玉米膜孔灌農(nóng)田水氮分布特性和耗水規(guī)律試驗研究.pdf

1、隨著節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求和由于施用氮肥而引起的地下水環(huán)境污染問題的日益突出,研究膜孔灌玉米的耗水規(guī)律和農(nóng)田氮素的分布特性具有十分重要的科學價值和生產(chǎn)實踐意義。目前,國內(nèi)學者主要針對膜孔灌入滲特性、田面水流運動特性、灌水技術(shù)要素和灌溉質(zhì)量評價等進行了一系列研究工作,而這些研究均未涉及膜孔灌的農(nóng)田氮素分布及作物耗水規(guī)律問題。本論文在查閱和總結(jié)國內(nèi)外膜孔灌和土壤氮素運移等相關(guān)文獻資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合國家自然科學基金項目“膜孔灌農(nóng)田氮素運移特性與灌

2、溉質(zhì)量評價方法研究”,采用室外小區(qū)試驗和理論研究相結(jié)合、以試驗為主的技術(shù)路線,研究了玉米膜孔灌農(nóng)田水氮分布特性和耗水規(guī)律,主要研究成果如下： (1)對膜孔灌不同灌溉制度的農(nóng)田土壤水氮分布特性進行了試驗研究。結(jié)果表明：不同灌溉制度的農(nóng)田土壤水氮在0～60cm土層季節(jié)性動態(tài)變化較大,土壤硝態(tài)氮在膜孔中心垂直剖面各生育期均存在一個集中分布區(qū),距膜孔中心水平距離越遠,分布區(qū)濃度峰越小。土壤垂直剖面硝態(tài)氮季節(jié)性含量受灌水次數(shù)、灌水定額的影

3、響,在近施肥點影響較大,遠施肥點影響較小。灌水次數(shù)越多、灌水定額越大,土壤表層硝態(tài)氮季節(jié)性減小的越快,硝態(tài)氮減小的土層越深,深層80～100cm硝態(tài)氮累積量越大,灌水定額對其的影響較灌水次數(shù)的影響大。本文試驗條件下,在玉米生育期中以灌水4次、灌水定額為524.7m3/hm2為最佳。 (2)研究了膜孔灌農(nóng)田土壤水氮分布與氮素轉(zhuǎn)化特性。結(jié)果表明：膜孔灌具有很好的保墑特性,通過覆膜減緩了傳統(tǒng)畦灌土壤表層含水率隨季節(jié)的突變現(xiàn)象,較畦灌節(jié)

4、水20.0％左右。膜孔灌消除了畦灌因土壤強烈蒸發(fā)對尿素水解及銨態(tài)氮硝化的影響,膜孔灌尿素水解速度均勻平緩,本文試驗條件下農(nóng)田土壤中尿素的水解和銨態(tài)氮的硝化在20天基本完成。膜孔灌土壤硝態(tài)氮主要分布在膜孔附近,膜孔中心垂直剖面土壤硝態(tài)氮分布比較均勻,土壤硝態(tài)氮含量呈先增加后減小的分布形狀；而畦灌的分布則比較集中,在近施肥點垂直剖面土壤硝態(tài)氮含量較高,遠施肥點很小。本文試驗條件下,膜孔灌較畦灌相比,80～100cm深層硝態(tài)氮淋溶損失減小27

5、.0％。 (3)研究了玉米膜孔灌耗水規(guī)律和水分生產(chǎn)效率。結(jié)果表明：膜孔灌玉米生育期中,灌水定額越大、灌水次數(shù)越多,玉米生育期耗水量越大。耗水量受灌水次數(shù)的影響大小主要體現(xiàn)在增加灌水次數(shù)的時間上,受灌水定額的影響作用較灌水次數(shù)的大；在一定的灌溉定額和灌水次數(shù)條件下,玉米生育期耗水量和耗水強度均與灌水量和灌水次數(shù)之間符合線性函數(shù)關(guān)系；揭示了玉米生育期累積耗水量和耗水強度與生育期天數(shù)之間分別滿足對數(shù)函數(shù)和一元二次函數(shù)關(guān)系；膜孔灌玉米產(chǎn)

6、量、土壤水分生產(chǎn)效率與耗水量之間均滿足一元二次函數(shù)關(guān)系。本文試驗條件下,膜孔灌較畦灌相比,水分生產(chǎn)效率提高23.3％,增產(chǎn)15.9％。 (4)研究了玉米膜孔灌的灌溉制度。結(jié)果表明：灌水次數(shù)和灌水定額對玉米生物指標的影響為在灌水次數(shù)較少、灌水定額較小時影響顯著,苗期增加灌水對玉米株高和徑粗的影響很大,使玉米的抗倒伏能力減小。玉米進入抽穗期生殖生長基本停止,收獲后玉米株高、葉面積與抽穗期基本相同；建立了抽穗期玉米株高與同期累積耗水量之間的一