤肥力指标的主成分分析
  •   6.5 本章小结
  • 7 基于RAGA-PPC模型对水氮调控后翌年土壤肥力综合评价
  •   7.1 春播前耕层土壤肥力指标的统计分析
  •   7.2 实数编码加速遗传算法（RAGA）
  •   7.3 投影寻踪聚类分析（PPC）
  •   7.4 投影寻踪聚类模型的建模过程
  •     7.4.1 评价指标值得归一化处理
  •     7.4.2 定义投影指标函数
  •     7.4.3 最佳投影方向的确立
  •     7.4.4 指标评价
  •   7.5 基于RAGA-PPC模型对翌年土壤肥力综合评价
  •     7.5.1 评价体系的建立
  •     7.5.2 评价结果分析
  •   7.6 本章小结
  • 8 结论与展望
  •   8.1 主要结论
  •     8.1.1 盐渍化农田水氮调控对玉米产量及水氮利用效率的影响研究
  •     8.1.2 水氮调控对玉米产量效应综合分析
  •     8.1.3 单一因素对冻融期土壤养分迁移及翌年土壤肥力的影响研究
  •     8.1.4 基于RAGA-PPC模型对水氮调控土壤肥力的综合评价
  •   8.2 不足与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者简介

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王美荣

    导师: 史海滨

    关键词: 盐渍化农田,水氮调控,土壤肥力,冻融作用,水盐迁移,养分迁移,投影寻踪聚类

    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,农业基础科学,农艺学,农艺学

    单位: 内蒙古农业大学

    分类号: S156.4;S158

    DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000247

    总页数: 78

    文件大小: 8059K

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