黃土旱塬地區(qū)是我國(guó)西北地區(qū)重要的糧食產(chǎn)地,位于干旱與半干旱區(qū)域,屬雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū),不具備灌溉條件,水分是限制當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素,同時(shí),該區(qū)降水時(shí)空分布不均勻,年際之間差異大,地表蒸發(fā)量高等氣候特征限制了該區(qū)域的農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展。因此,在有限的水資源條件下,提高水分利用效率,促進(jìn)作物生長(zhǎng),增加糧食產(chǎn)量及其穩(wěn)定性,對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展至關(guān)重要。為了研究該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不同田間管理措施對(duì)土壤水、熱等理化性狀及作物產(chǎn)量的影響,選取位于黃土高原地區(qū)的陜西省長(zhǎng)武縣王東溝小流域開(kāi)展田間定位試驗(yàn)。研究黃土塬區(qū)不同田間管理措施對(duì)冬小麥田土壤物理、化學(xué)性質(zhì)及其產(chǎn)量的影響。主要測(cè)定的土壤的物理指標(biāo)有:土壤容重(ρ_b),土壤總孔隙度(?),土壤緊實(shí)度(SC),土壤溫度(T),土壤水分(θ_m,θ_v),土壤飽和導(dǎo)水率(Ks)等;土壤化學(xué)指標(biāo)有:全氮(TN),硝態(tài)氮(NO_3~--N),銨態(tài)氮(NH_4~+-N),全磷(TP),速效磷(AP),速效鉀(AK),酸堿度(pH)。冬小麥的植株相關(guān)指標(biāo)有:株高(H),葉面積指數(shù)(LAI),生物量(Biomass),籽粒產(chǎn)量(Y),產(chǎn)量構(gòu)成要素(Yield component)等,計(jì)算的指標(biāo)有:蒸散量(ET),經(jīng)濟(jì)收益(EB),最佳指數(shù)(BI),降水收獲(RH),貯水量(SWS),水分利用效率(WUE),降水利用效率(PUE)等。研究結(jié)果表明:1.傳統(tǒng)耕作(施氮磷肥)處理與長(zhǎng)期不施肥對(duì)照處理(CK)相比,其土壤物理性狀中,土壤緊實(shí)度顯著降低,值為1074.9±28.6 kPa cm~(-2),土壤飽和導(dǎo)水率(0.026 cm min~(-1))較CK(0.016cm min~(-1))提高了62.5%。此外,土壤養(yǎng)分含量發(fā)生顯著變化,有機(jī)質(zhì)、全氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、全磷和速效磷均顯著增加,且分別較對(duì)照提高了16.9%、11.1%、114.4%、55.1%、141.2%;而速效鉀含量顯著降低,值為112.9±9.6 g kg~(-1)。同時(shí),冬小麥的株高和葉面積指數(shù)顯著提高,水分利用效率和降水利用效率也顯著提高,連續(xù)三年冬小麥籽粒產(chǎn)量比CK提高了1倍以上。2.地膜覆蓋組處理(施氮磷肥基礎(chǔ)上)與傳統(tǒng)耕作處理(NP)相比,不同的地膜覆蓋對(duì)土壤理化性質(zhì)和冬小麥農(nóng)藝性狀的影響有所差異。生育期覆蓋組(GM)和夏閑期覆蓋組(SM)對(duì)土壤容重和總孔隙度的影響均未達(dá)到顯著水平,但全年覆蓋組(WM)中的地膜全年全覆蓋處理(NPFWT)會(huì)顯著增加土壤容重,降低土壤總孔隙度。所有覆蓋處理均降低土壤飽和導(dǎo)水率,其中生育期地膜全覆蓋處理(NPFGT)飽和導(dǎo)水率為0.013±0.001 cm min~(-1),受影響程度最大,較NP降低了50%。另外,不同時(shí)期地膜覆蓋組處理又分為兩種覆蓋模式,分別是地膜半覆蓋(HM)和地膜全覆蓋(TM),地膜覆蓋組下的養(yǎng)分含量呈現(xiàn)出的基本規(guī)律是:半覆蓋全覆蓋。所有覆蓋處理中僅有夏閑期地膜半覆蓋(NPFFH)會(huì)顯著降低土壤pH。2013年所有覆蓋處理對(duì)冬小麥籽粒產(chǎn)量均有積極影響,NPFWT、NPFGH和NPFFH產(chǎn)量顯著增加(P0.05)。2014年冬小麥在灌漿期受冰雹自然災(zāi)害的影響,使得產(chǎn)量大幅下降,半覆蓋處理組受影響嚴(yán)重,特別是NPFGH和NPFWH,在2015年所有覆蓋處理的產(chǎn)量均增加,NPFWH(5270.3 kg ha~(-1))比NP(3684.6kg ha~(-1))平均提高43.0%(P0.05)。除NPFWT以外,覆膜處理0~300 cm土壤剖面貯水量均呈增加趨勢(shì),NPFGT和NPFWH均達(dá)到顯著水平(P0.05)。2015-2016年地膜覆蓋方式顯著影響了ET(P0.05)。不同處理下的ET分別是:NPFGT(574.6 mm)和NPFWH(517.3mm)比NP(458.3 mm)高25.4%和12.9%。此外,WUE也受到地膜覆蓋方式的影響,但僅對(duì)NPFGH,NPFWH和NPFWT的影響達(dá)到顯著水平(P0.05)。除NPFFH外,所有處理PUE都顯著增加(P0.05)。3.生物炭處理(施氮磷肥基礎(chǔ)上)與傳統(tǒng)耕作處理(NP)相比,生物炭處理(NPB)顯著增加土壤緊實(shí)度(1362.2±175.4 kPa cm~(-2))(26.7%)和土壤飽和導(dǎo)水率(0.049 cm min~(-1))(88.5%),顯著增加土壤孔隙度(56.2%),降低土壤容重(1.16±0.06 g cm~(-3))。除了速效鉀外,其他土壤養(yǎng)分含量均顯著增加。水分利用效率和降水利用效率均顯著增加,連續(xù)三年冬小麥籽粒產(chǎn)量分別增加了13.6%、9.8%和12.0%。4.不同處理下的土壤水熱動(dòng)態(tài)變化過(guò)程表層土壤水分連續(xù)監(jiān)測(cè)表明,不同處理下0-10 cm土層體積含水量(θ_(V 0-10cm))受到降水控制,NPFWT處理對(duì)降水的敏感度最高,可對(duì)較小的降水量(10mm)做出響應(yīng),θ_(V 0-10 cm)的總體規(guī)律是NPFWTNPFFHNPNPB。土壤5 cm處溫度(T_(5 cm))與空氣溫度和表土溫度呈現(xiàn)出極顯著的相關(guān)關(guān)系,且在冬小麥不同生育期不同天氣條件下,不同處理對(duì)T_(5 cm)的影響有所差異。地膜覆蓋可以調(diào)節(jié)溫度變化,起到緩沖的作用,降低晝夜溫差。生物炭處理則會(huì)增加土壤的最高溫度,降低最低溫度,增加晝夜溫差。300 cm剖面水分消耗和補(bǔ)給深度也有顯著差異,NPFWT處理會(huì)增加土壤水分消耗深度,同時(shí)也增加了更深層土壤干燥化程度;而NPFFH可以增加水分補(bǔ)給深度。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S153;S512.11
【部分圖文】：

