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不同管理方式对农田黑土水分的影响

作　者: 江恒
导　师: 韩晓增
学　校: 中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）
专　业: 生态学
关键词: 土地利用方式 施肥管理 土壤储水量 水量平衡 玉米产量
分类号: S152.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


东北黑土区属典型雨养农业区，其地下水位埋藏较深，大气降水是土壤水分的主要来源，研究不同土地利用方式和施肥管理下土壤对大气降水的响应对如何提高大气降水的利用效率有着重要的指导作用。本论文以中国科学院海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的长期定位试验为平台，分析了裸地、休闲和农田（分4种施肥管理措施）3种土地利用方式下土壤水分的差异及其动态变化，研究结果如下：（1）不同土地利用方式和施肥管理对土壤水分物理性质和土壤水分含量变化都有显著影响。与休闲地（F）相比农田（FL）的土壤容重、孔隙度、饱和含水量和田间持水量等都有恶化的趋势，肥料的施入尤其是施有机肥和秸秆还田有改善土壤的土壤水分物理性质趋势；裸地（BL）土壤水分物理性质最差。农田土壤剖面年平均含水量较休闲低，有机肥和秸秆的施入降低了土壤剖面年平均含水量，裸地土壤剖面年平均含水量最高。（2）不同土地利用方式和施肥管理下土壤含水量的变异系数均随着土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势，并均在30cm处达到最小值。不同土地利用方式中BL剖面土壤水分最稳定，整个土壤剖面含水量的变异系数和标准差较小，F和FL剖面水分变化比较活跃。不同施肥管理中无肥（CK）土壤剖面水分最稳定，其整个剖面土壤水分变异系数显著（P<0.05）小于单施有机肥（OM）、单施化肥（NPK）和施化肥+秸秆还田（NPKS），NPK和NPKS土壤剖面水分变异最大，OM居中。（3）土壤储水量（0-150cm）的动态变化与降水有明显的相关性，根据土壤储水量的动态变化过程和降雨的季节性变化规律可以将作物生长季内的土壤储水量变化划分为3个阶段：5月末到8月初的水分补给期，8月初到9月中旬的水分消耗期和9月中旬到10月末的水分相对稳定期。不同土地利用方式和施肥管理对表层土壤储水量的影响较大。在0-10cm土壤中，BL和F土壤储水量最高，显著高于FL土壤平均储水量（P<0.05）。不同施肥管理对土壤储水量的影响主要表现在NPKS处理土壤平均储水量显著低于OM和CK处理（P<0.05），在10-20cm土壤中各处理间的差异也表现出相同的趋势，但随着土层深度的增加，不同土地利用方式和施肥管理对土壤储水量的影响越来越不显著。各处理土壤储水量随时间的变化也出现相同的趋势。（4）不同土地利用方式耗水特征在不同时期表现出不同的差异，从5月12到6月21各土地利用方式耗水量和耗水强度表现为BL>FL>F，6月21日到8月3日则表现为F>FL=BL的趋势，8月3日到10月3日表现为F>FL>BL。施肥对玉米耗水量的影响主要表现为在玉米抽雄-成熟期NPK和OM处理显著增加了玉米耗水量，而NPKS显著减少了玉米耗水量。施肥没有显著提高玉米全生育期的耗水量，但显著增加了玉米产量，同时也增加了玉米水分利用效率。

全文目录


目录  5-7
中文摘要  7-9
Abstract  9-11
第一章 绪论  11-20
  第一节 选题背景和研究目的意义  11-12
    一、 研究背景  11-12
    二、 研究目的意义  12
  第二节 国内外研究进展  12-18
    一、 土壤水分的研究进展  12-14
    二、 农田土壤水分平衡  14-15
    三、 土地管理方式对土壤水分的影响  15-17
    四、 土壤水分物理性质影响因素的研究  17-18
  第三节 论文研究内容、技术路线和创新点  18-20
    一、 论文的主要研究内容  18
    二、 研究特色  18-19
    三、 拟解决的关键问题  19
    四、 技术路线  19-20
第二章 试验设计方案  20-24
  一、 试验区概况  20-21
  二、 试验设计与数据采集  21-22
  三、 数据处理与分析  22-24
第三章 不同管理方式对农田黑土物理性质的影响  24-32
  第一节 前言  24
  第二节 结果与分析  24-30
    一、 不同土地利用方式和施肥管理对表层土壤容重和孔隙度的影响  24-26
    二、 不同土地利用方式和施肥管理对表层土壤水分特征常数的影响  26-27
    三、 土壤含水量与土壤水分物理性质的关系  27-30
  第三节 讨论  30-31
  第四节 小结  31-32
第四章 不同管理方式下土壤水分变化特征  32-49
  第一节 前言  32
  第二节 结果与分析  32-45
    一、 不同土地利用方式和施肥管理下平均土壤含水量的垂直变化  32-36
    二、 不同土地利用方式和施肥管理下土壤剖面含水量的季节性变化  36-40
    三、 不同土地利用方式和施肥管理土壤储水量的动态变化  40-45
  第三节 讨论  45-47
  第四节 小结  47-49
第五章 不同土地利用方式和施肥管理对植被耗水特征及玉米水分利用效率的影响  49-56
  第一节 前言  49
  第二节 结果与分析  49-54
    一、 不同土地利用方式和施肥管理对植被耗水的影响  49-51
    二、 不同施肥管理对玉米产量的影响  51-53
    三、 不同施肥管理对玉米水分利用效率的影响  53-54
  第三节 讨论  54-55
  第四节 小结  55-56
第六章 结论和展望  56-59
  第一节 结论  56-57
    一、 植被的生长和肥料的施入能够改善土壤的水分物理性质  56
    二、 植被的生长和有机物料的的施入降低了土壤剖面含水量，增加了土壤水分变异  56
    三、 不同土地利用方式的耗水特征在不同时期表现出不同  56-57
    四、 肥料的施入增加了玉米抽雄-成熟期的耗水量，提高玉米产量和水分利用效率  57
  第二节 存在的问题与研究展望  57-59
    一、 存在的问题  57-58
    二、 研究展望  58-59
参考文献  59-67
发表文章目录  67-68
致谢  68-69

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤物理学 > 土壤水分
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