行间深松土壤虚实结构影响因素及其耕种效果研究

摘要

行间深松能够有效打破犁底层，改善土壤耕层结构，是一项重要的保护性耕作方式。针对行间深松土壤虚实结构形成影响因素与耕种效果不明等问题，本研究应用离散元仿真和田间种植试验相结合的方法，在明确不同因素对土壤虚实结构形成影响程度的基础上，重点分析了铲距对土壤物理特性、玉米生长发育及产量的影响，进而为深松作业相关参数和作物种植模式的确定提供依据。 （1）土壤虚实结构形成机理研究。通过对深松铲与土壤之间的相互作用过程进行分析，明确了土壤虚实结构的形成过程。通过建立土壤虚实结构特征参数之间的相互关系，确定了土壤虚实结构形成过程中的主要影响因素。 （2）土壤虚实结构影响因素离散元仿真与试验研究。借助离散元仿真软件从微观方面明确了不同因素对土壤的扰动情况，通过SPSS统计分析软件对土壤扰动面积、未扰动面积和虚实比进行多因素方差分析，探明了不同因素对土壤虚实结构形成的影响程度，确定铲距为影响土壤虚实结构形成的关键因素。 （3）深松铲铲距对土壤物理特性影响的研究。通过田间试验，探讨了铲距对土壤含水量、容重和紧实度等物理特性的影响。结果表明，1）不同铲距下的土壤含水量存在一定差异。在整个生育期内，铲距 300mm 的含水量最大，其全虚区和上虚下实区的平均值分别为提高了1.4%和0.6%，行间深松后有利于水分的下渗蓄积。2）随着铲距的增加两铲之间的交互作用随之减小，土壤的破碎程度减小、容重增加，同时，随着铲距的增加土壤紧实度的变化速率逐渐降低。因此，在整个生育期内，铲距 300mm 时容重的平均变化率最小，土壤的紧实度曲线最为疏松，其紧实度最小，最有利于作物根系的下扎。 （4）深松铲铲距对玉米生长发育影响的研究。通过夏玉米种植试验，探讨了铲距对玉米生长发育以及产量的影响。结果表明，1）行间深松能够有效促进玉米生长发育，不同种植区域内的各项生长指标存在一定差异。其中，全虚区的出苗率、株高、株茎以及根长的指标优势明显，最大增量分别为5.6%、9.2%、12.1%和40.3%；而根系干重则是上虚下实区优势明显，气生根与地下根干重的增量分别为18.2%和11.7%；2）与免耕相比，不同种植模式下的玉米产量均有明显增加。其中，铲距450mm的产量增量最大，全虚区和上虚下实区分别增产6.2%和7.8%。结合陕西省杨凌区的土壤性质、玉米种植模式以及机械作业方式等因素，建议铲距的布置范围应在400mm?500mm之间，种植位置选择上虚下实区。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外研究现状及发展方向

1.3研究内容

1.4技术路线

1.5论文组织结构

第二章 行间深松土壤虚实结构形成机理

2.1土壤虚实结构基本内容

2.2深松铲与土壤互作用过程分析

2.3土壤虚实结构形成影响因素确定

2.4本章小结

第三章 土壤虚实结构影响因素离散元仿真及试验研究

3.1离散元仿真模型建立

3.2仿真结果分析

3.3田间试验验证

3.4本章小结

第四章 深松铲铲距对土壤物理特性影响的试验研究

4.1试验设计

4.2测量项目与方法

4.3结果与分析

4.4本章小结

第五章 深松铲铲距对玉米生长发育影响的试验研究

5.1试验设计

5.2测试项目及方法

5.3结果与分析

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2创新点

6.3展望

参考文献

附录

致谢

作者简介