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棉田海冰水安全灌溉利用指标研究

作　者: 郑妍
导　师: 武雪萍
学　校: 中国农业科学院
专　业: 农业水资源利用
关键词: 海冰水棉花土壤盐分水分
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 54次
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内容摘要

由于环渤海地区海冰融水资源量丰富,盐分浓度低,作为农业灌溉水有着巨大潜力。本文在前人研究的基础上,从海冰水资源农业安全高效利用的角度进行了相关田间灌溉试验研究。于2007年4月至2008年11月,在河北省黄骅中捷农场进行海冰水灌溉棉田试验,通过海冰水不同盐分浓度、不同灌溉次数和不同灌溉方式对土壤水分及盐分在时间和空间动态变化、棉花产量品质的影响,探讨了海冰水安全高效利用指标和配套技术措施,取得以下结论。1、海冰水灌溉对土壤水分动态的影响:( 1)海冰水灌溉能明显提高土壤水分含量,尤其以播种前灌溉和苗期灌溉效果最佳,增幅为22.85～31.32%,可以有效缓解棉田春季旱情,土壤含水量随灌溉次数的增加而增高。(2)海冰水灌溉盐分浓度越大越有利于水分下渗,从而增加土壤中下层含水量。3g/L的处理灌溉2次与1次相比,土壤含水量增幅最大的范围为20～80cm; 5g/L增幅最大的范围为60～80cm, 7g/L增幅最大的范围为40～100cm。2、海冰水灌溉对土壤盐分含量的影响:( 1)海冰水灌溉主要是有利于淋洗苗期0～40cm根层土壤盐分。不同浓度海冰水灌溉处理与CK相比都明显降低了0～40cm土壤盐分含量,苗期降低百分数达20.75%～54.64%,灌溉水盐分浓度越小灌溉次数越多盐分降低效果越明显。而40cm以下则不同浓度灌溉处理都高于不灌溉处理(CK),可见,海冰水灌溉可以有效淋洗根层土壤盐分,有利于棉花的生长和发育。(2)就灌溉方式来看,相对于井水灌溉,在棉花生长前期,海冰水灌溉会明显提高土壤含盐量,尤以海冰水漫灌增加最多,而进入雨季以后,通过降雨的淋洗作用,盐分会得到充分的淋洗,进入花期海冰水灌溉与井水灌溉处理间土壤含盐量差异很小。结果表明,采用盐分浓度为3g/L海冰水灌溉,经过一个生长季漫灌和膜下滴灌均不会引起盐分累积。3、海冰水灌溉对土壤盐分离子组成和积盐率的影响:( 1)海冰水灌溉使Na+、Cl-、K+、Ca2+、Mg2+、SO42-等盐分离子随灌溉水进入棉田土壤。各离子含量均表现为随灌溉水盐分浓度和灌溉次数的增加而增加。在0～40cm土层呈现Na+、Cl-和K+经过一个生长季后含量高于于初始值,而Ca2+、Mg2+、SO42-则低于初始值。( 2)采用5g/L以下的海冰水灌溉均未产生较明显的表层积盐。2008年4月与2007年4月土壤含盐量比较计算土壤积盐率结果表明,经过一年灌溉和降雨淋洗作用,海冰水盐分浓度为1 g/L、3 g/L和5 g/L的灌溉处理,土壤均表现为脱盐,在0～20cm表层土壤脱盐率分别达到57.22%, 3.28%和18.34%。盐分浓度相同情况下,土壤积盐率随灌溉次数的增加而降低。从土壤垂直剖面来看,随着土层加深积盐率增高。盐分浓度大于7 g/L和9 g/L灌溉处理积盐较为严重,由此可见,采用5 g/L以下的海冰水灌溉较为安全。4、海冰水灌溉对棉花产量品质的影响:( 1)不同海冰水处理的棉花生长状况和产量情况表现为: 1 g/L海冰水、灌溉3次的处理产量、平均果枝数以及单颗棉桃重3项指标均为最高,籽棉产量达到4186kg/hm2,比无灌溉处理( CK)增产1166 kg/hm2,增产38.63%;其次为3 g/L海冰水、灌溉2次的处理,增产率为29.8%。随灌溉水矿化度增加产量呈现递减趋势,但与无灌溉处理(CK)相比,矿化度≤7g/L的灌溉处理并未出现减产现象,矿化度为9 g/L、灌溉3次的处理与无灌溉处理(CK)相比较出现显著减产,减产率为28.48%。不同处理间平均果枝数和单颗棉桃重也与产量变化规律相同。(2)与漫灌相比,采用膜下滴灌可以显著增加单株铃数和单颗棉桃重,因而能显著提高籽棉产量和灌溉水利用效率,其中棉籽产量提高22%。而海冰水与井水相比,井水处理产量高于海冰水处理,但各指标间均未达到显著差异。各灌溉处理棉花品质指标,除断裂比强度外,其他指标差异不显著。(3)海冰水浓度增大和灌溉次数增加会一定程度降低棉花纤维品质,但其影响不显著。当海冰水盐分浓度达到9 g/L时,各项品质指标均处于较低水平。5、海冰水安全高效灌溉指标和配套措施:通过本研究提出了环渤海地区海冰水棉田安全利用指标,并形成了一套海冰水安全高效利用配套技术措施。以浓度为3 g/L、灌溉2次(播种前和苗期)为宜,漫灌每次灌水量450 m3/hm2;膜下滴灌每次灌水量225 m3/ hm2,采用膜下滴灌有利于提高灌溉水利用效率,提高棉花产量、改善品质。采用海冰水灌溉必须配套灌排及耕作施肥措施,包括修台田、整地、播前施基肥、造墒、配合盐碱地土壤改良剂、覆膜播种技术、病虫害防治等措施。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-14
