蓄水多坑入渗条件下果园土壤水氮运移规律及氮肥利用率试验研究

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蓄水坑灌法是针对我国北方山丘区水资源短缺和水土流失严重的双重问题而提出的一种新型果园节水灌溉方法。该方法将节水与保水有机结合,体现了中深层立体灌溉这一优势。水肥共同调控是作物生长的必要条件,目前由于缺乏合理的灌溉施肥措施加之对产量的盲目追求,使得我国农田氮肥大量损失,氮肥利用率较低。研究蓄水坑灌条件下土壤水氮运移规律及植株对氮肥的吸收利用情况,对于制定合理的农田灌施措施,提高氮肥利用率具有重要的指导意义。本文采用蓄水坑灌田间试验的方法,对蓄水多坑入渗条件下土壤水氮运移规律及果树氮肥利用情况进行了研究,并对上述要素与普通地面灌溉作了对比分析。研究结果表明:1.蓄水多坑入渗条件下土壤含水率在垂向随土层深度的加深先增大后减小,在土层深度40-160cm范围内显著增大;在径向随径向距离的增加而递减。肥液浓度对土壤含水率的影响较小。2.蓄水多坑入渗条件下土壤硝态氮在垂向随土层深度的加深先增大后减小,蓄水坑底以下硝态氮含量显著增加;在径向随径向距离的增加硝含量逐渐升高。土壤铵态氮在垂向分布较为均匀,随径向距离的增加含量逐渐降低。随着果树物候期的推移,硝态氮整体表现为以蓄水坑为中心向周围扩散的现象,铵态氮整体分布范围较为集中,分布均匀。3.与地面灌溉相比,蓄水坑灌条件下土壤含水率以蓄水坑为中心集中分布在中深层土层;地面灌溉条件下土壤含水率则主要集中分布在地表,深层土壤含水率明显小于蓄水坑灌。4.与地面灌溉相比,蓄水坑灌条件下土壤硝态氮在近地表土层分布较均匀,100-160cm土层含量增加明显,铵态氮在垂向分布则较为均匀;地面灌溉条件下,地表及近地表土层硝态氮含量显著大于深层。土壤表层铵态氮含量明显大于蓄水坑灌。果树生长季蓄水坑灌条件下土壤硝态氮含量整体分布较为一致,在根区集中分布,利于根系更好地吸收养分,季节变化较小;地面灌溉下硝态氮分布较为分散,季节差异较大。与蓄水坑灌相比,地面灌溉下土壤表层铵态氮含量较大,加速了氨的挥发。5.蓄水坑灌条件下施入土壤中的15N肥料表现为在中深层土层以蓄水坑为中心范围的集中分布现象,且随着物候期的推移分布逐渐趋于稳定。而地面灌溉条件下15N肥料主要分布在浅层土壤,在垂向与径向上分布较为均匀。6.蓄水坑灌条件下果树根系生长旺盛,特别是有效吸水根系的生长范围较地面灌溉更深也更广,各植株器官的氮肥利用率高于地面灌溉。说明采用蓄水坑灌进行灌溉施肥后,在一定程度上提高了果树对肥料氮的吸收利用能力,对于我国北方干旱地区的果树种植具有重要的现实意义。
摘要第3-5页
ABSTRACT第5-7页
第一章 绪论第12-24页
    1.1 引言第12-14页
    1.2 蓄水坑灌法研究进展第14-16页
    1.3 土壤氮素运移国内外研究进展第16-21页
        1.3.1 节水灌溉方式下土壤氮素运移研究第16-17页
        1.3.2 土壤氮素有效性及影响因素研究第17-19页
        1.3.3 提高作物氮肥利用率的技术与措施第19-21页
    1.4 ~(15)N示踪技术在我国农业研究上的应用第21-22页
        1.4.1 ~(15)N示踪技术在植物氮素吸收、利用与分配上的应用第21页
        1.4.2 ~(15)N示踪技术在氮肥利用率上的应用第21-22页
    1.5 本文主要研究内容与方法第22-24页
        1.5.1 本文研究内容第22-23页
        1.5.2 本文研究方法第23-24页
第二章 蓄水坑灌田间试验设计与方法第24-32页
    2.1 田间试验区概况第24-25页
        2.1.1 地理位置与区域概况第24页
        2.1.2 气候与水资源状况第24-25页
    2.2 蓄水坑灌田间工程设计第25-26页
    2.3 田间试验方案与设计第26页
    2.4 试验取样方法第26-29页
        2.4.1 土壤样品采集方法第26-27页
        2.4.2 植株样品采集方法第27-28页
        2.4.3 样品制备与处理方法第28-29页
    2.5 试验测定项目及方法第29-32页
        2.5.1 土壤基本理化性质的测定第29-30页
        2.5.2 土壤含水率的测定第30-31页
        2.5.3 土壤与植株样品养分测定第31页
        2.5.4 土壤与植株样品~(15)N丰度的测定第31-32页
