水分處理對(duì)大豆物質(zhì)積累的影響及土壤水分模型構(gòu)建.pdf

1、大豆是重要的油料作物之一，對(duì)水分需求敏感，系統(tǒng)的研究水分脅迫歷時(shí)、灌溉水平對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響，對(duì)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)灌溉，提高大豆產(chǎn)量，節(jié)水抗旱具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本試驗(yàn)于2010-2012年進(jìn)行，采用框栽方法，在玻璃防雨棚內(nèi)進(jìn)行灌溉，灌溉量以哈爾濱市1995-2009年大豆生長(zhǎng)季平均降雨量為參照，試驗(yàn)品種為綏農(nóng)14、嫩豐18、合農(nóng)60和黑農(nóng)48。建立土壤含水量的時(shí)間序列模型及統(tǒng)計(jì)模型;同時(shí)研究階段性水分脅迫及不

2、同灌溉水平對(duì)大豆株高、干物質(zhì)與氮磷鉀元素積累及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明:
　　 土壤含水量變化受灌溉量與水分脅迫歷時(shí)的影響。灌溉量影響土壤含水量峰值，呈阻滯增長(zhǎng)模型關(guān)系，隨著灌溉量的增加，土壤含水量逐漸趨近于峰值37％左右。水分脅迫歷時(shí)影響土壤含水量走勢(shì)，呈指數(shù)衰減函數(shù)關(guān)系，當(dāng)水分脅迫歷時(shí)為24天時(shí)，土壤含水量平均下降7％左右，隨著水分脅迫歷時(shí)的增加，土壤含水量繼續(xù)下降并趨近于13％，逐漸達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。
　　 建立了土壤含水

3、量時(shí)間序列模型、灌溉量對(duì)土壤含水量峰值的影響模型、灌溉量及水分脅迫歷時(shí)對(duì)土壤含水量影響的二元統(tǒng)計(jì)模型，模型擬合效果良好。(1)土壤含水量的時(shí)間序列模型為指數(shù)衰減模型，利用時(shí)差相關(guān)分析對(duì)土壤含水量數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，得到模型表達(dá)式為S=23.786e-041T+13，T∈[T0，T0+△T]，模型檢驗(yàn)結(jié)果顯著，擬合程度良好。該模型可以預(yù)測(cè)水分脅迫歷時(shí)T天之后的土壤含水量，可以利用該模型判斷降水或灌溉后土壤含水量的變化趨勢(shì)，并對(duì)土壤含水量進(jìn)行預(yù)測(cè)

4、，從而為水分脅迫一定時(shí)間之后是否需要灌溉提供決策參考。(2)土壤含水量峰值與灌溉量的函數(shù)關(guān)系為阻滯增長(zhǎng)模型，得到模型表達(dá)式為S0=37/1+1.48e-0.60w，模型的擬合程度良好。該模型可預(yù)測(cè)某一降雨量或灌溉量下的土壤含水量峰值，并與灌溉初始時(shí)刻的計(jì)算函數(shù)T0=-1/0.041lnS0-13/23.786、土壤含水量的時(shí)間序列模型相結(jié)合，構(gòu)建灌溉量、水分脅迫歷時(shí)對(duì)土壤含水量的回歸模型，從而根據(jù)降水量或灌溉量對(duì)灌溉T天之后的土壤含水量

5、進(jìn)行預(yù)測(cè)。(3)構(gòu)建了水分脅迫歷時(shí)對(duì)土壤含水量影響的統(tǒng)計(jì)模型，灌溉量與土壤含水量峰值之間的關(guān)系可以表示為相關(guān)系數(shù)為0.485的二維正態(tài)分布。根據(jù)以上兩個(gè)統(tǒng)計(jì)模型，可以對(duì)降水量或灌溉量為W，水分脅迫歷時(shí)T天之后的土壤含水量達(dá)到某一數(shù)值的概率進(jìn)行計(jì)算，統(tǒng)計(jì)模型的計(jì)算結(jié)果比確定性模型更加有效。
　　 水分脅迫對(duì)大豆株高有明顯的影響。苗期和花莢期長(zhǎng)時(shí)間的水分脅迫均抑制綏農(nóng)14株高的生長(zhǎng)，輕度的水分脅迫不會(huì)影響株高。苗期長(zhǎng)時(shí)間水分脅迫抑制

6、大豆第5-8節(jié)的生長(zhǎng)發(fā)育，花莢期長(zhǎng)時(shí)間水分脅迫抑制大豆第6-15節(jié)的生長(zhǎng)發(fā)育。灌溉水平對(duì)大豆株高的影響因品種而異，綏農(nóng)14、嫩豐18均表現(xiàn)為較低的灌溉水平抑制株高的生長(zhǎng)，合農(nóng)60大豆株高對(duì)灌溉水平不敏感。
　　 水分脅迫對(duì)大豆干物質(zhì)積累和氮磷鉀元素積累有很大的影響。苗期、花莢期和結(jié)莢鼓粒期長(zhǎng)時(shí)間的水分脅迫均抑制大豆干物質(zhì)和氮磷鉀的積累。不同灌溉水平對(duì)綏農(nóng)14、嫩豐18、合農(nóng)60的干物質(zhì)和氮磷鉀的積累影響規(guī)律相同，均表現(xiàn)為灌溉水平

7、越高，大豆干物質(zhì)和氮磷鉀積累量越高;花莢期與結(jié)莢鼓粒期水分脅迫歷時(shí)越長(zhǎng)、同時(shí)灌溉水平越低，大豆的干物質(zhì)和氮磷鉀積累量越低。
　　 水分脅迫對(duì)產(chǎn)量的影響因不同生育階段而異。苗期水分脅迫處理對(duì)綏農(nóng)14和黑農(nóng)48大豆產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為輕度的水分虧缺不會(huì)使其減產(chǎn)，但長(zhǎng)時(shí)間水分脅迫造成了大豆產(chǎn)量的降低。綏農(nóng)14花莢期水分脅迫大豆產(chǎn)量隨水分脅迫天數(shù)的增加呈單峰曲線變化，黑農(nóng)48產(chǎn)量隨水分脅迫天數(shù)的增加呈遞減趨勢(shì)，中度和重度水分脅迫處理的產(chǎn)量顯