预报式灌溉决策系统对绿洲棉田土壤与植物的氮磷养分的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 靳思佳 |
| 答辩日期 | 2020-08-30 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 齐志明 ; 李向义 |
| 关键词 | 预报式灌溉 RZQWM2 硝态氮 速效磷 情景模拟 predictive irrigation RZQWM2 nitrate nitrogen available phosphorus scenario simulation |
| 学位专业 | 理学硕士 |
| 其他题名 | Effects of the predictive irrigation decision-making system on nitrogen and phosphorus nutrients in soil and plant of an oasis cotton field |
| 英文摘要 | 我国肥料使用量大而效率低，不合理的水肥管理是农田养分损失的重要原因。在养分损失的几个途径中，淋溶损失的贡献率最大， 在干旱地区灌溉水是关键作用因子。 有研究学者新开发了一套基于根区水质模型（ Root Zone Water QualityModel 2， 简称 RZWQM2） 的新型预报式灌溉决策支持系统（ Decision SupportSystem for Irrigation Scheduling，简称 DSSIS），于 2016 年在新疆和田市策勒县的典型绿洲棉田建成测试。 初步测试和评估结果表明， DSSIS 能够在节约灌溉用水的基础上维持作物产量，提高水分利用效率。为了探究 DSSIS 对棉田土壤、植物氮磷养分的影响，在策勒国家试验站开展田间试验， 选取 3 种灌溉决策方式： (1)基于 RZWQM2 模型的灌溉决策支持系统（DSSIS），（2） 基于土壤水分传感器的墒情灌溉决策方式 (Soil moisture sensor， 简称 SMS)，和（3） 基于常规农民经验的经验灌溉决策方式(Experience， 简称 E)；设置 2 个灌溉量水平， 即 100%充分灌溉 ( 100% Full Irrigation， 简称 FI)与 75%亏缺灌溉(75% Deficit Irrigation， 简称DI)。实验研究了不同灌溉决策和灌水量对土壤氮磷分布、棉花生物量、氮磷吸收量和产量的影响。利用田间实测的土壤水分、土壤硝态氮、棉花生物量、产量等数据对 RZWQM2 模型的参数进行了优化，重点评估了 RZWQM2 在策勒绿洲对土壤氮素模拟的适应性。 最后， 进行不同施氮水平的情景模拟， 提出在 DSSIS灌溉决策方式下的最佳施氮水平。主要得出以下结论：（1） 棉花生长期 0～100 cm 土层的硝态氮分布量， DSSIS 和 SMS 显著高于E（P<0.05），棉花收获后 0～205 cm 土层中硝态氮残留量， DSSIS 和 SMS 显著高于 E（P<0.05）。 不同灌溉水平并没有导致硝态氮含量的显著差异，但 DI 水平可提高 0～100 cm 土层的硝态氮分布量， 降低 100～205 cm 土层的硝态氮残留量。 说明砂性土壤棉田中 DSSIS 和 SMS 有利于 205cm 以上土层硝态氮的保持，但仍存在淋失风险。 E 已经对土壤硝态氮进行了严重的淋洗，造成 205cm 以上土层硝态氮含量较低的现象。 速效磷主要分布在 0～30 cm 土层（ 19.43～50.68mg/kg），速效磷在土壤中的分布不受灌溉决策和灌水量的影响。（2）DSSIS 和 E 有助于棉花生物量的增长，但 E 会让棉花的营养生长过盛。DSSIS 和 E 都显著促进了棉花对氮磷养分的吸收（P<0.05）。 DSSIS 比 E 和 SMS的籽棉产量分别提高 33.7%和 12.2%，水分生产力分别提高 80.7%和 9.7%，氮肥料的偏生产力分别提高 12.2%和 25.2%，磷肥料的偏生产力分别提高 12.3%和25.6%。（3） RZWQM2 经过参数优化后，可以较好地模拟策勒绿洲棉田土壤水分、土壤硝态氮、棉花生物量、产量等指标。 RZWQM2 对 DSSIS 条件下不同施氮水平的模拟研究表明，当总氮投入量为 180 kg N/hm2，其中基施有机肥（羊粪） 9230kg/hm2，蕾期追施尿素 27 kg/hm2，初花期追施尿素 27 kg/hm2，盛花期追施尿素36 kg/hm2，花铃期追施尿素 72 kg/hm2，盛铃期追施尿素 72 kg/hm2 时棉花籽棉产量和肥料产量贡献率最高，同时土壤硝态氮的渗漏量相对较少。综上，与 SMS 和 E 相比，基于 RZWQM2 的 DSSIS 不仅具有节水增产的优势，还具有保持土壤养分，减少硝态氮淋失风险的优越性。在 DSSIS 条件下，棉田只需投入 180 kg N/hm2 的肥料，即可获得较高的产量，实现肥料的最大利用，实现氮的最小渗漏损失。因此， DSSIS 可被推荐作为策勒绿洲棉田水分管理的实施办法， RZWQM2 也可以作为一种可靠的研究工具对该区域的农田水肥管理、作物生产进行模拟研究。 |
| 学科主题 | 生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/15427]  |
| 专题 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 新疆生态与地理研究所_研究系统 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 靳思佳. 预报式灌溉决策系统对绿洲棉田土壤与植物的氮磷养分的影响[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆生态与地理研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。