第一章绪论  14-19
  1.1 研究目的与意义  14-16
    1.1.1 我国农业水资源紧缺形势严重  14-15
    1.1.2 环渤海地区农业水资源供需矛盾日益突出  15-16
    1.1.3 海冰水农业利用是缓解农田干旱的新的技术途径  16
    1.1.4 高效利用有限的海冰水是亟待研究的关键科学问题  16
  1.2 主要研究内容  16-17
  1.3 研究技术路线  17-18
  1.4 研究创新点  18
  1.5 研究展望  18-19
第二章国内外研究进展  19-24
  2.1 海冰水资源及其农业利用现状  19-20
  2.2 微咸水灌溉安全性研究进展  20-22
  2.3 微咸水高效灌溉研究进展  22-24
第三章研究材料与方法  24-28
  3.1 供试材料与方法  24-25
    3.1.1 供试土壤  24
    3.1.2 供试作物  24
    3.1.3 供试海冰水  24-25
  3.2 试验设计方案  25-26
    3.2.1 海冰水不同盐分浓度及灌溉次数棉花灌溉试验  25-26
    3.2.2 海冰水不同灌溉方式棉花灌溉试验  26
  3.3 测定项目与方法  26-28
    3.3.1 土壤理化性状指标测定方法  26-27
    3.3.2 作物产量及构成指标调查方法  27
    3.3.3 海冰水水盐指标测定方法  27-28
第四章海冰水盐分浓度及灌溉次数对土壤水盐特性及棉花产量品质的影响  28-59
  4.1 不同灌溉处理对土壤水分动态的影响  28-38
    4.1.1 不同灌溉处理土壤水分垂直动态  28-32
    4.1.2 不同灌溉处理土壤水分时间动态  32-38
  4.2 不同灌溉处理对土壤盐分动态的影响  38-50
    4.2.1 不同灌溉处理土壤盐分垂直动态  38-44
    4.2.2 不同灌溉处理土壤盐分随时间的动态  44-50
  4.3 不同盐分浓度及灌溉次数对土壤盐分离子组成的影响  50-53
  4.4 不同灌溉处理对棉花产量和纤维品质的影响  53-55
  4.5 本章小结  55-59
第五章海冰水灌溉方式对土壤水盐特性及棉花产量品质的影响  59-66
  5.1 海冰水不同灌溉方式对土壤水分动态的影响  59-61
    5.1.1 土壤水分垂直动态  59
    5.1.2 不同生育期土壤水分动态变化  59-61
  5.2 海冰水不同灌溉方式对盐分动态的影响  61-63
    5.2.1 土壤盐分垂直动态  61
    5.2.2 不同生育期土壤盐分动态  61-63
  5.3 海冰水不同灌溉方式对棉花产量和水分利用效率的影响  63-64
  5.4 海冰水不同灌溉方式对棉花品质的影响  64-65
  5.5 本章小结  65-66
第六章海冰水棉田安全利用指标及配套措施研究  66-70
  6.1 海冰水棉田灌溉盐分含量上限指标探讨  66
  6.2 海冰水棉田适宜灌溉次数  66-67
  6.3 海冰水棉田灌溉方式探讨  67
  6.4 海冰水棉田灌溉利用安全指标  67
  6.5 海冰水棉田安全灌溉配套措施  67-70
    6.5.1 修台田、整地  67-68
    6.5.2 播前施基肥、造墒  68
    6.5.3 配合盐碱地土壤改良剂  68
    6.5.4 棉花品种选择  68
    6.5.5 覆膜播种技术  68
    6.5.6 田间管理、追肥  68-69
    6.5.7 病虫害防治  69
    6.5.8 采收  69-70
第七章结论与讨论  70-74
  7.1 结论  70-72
  7.2 讨论  72-74
参考文献  74-79
致谢  79-80
作者简介  80

棉田海冰水安全灌溉利用指标研究

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