上海论文网提供毕业论文和发表论文,专业服务20年。

盐渍化土壤改良剂筛选和调控机理及水盐运移模拟农学研究

  • 论文价格:免费
  • 用途: ---
  • 作者:上海论文网
  • 点击次数:146
  • 论文字数:0
  • 论文编号:el2018122021175518148
  • 日期:2018-12-19
  • 来源:上海论文网
TAGS:
本文是一篇农学论文,农业生产对象的多样性和生产条件的复杂性,决定了农业科学的范围广泛和门类繁多,其中有侧重基础理论的,也有侧重应用技术的。随着有关学科的相互渗透,新的研究领域层出不穷,学科内容范围还在不断扩大。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇农学论文,供大家参考。
 
1 引言
 
1.1 研究背景及意义
人类进入 21 世纪以来,科学技术的迅猛发展推动了世界经济的高速增长,人类进入了一个全新的发展阶段。伴随着经济的发展,同时也产生了许多问题,如气候变暖、环境污染、土壤沙漠化及土壤盐渍化等一系列问题[1,2],这些将给人类生存和发展造成很大的威胁。土壤盐碱化是土壤退化的重要表现,是一个世界性的问题,据联合国教科文组织(UNESCO)和粮食与农业组织(FAO)不完全统计,全球盐碱地面积约为 9.54×108hm2[2,3]。2002 年在约翰内斯堡召开的第二次国际可持续发展会议指出,继 1992 年里约热内卢第一次国际可持续发展会议之后的 10 年内,全球人口-环境-资源间关系并没有得到很好的改善,反而愈加严重,其中,土壤盐碱化更是呈逐步加重的趋势发展,全球盐碱地面积每年还在以 1~1.5×106hm2的速度增长[4]。尤其在发展中国家,人口的增长与土地资源矛盾更加突出,大面积草地、林地被开垦种植,集约经营造成原有生态系统及土壤结构的破坏,导致土壤盐碱化及次生盐碱化加重[5,6]。我国是世界最大的发展中国家,也是世界人口最多的国家。我国盐渍土资源丰富,分布面积广泛,盐渍土面积排在澳大利亚及前苏联之后,居世界第三,总面积约 3.6×107hm2,约占全国可利用土地面积的 4.88%,耕地盐渍化面积为 9.2×106hm2,占全国耕地面积的 6.62%[7](全国第二次土壤普查结果)。我国盐渍土主要分布在西北、华北、东北和沿海地区。据 2010 在新疆乌鲁木齐召开的中国盐碱土资源利用学术研讨会公布的最新数字显示,我国西北、东北及滨海地区分布着超过 3.33×107hm2的盐碱荒地和盐碱障碍耕地,其中具有农业利用潜力的约为 1.33×107hm2,占全国总耕地面积的 10%[8]。内蒙古河套灌区地处我国西北地区,是亚洲最大的一首制灌区和全国三个特大型灌区之一,也是国家和自治区重要的商品粮、油生产基地[9,10],但土壤次生盐渍化问题却极为突出。灌区除具有西北地区干旱少雨、蒸发强烈、年温差大等气候特点外,同时也具有自己独特的特点。河套地区土壤母质含盐、地下水位较高、加上长期不合理的农田灌溉及农业管理措施,均是造成灌区土壤次生盐渍化的主要原因[11]。灌区内盐渍土面积约占总土地面积的 40%,耕地中不同程度盐渍化土壤约占55%,其中,轻度盐渍化土壤(含盐量 2~4 g·kg-1)占耕地面积的 24%,中、重度盐渍化土壤(含盐量>4 g·kg-1)占耕地面积 31%。中、重度盐渍化土壤由于种植难度大及产量低,很大一部分被闲置、荒废,成为撂荒地。土壤盐渍化是造成农田低产的主要因素,在灌区现有农业用地中,中低产田面积占 2/3 以上,中低产田面积大,且高、中、低产田插花分布,给农田改造带来很大障碍。
.........
 
