不同施肥、覆盖种植模式下玉米农田水分及氮素运移影响研究

摘要

水分和养分是干旱地区农业生产中两大重要的限制因子，其与作物生长发育关系十分密切。农田土壤养分状况与施肥量多少和耕作方式密切相关。本研究通过田间试验和室内分析相结合的方式，初步探讨了不同施肥量和不同覆盖方式对土壤水分和氮素运移变化的影响，结果表明：
　　1、不同施肥处理之间土壤水分时空变化规律有所差异。水分在土体的时空分布主要与降水和土体构型有关，上层120 cm土体水分变化剧烈。除缺磷处理外，不同缺素处理土壤水分时空分布图中均存在低水分区域，且不同处理之间最低水分区域的深度及出现时间均有所差异，出现的先后顺序分别为缺氮处理、不施肥处理、缺钾处理和常规施肥，最低值的范围也有所不同，这主要是受降水入渗量、地面蒸发量和玉米耗水量等因素的影响。在整个土壤剖面随土壤深度增加等值线密度逐渐减小，至水分峰值区等值线密度又逐渐增大，且等值线密度最大区基本都发生在玉米生长后期的表层土壤。
　　2、土壤硝态氮随水分在垂直方向上具有向上、向下两个方向的动态变化趋势。春玉米收获后，不同缺素处理0-200 cm土层NO3--N积累量具有显著差异，其大小顺序为：缺磷处理>常规施肥处理>缺钾处理>缺氮处理>不施肥处理。0-100 cm土层土壤NO3--N残留量表现为缺钾处理>缺磷处理>常规施肥>缺氮处理，除对照外下层100-200 cm土层土壤硝态氮与上层NO3--N残留量刚好相反，常规施肥>缺磷处理>缺钾处理>缺氮处理。不同施氮水平条件下，春玉米收获后土壤NO3--N残留量表现为N360>N240>N120>N0，且主要分布于0-80 cm土层深度，由此可确定适宜残留量与施氮量的关系。
　　3、不同施肥处理植株各器官氮素含量变化不一，且对植株生长量的影响较大，使各器官氮含量和氮素积累量之间存在明显差异。不同缺素处理植株地上部氮含量大小顺序为：缺磷处理>缺钾处理>常规施肥>缺氮处理>不施肥处理，而氮素积累量大小顺序为：缺钾处理>缺磷处理>常规施肥>缺氮处理>不施肥处理；不同施氮水平随施氮量的增加植株地上部氮素含量逐渐增加。
　　4、不同覆盖处理0-200 cm土壤储水量呈现波动性变化，表现为“减少-增加-减少-增加”的变化趋势。三种不同覆盖处理0-40 cm土层拔节期土壤储水量较播种期分别提高了11.69％，16.53%和23.03%，保墒效果表现为二元覆盖>宽膜覆盖>窄膜覆盖。40-120 cm土壤储水量变化较为剧烈，而120-200 cm土层土壤储水量变化相对平缓。
　　5、地表覆盖种植可有效降低土壤硝态氮的淋溶和损失，而残留的硝态氮可为下茬作物提供氮素营养。研究发现窄膜覆盖和宽膜覆盖整个剖面的土壤硝态氮的积累量分别为露地种植的67.78%和62.40%。窄膜覆盖、宽膜覆盖和二元覆盖累积的NO3--N主要残留在玉米根系主要分布深度（0-100 cm），覆盖方式不同，土壤剖面硝态氮峰值深度及残留量不一。说明地表覆盖种植可有效降低土壤硝态氮的淋溶和损失风险。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的及意义

1.3 国内外研究进展

1.4 研究内容与方法

第二章 材料与方法

2.1 试验地概况

2.2 年度生育期降水特征

2.3 试验设计与方法

2.4 测定项目与方法

第三章 不同施肥方式土壤水分和氮素运移分析

3.1 不同缺素处理土壤水分时空变化特征

3.2 不同缺素处理土壤水分调控效应

3.3 不同施肥量氮素效应分析

第四章 不同覆盖方式土壤水分和硝态氮运移分析

4.1 不同覆盖方式土壤水分时空分布特征

4.2 不同覆盖方式各生育期0-200 cm土壤储水量变化

4.3 不同覆盖方式土壤硝态氮运移变化

4.4 不同覆盖方式土壤NO3--N累积量分布

第五章 结论与讨论

5.1 主要研究结论

5.2 存在问题与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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