冀東濱海棉田土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律及模擬.pdf

1、明確土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律及其對棉花生長發(fā)育的影響，對保障國家糧棉生產(chǎn)具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本文以冀東濱海平原大田棉花為研究對象，采用常規(guī)覆膜平播(Conventional flatplanting with film mulching，CF)和起壟覆膜溝播(Ridge-furrow planting with film mulching，RF)兩種典型植棉方式，通過測定土壤理化性質(zhì)、土壤水鹽、棉花生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)等指標(biāo)。重點(diǎn)分析了冀

2、東濱海平原土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律和棉花生長特征，闡明了土壤水鹽運(yùn)移與棉花生長的響應(yīng)機(jī)理;構(gòu)建了適用于CF和RF植棉下的棉田根區(qū)土壤水鹽運(yùn)移模型;結(jié)合典型水文年降雨及作物耗水規(guī)律，模擬并總結(jié)了濱海地區(qū)土壤水鹽運(yùn)移基本規(guī)律。主要研究結(jié)果和結(jié)論如下:
　　(1)闡明了冀東濱海棉田土壤水鹽分布基本特征。棉花生育期內(nèi)，根區(qū)(0～60 cm)土壤水鹽運(yùn)移過程除了受降雨和蒸散強(qiáng)度影響外，還受土壤EC、植棉方式等因素的影響。年際間，CF植棉條件下膜內(nèi)與

3、膜外根區(qū)土壤水鹽運(yùn)移特征在棉花不同生育期內(nèi)存在較大差異:2014年棉花花鈴期，膜內(nèi)根區(qū)SWC值比膜外低5.91％，EC值比膜外低19.56％;2015年棉花現(xiàn)蕾期，膜內(nèi)SWC值比膜外高2.48％，EC值比膜外高1.68％。由于地表地形結(jié)構(gòu)影響，RF植棉方式膜內(nèi)SWC高于膜外，膜內(nèi)EC低于膜內(nèi):2014年和2015年棉花生育內(nèi)，RF植棉條件下膜內(nèi)（溝底）SWC值比膜外（壟上）分別高22.33％和9.87％; EC值比膜外（壟上）分別低24

4、.66％和54.25％。干旱時期，4個處理根區(qū)(0～60 cm)的SWC在土壤剖面中的分布均是由地表向深層逐漸增加，土壤EC剖面分布則是地表最高;濕潤時期，4個處理根區(qū)(0～60 cm)的SWC在土壤剖面分布相對均一，土壤EC剖面分布則表現(xiàn)為土壤表層最低，土壤深層最高;4個處理的60～100 cm土層的SWC和EC在膜內(nèi)與膜外均無明顯差異。
　　(2)揭示了棉花生長及土壤水鹽運(yùn)移對土壤EC和植棉方式的響應(yīng)機(jī)理。土壤EC對棉花生長的

5、影響程度顯著(p＜0.05)高于植棉方式:與輕度鹽堿地相比，重度鹽堿地棉花成苗率、地上部干物質(zhì)量、根系發(fā)育、株高、葉片數(shù)、蕾鈴總數(shù)、籽棉產(chǎn)量等指標(biāo)均顯著(p＜0.05)降低;重度鹽堿環(huán)境下，RF植棉比CF更利于促進(jìn)棉花生長發(fā)育。輕度鹽堿環(huán)境下，CF和RF兩種植棉方式對棉花生長的影響無明顯差異。土壤EC和植棉方式對棉花纖維品質(zhì)影響不顯著(p≥0.05)。因此，重度鹽堿地宜采用RF植棉調(diào)控土壤水鹽分布，促進(jìn)棉花生長，提高土地生產(chǎn)力。

6、　　(3)構(gòu)建了適于CF和RF植棉方式的根區(qū)土壤水鹽運(yùn)移二維模型，并確定了相應(yīng)的邊界條件和模型參數(shù)。通過參數(shù)敏感性分析，確定了對該區(qū)域水鹽運(yùn)移模擬結(jié)果有顯著影響的模型參數(shù)。2013～2015年3個生長季的模擬結(jié)果與實(shí)測結(jié)果基本吻合，RMSE分別為6.96％～7.09％(SWC)和12.98％～19.50％(ECsw)。
　　(4)明確了不同水文年型的土壤水鹽均衡狀況。利用構(gòu)建的數(shù)值模型模擬了冀東濱海平原棉田典型水文年下土壤水鹽運(yùn)移