膜下滴灌棉田水肥一体化高效管理决策系统研究

摘要

目的：本研究基于对膜下滴灌棉田的耗水耗肥规律的研究，用数学模型理论对施肥和灌溉的定量化，建立膜下滴灌棉田水肥一体化生产模型，并在此基础上，构建膜下滴灌棉田水肥一体化高效管理决策系统。为实现棉花高产与农业生产水肥一体化的高效管理提供可借鉴的思路和方法，为一线农业生产单位利用计算机对膜下滴灌棉田的各生长发育阶段的提供施肥灌溉决策，指导棉花生产管理，提高水肥利用率，达到因地制宜、因时制宜、精确管理的目的。
　　方法：设计不同的水、肥梯度进行小区试验，开展棉花各个时期的耗水耗肥规律以及不同水肥组合对膜下滴灌棉田生长发育和作物产出的研究，并检测各阶段棉花吸氮量和干物质积累量，结合气象数据，获取建立棉花阶段性耗水模型和需肥模型的参数，由此构建膜下滴灌棉田水肥一体化生产模型。同时开展膜下滴灌棉田水肥一体化生产模型验证试验，对其在养分供应、土壤水分动态变化以及作物产出等方面的优劣点进行探讨，确定其决策推荐的合理性。在以上实验的基础上，利用计算机编程软件建立膜下滴灌棉田水肥一体化高效管理决策系统。
　　结果：(1)研究了不同水肥处理对膜下滴灌棉田作物产出和生长发育的影响
　　在对膜下滴灌棉田干物质积累量的作用上，施氮量大于灌水量，水氮交互作用的作用最小，三者都表现出了显著的差异性。在对膜下滴灌棉田产量形成的作用上，灌水量要略大于施氮量，而水氮交互作用对膜下滴灌棉田产量的影响不大；其中氮肥的增产效益在单株铃数的增加上表现显著，灌水量的增产效益在单株铃数和单铃重增加上，均表现显著，且其在增加单铃重上甚至表现为极显著，水氮交互作用对膜下滴灌棉田单株铃数和单铃重的影响均表现不显著。
　　(2)膜下滴灌棉田水肥一体化模型的建立
　　通过实验数据的获取，建立了植株氮素积累量(Y)与棉花籽棉产量（y）关系模型：y=-3824.4Y2+14148Y-6894.4(R2=0.9781)，可得最高籽棉产量为6190.39kg/hm2，植株氮素积累量的最佳值为1.8497g/株；建立了Logistic-N素积累模型：Y=Y0/(1+175.2418e-0.09304t)，其决定系数为R2=0.981；确定了彭曼公式的棉花作物系数，呈单峰曲线；并在此基础上构建了棉田水肥一体化模型。
　　(3)膜下滴灌棉田水肥一体化模型的验证
　　通过对比系统优化处理与常规处理在养分供应、土壤水分动态变化以及作物产出等方面的优劣，可知优化处理在土壤水分动态变化、单铃重和产量上的增产效益等方面表现出来较好的优势。(4)膜下滴灌棉田水肥一体化高效管理决策系统的建立
　　充分利用农业信息技术的智能化功能，有机地将已知的科研成果、农业专家的知识以及已量化的水肥一体化生产模型等相关理论知识结合起来，为兵团一线的膜下滴灌棉田生产者提供一套操作相对较为简宜的且经济实用的、科学的水肥一体化高效管理决策系统。系统主要包括了水肥决策模块、信息查询模块、信息管理模块等。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 文献综述

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究的主要内容、方法与技术路线

第二章 水肥交互作用对膜下滴灌棉田生长及产量的影响研究

2.1材料

2.2 水肥交互作用对膜下滴灌棉田干物质积累的影响

2.3水氮耦合对膜下滴灌棉田产量的影响

2. 4水氮交互作用对单株铃数、单铃重的影响

2.5 棉花蒸散量和产量的关系

2.6不同水肥条件下棉花日积累的干物质量与日耗水量之间的关系

2.7小结

第三章 棉花膜下滴灌棉田水肥一体化模型的研究

3.1 灌溉模型的建立

3.2 施肥模型的建立

3.3膜下滴灌棉田水肥一体化生产模型的建立

3.4小结

第四章 膜下滴灌棉田水肥一体化生产模型的验证

4.1试验设计与安排

4.2膜下滴灌棉田水肥一体化生产模型的验证

4.3 小结

第五章 膜下滴灌棉田水肥一体化高效管理决策系统的建立

5.1 系统建立的目的及其意义

5.2 系统设计原则

5.3 设计流程

第六章 结论与讨论

6.1 结论

6.2讨论

6.3创新

参考文献

致谢

作者简历

导师评阅表