东北半干旱地区玉米膜下滴灌水肥耦合效应研究

摘要

膜下滴灌作为一项先进、高效的节水灌溉技术，不仅可以有效节约灌溉用水，还有节省肥料、降低土壤结构被破坏、增加作物产量等优点。中国东北是粮食主产区，黑龙江省是中国的第一产粮大省，玉米是黑龙江省的主要粮食作物。然而，黑龙江省西部地区的春早发生频率高，膜下滴灌技术可以有效提高土壤温度，预防春旱和低温冷害，保障作物出苗和根系生长。本文对黑龙江省西部地区膜下滴灌玉米进行田间试验研究，从而确定适宜当地条件的最佳灌溉、施肥水平。 试验采用D416最优设计，对施氮肥量、施磷肥量、施钾肥量3个因素设置5个水平，对灌水量这一因素设置4个水平，设置无覆膜无灌水处理CK，组成试验处理。于玉米生育期内定期监测试验小区内土壤含水率和玉米生长性状，并于收获时测取玉米产量。通过统计与分析试验数据结果，初步确定了膜下滴灌条件下的水肥耦合规律，以及其对玉米生长的影响。所得规律如下: 1、氮肥、磷肥、钾肥中对玉米株高、茎粗、叶面积等生理指标均有影响，其中氮肥的施用量对各项生长性状影响最大。覆膜对玉米各项生长性状的增益作用在拔节期至抽雄期最为明显。玉米生育期光合作用速率大小关系为:拔节期＞灌浆期＞抽雄期。玉米的叶面积指数与玉米叶片的光合作用速率成负相关。 2、在玉米生育期内，0～80 cm深土层内土壤含水率变化趋势大致为:苗期和拔节期保持平稳不变，抽雄期和灌浆期迅速下降，成熟期略有回升。玉米耗水量随灌水量增加而增大，抽雄期的耗水量最大而成熟期耗水量最小。覆膜能显著减小玉米生育期内耗水量。 3、试验范围内，各因素对玉米产量的影响程度由大到小依次为:氮肥、磷肥、钾肥、灌水量。其中灌水量对玉米产量均具有负效应，其余因素对玉米产量均具有显著的正效应。 4、膜下滴灌条件下，玉米水分利用效率(WUE)在2.11 kg/m3至3.53 kg/m3之间，随耗水量增加而降低。覆膜有效提高了水分利用效率。 5、试验年玉米生育期降水量为386.0 mm，为中等干旱年份。该年份下膜下滴灌玉米较地面灌溉玉米节水约87.2 m3/亩，玉米产量较中低产田提高约20.4％，较中高产田提高约10.8％。 6、综合考虑产量、水分利用效率和经济效益，确定该地区玉米膜下滴灌适宜的灌溉施肥水平为:施氮肥量为225 kg/hm2，施磷肥量为88 kg/hm2，施钾肥量为90 kg/hm2，灌水量为335 m3/hm2。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究背景及意义

1．2 研究进展

1．2．1 膜下滴灌

1．2．2 水肥耦合

2 研究内容与方法

2．1 研究内容

2．2 研究方法

2．2．1 试验区概况

2．2．2 试验设计

2．2．3 试验指标测定

2．2．4 数据处理方法

2．3 技术路线图

3 试验结果与分析

3．1 不同处理的玉米生物学特性分析

3．1．1 不同处理的玉米株高分析

3．1．2 不同处理的玉米茎粗分析

3．1．3 叶面积指数和光合速率

3．2 土壤水分变化与玉米耗水

3．2．1 土壤含水率变化规律

3．2．2 玉米生育期耗水规律

3．3 玉米产量和水分利用效率

3．3．1 玉米产量

3．3．2 水分利用效率

3．3．3 玉米水分利用效率与产量的关系

3．3．4 肥料利用效率

3．4 经济效益

3．4．1 投入成本分析

3．4．2 获取收益分析

4 讨论

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文