第一章 文獻(xiàn)綜述 下進(jìn)行高溫?zé)崃呀猓▓D 1-1a），經(jīng)過(guò)炭化而形成的一類(lèi)高度芳香化、含碳量豐富、性穩(wěn)定的物質(zhì)（Antal & Gronli. 2003）。由于生物炭可以改變土壤的物理性狀和結(jié)構(gòu)特性提供各種養(yǎng)分元素，改善土壤的化學(xué)性質(zhì)。因此，應(yīng)用生物炭到結(jié)構(gòu)性差和肥力貧瘠農(nóng)田土壤中，會(huì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

圖 2-2 試驗(yàn)區(qū) 2014-2017 年月降水量及近十年月平均降水量Fig. 2-2 Monthly rainfall from 2013 to 2017 and average monthly rainfall in the pastten years in the study site2.2.2不同耕作施肥、覆蓋定位試驗(yàn)于 2002 年開(kāi)始，設(shè)置 12 個(gè)處理，每個(gè)處理 3次重復(fù)，共計(jì) 36 個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為 35m2（5m×7m），采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，直至 2015 年去掉其中一個(gè)處理，其中這個(gè)處理的 3 個(gè)重復(fù)分別更改為不施肥對(duì)照（CK），傳統(tǒng)耕作對(duì)照（NP）和 N、P 肥+增施生物炭（NPB）3 個(gè)處理的第 4 個(gè)重復(fù)，處理變更為 11 個(gè)處理（表 2-1）。供試作物選取一年一熟當(dāng)?shù)爻?

第二章 研究?jī)?nèi)容與試驗(yàn)方法 11pH 為 8.3，含有機(jī)質(zhì) 11.97gkg-1、全氮 0.87gkg-1、全磷 1.22gkg-1、速效磷 16.22mg g-1、速效鉀 147.35 mg kg-1，土壤肥力狀況在該區(qū)具有典型代表性。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2836707