南疆盐渍化地区的棉花水分迁移模型的研究
Study on Cotton Moisture Transfer Model in Salinized Areas of Southern Xinjiang
目前土壤盐渍化是我国农业面临的重大环境问题之一,土壤盐渍化问题产生的负效应是制约农业生产水平重要的影响因素,南疆由于特殊的地质、气候条件以及长时间不合理开发使用水土资源的因素,致使南疆本地土壤次生盐渍化的问题严重.因此本文开展了对南疆盐渍化地区的棉花水分迁移模型的研究,对提高水资源尤其是农业用水效率,降低农作物成本,提高农药和化肥的利用率有着重要的意义,进一步为提高南疆盐渍化地区的棉花植株的产量,改良南疆本地盐渍化土壤,防止土壤次生盐渍化,提高水资源的利用率,本地农民的增产增收等做出一定的贡献.本文设置了在两个不同盐分水平下的3个不同的灌水处理(3500 m3·hm-2、4100 m3·hm-2、4700 m3·hm-2),3 个不同的施肥(氮肥)处理(160 kg·hm-2、260 kg·hm-2、360 kg·hm-2),试验棉田采用膜下滴灌方式,将磷肥作为底肥一次性施入,氮肥为追肥在棉花的苗期、蕾期、花铃期、吐絮期分4次施入.系统研究了南疆地区不同盐渍化土壤下不同的灌水处理对棉花的生态指标、水分利用效率、水分迁移规律的影响,模拟棉田土壤中的水分的动态变化,揭示不同的棉田盐渍化土壤的灌水生产模式.用土壤含水率模型SHAW模型及HYDRUS-2D软件对棉花土壤水分来进行数值模拟的方法,试验及模拟取得的主要结论如下:1.在不同盐分水平的棉田土壤上,中度盐渍化土壤比轻度盐渍化土壤出苗期晚2至3天.土壤的含盐量越高,棉花植株的出苗时间越晚,在棉田的中度盐分土壤中,高水灌溉处理与中水灌溉处理要比低水灌溉处理出苗早1至2天,说明在灌水量充分的条件下可以稀释土壤的盐分,有利于棉花的出苗.说明在施肥量相同的情况下,不同灌水处理对棉花株高的影响是WH>WM>WL,随着棉花生育期的推进棉花植株对水分的需求逐渐增大,使棉花株高在不同灌水水平下的差异性逐渐加大,在WL灌水水平下棉花会受到水分胁迫.2.在轻度盐渍化土壤和中度盐渍化土壤上适当的节水节肥对棉花的生长发育影响不大.无论在轻度还是中度盐渍化土壤上,低灌水量条件下(FLWL、FM WL、FH WL),其他各施肥处理的棉花株高明显高于低灌水量处理.棉花的茎粗随着生育期的推进不断增加,茎粗增加最为明显的时间段为现蕾期至盛蕾期.在不同的灌水量和施肥量水平下,对棉花茎粗产生最佳效应是在FMWH处理下.棉花植株的叶面积指数受水分的影响比较大,对水分的反应比较敏感,当棉田的灌水达到一定水平时棉花植株的叶片数量多,增长的快且叶面积指数大;当棉田的灌水水平不足时,棉花植株的叶片萎缩且数量减少,甚至到脱落,此时棉花植株的叶面积指数低.随着棉花植株生育期的推进,进入8月份,棉花植株的叶面积指出现下降,不同的灌水量对其影响显著.3.棉花植株的地上部分干物质累积量的形成,受水肥耦合效应的影响极大,呈极显著水平,在灌水量为4700 m3·hm-2施肥量为260 kg·hm-2时达到最大,在棉田灌水充足的条件下,干物质累积量的形成的最佳处理为FMWH.因此,适宜的灌溉水量和施肥量能有效地促进棉花植株的健康生长以及棉花植株的地上部分干物质的累积.4.盐渍化土壤棉花水分及施肥在0至100 cm处迁移,以FHWH、FHWM、FHWL处理为例,实测值与模拟值吻合度良好.在高灌水(WH)处理下,随着棉田施肥量的增加,棉田的土壤含水率降低.FH WH及FM WH处理下土壤含水率最大值出现在60 cm处,土壤含水率在FLWH处理下的主要分布在20至40cm处并且最大值出现在40cm处,棉田的土壤含水率随着土层的深度增加逐渐减小,在100 cm处,FL WH含水率比FH WH及FMWH更高这样容易引起深层渗漏.在FMWH处理下,在60至80 cm处,与棉花主要根系分布处在基本相同的位置,在这个范围内有助于棉花植株的生长.
- 作者：
- 张婷乐
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 专业名称：
- 农业信息化(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2019年
- 导师姓名：
- 周保平
- 中图分类号：
- S562；S156.4
- 关键词：
- 南疆盐渍化；棉花水分的利用效率；模拟水分迁移
- Salinization in South Xinjiang; Water use efficiency of cotton; Simulated moisture migration;