第三章 蓄水多坑入渗条件下土壤水氮分布规律试验研究第32-54页
    3.1 蓄水多坑入渗条件下灌后土壤含水率分布特征第32-36页
        3.1.1 蓄水多坑入渗条件下灌后土壤含水率垂向分布特征第32-34页
        3.1.2 蓄水多坑入渗条件下灌后土壤含水率径向分布特征第34-35页
        3.1.3 不同肥液浓度对土壤含水率分布特征的影响第35-36页
    3.2 蓄水多坑入渗条件下土壤硝态氮分布特征第36-44页
        3.2.1 不同肥液浓度对土壤硝态氮分布规律的影响第36-39页
        3.2.2 果树新梢旺长期土壤硝态氮含量分布特征第39-40页
        3.2.3 果树不同物候期土壤硝态氮分布特征第40-44页
    3.3 蓄水多坑入渗条件下土壤铵态氮分布特征第44-50页
        3.3.1 不同肥液浓度对土壤铵态氮分布规律的影响第44-46页
        3.3.2 果树新梢旺长期土壤铵态氮含量分布特征第46-47页
        3.3.3 果树不同物候期土壤铵态氮分布特征第47-50页
    3.4 蓄水多坑入渗条件下肥料氮的动态变化特征第50-53页
        3.4.1 不同物候期肥料氮垂向变化特征第50-52页
        3.4.2 不同物候期肥料氮径向变化特征第52-53页
    3.5 本章小结第53-54页
第四章 蓄水多坑灌施条件下果树植株氮素分布特征第54-70页
    4.1 不同肥液浓度处理下果树根系生长的时空分布第54-60页
        4.1.1 一维根长密度垂向分布特征第55-57页
        4.1.2 一维根长密度径向分布特征第57-58页
        4.1.3 二维根长密度时空分布特征第58-60页
    4.2 不同肥液浓度处理下果树根系肥料氮的吸收分布研究第60-65页
        4.2.1 土壤剖面不同位置根系~(15)N浓度分布特征第60-62页
        4.2.2 根系~(15)N浓度垂向分布特征第62-63页
        4.2.3 根系~(15)N浓度径向分布特征第63-65页
    4.3 不同肥液浓度处理下果树植株肥料氮吸收研究第65-69页
        4.3.1 苹果树不同植株器官全氮含量分析第65-66页
        4.3.2 苹果树不同植株器官~(15)N浓度分析第66-67页
        4.3.3 苹果树不同植株器官NDFF%分析第67-69页
    4.4 本章小结第69-70页
第五章 蓄水坑灌与地面灌溉田间试验对比分析第70-100页
    5.1 蓄水坑灌与地面灌溉土壤含水率分布特征对比分析第70-74页
        5.1.1 蓄水坑灌与地面灌溉灌前土壤含水率分布特征第70-71页
        5.1.2 蓄水坑灌与地面灌溉灌后土壤含水率垂向分布特征第71-72页
        5.1.3 蓄水坑灌与地面灌溉灌后土壤含水率径向分布特征第72-73页
        5.1.4 蓄水坑灌与地面灌溉灌后土壤含水率二维分布特征第73-74页
    5.2 蓄水坑灌与地面灌溉土壤养分分布特征对比分析第74-90页
        5.2.1 蓄水坑灌与地面灌溉土壤硝态氮分布特征对比分析第74-81页
        5.2.2 蓄水坑灌与地面灌溉土壤铵态氮分布特征对比分析第81-84页
        5.2.3 蓄水坑灌与地面灌溉土壤肥料氮动态分布特征对比分析第84-87页
        5.2.4 蓄水坑灌与地面灌溉土壤剖面遗留硝态氮分布特征对比分析第87-90页
    5.3 蓄水坑灌与地面灌溉植株对氮肥吸收利用情况分析第90-97页
        5.3.1 果树根系对氮肥的吸收情况第90-94页
        5.3.2 果树不同植株器官~(15)N分布情况第94-95页
        5.3.3 果树植株不同器官对~(15)N的吸收、分配及利用情况分析第95-97页
    5.4 本章小结第97-100页
第六章 结论与建议第100-102页
    6.1 论文研究结论第100-101页
    6.2 建议第101-102页
参考文献第102-108页
致谢第108-109页
攻读硕士期间的主要研究工作第109页
    1. 攻读硕士期间参加的科研项目第109页
    2. 攻读硕士期间发表的论文第109页
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