1.2 国内外研究进展
人类对盐碱土的认识和记载最早见于伊拉克[16],对盐碱土的分类与描述有记录的可追溯到公元前 2400 年。我国最早有文字记载是农书“禹贡”,公元前 2200 年大禹治水时,便已采用沟渠排灌网的方法对盐碱地进行了改良,书中也对盐碱土(卤土)进行了分类与专门描述。近现代,在上世纪初西方国家就开展了利用天然高分子如腐殖酸等改良土壤结构的研究。我国对于盐碱地改良的研究工作最早始于 40 年代初南京土壤研究所,到 50年代我国开展了大规模的盐渍土考察、勘测、垦殖、改良及利用的生产实践,极大的促进了我国盐渍土改良研究及利用的发展,并造就了熊毅院士、王遵亲研究员[17]、傅积平研究员[18]、石元春院士[19]等一批土壤学界科学家,同时积累了丰富盐碱地治理经验,为我国盐渍土改良奠定了坚实的科学基础。到 80 年代,人们已经对现有合成高分子土壤改良剂有了充分的认识,并发现其中较理想的是高分子量的水溶性聚丙烯酞胺。近几年,学者们热衷于微生物肥料改良盐碱地的研究。
..........
 
2 研究区概况
 
2.1 研究区地理位置
内蒙古河套灌区地处由黄河冲积而形成的河套平原上,北靠狼山及乌拉山,南临黄河,东与包头市相邻,西与乌兰布和沙漠相接。东西横跨约 250 km,南北宽约 50 km,灌区总土地面积为 1.189×106hm2,其中引黄灌溉面积为 5.74×105hm2,灌溉水(黄河水)含盐量约 0.5g·L-1。杭锦后旗坐落于巴彦淖尔市中西部,东与临河市相邻,北与乌拉特后旗相连,西南与磴口县接壤。本研究试验区设在内蒙古河套灌区解放闸灌域沙壕渠试验站,试验田位于杭锦后旗陕坝镇光荣二队,地理坐标 107°10′E,40°55′N。试验区位置如图 2。
.........
 
2.2 气候条件
试验区属典型的温带大陆性气候,冬季严寒,夏季干热,是我国盐渍化发生的典型代表区。该区多年平均降水量为 139~222 mm,年蒸发量达 2200~2400 mm;昼夜平均温差 8.2 ℃,年平均无霜期 135 d 左右,平均风速 2~3 m s 1;年日照时数 3220 h以上,积温 3 520 ℃以上。试验气象数据由解放闸灌域沙壕渠试验站农田微气象站自动采集(距试验田 1.5 km),2011 年~2013 年统计结果如下表 1、表 2、表 3。
........
 
3 盐渍化土壤改良产品调控机理研究...... 16
3.1 试验设计 .......... 16
3.2 数据处理与统计分析 ............ 19
3.3 结果与分析 ...... 19
3.4 小结 ....... 36
4 基于主成分分析的盐渍化土壤改良产品筛选及效果评价... 37
4.1 数据处理与统计分析 ............ 37
4.2 指标体系构建 ............. 38
4.3 变量相关性检验 ......... 38
4.4 特征值与方差贡献率 ............ 39
4.5 因子负荷 .......... 39
4.6 主成分得分和综合得分 ........ 40
4.7 小结 ....... 41
5 土壤理化特征及向日葵生长对改良产品施用量的响应研究 ......... 43
5.1 试验设计.......... 43
5.2 数据处理与统计分析............ 44
5.3 结果与分析...... 44
5.4 小结....... 62
 
7 盐渍化土壤改良条件下水盐运移规律数值模拟
 
采用检验后的 PSO-BP 模型和 HYDRUS-1D 模型,分别对施用磷石膏、丹路菌肥、和庄肥料及不施的对照处理 2014 年作物生育期土壤水分和盐分运移规律进行模拟预测。
 
7.1 基于 PSO-BP 模型
水分运移规律模拟2014 年土壤含水率模拟结果如图 68,图 a、图 b、图 c、图 d 分别代表施用磷石膏、丹路菌肥、和庄肥料及不施的对照处理模拟结果。由图可知,各处理土壤含水率在生育期有规律的波动,其中表层 0~10 cm 土壤含水率受降雨和蒸发影响较大,波动幅度较大,深层 80~100 cm 土壤接近地下水边界,受地下水埋深的影响,波动也比较大。相比而言,在施用改良产品的翌年,施用磷石膏处理的土壤含水率仍保持较高的水平,施用和庄肥料处理的土壤含水率最低,与不施改良产品的对照处理总体水平相当,而施用丹路菌肥的土壤含水率,介于磷石膏和和庄肥料之间,也处于较高水平。由于生育期末作物已经收获,地表大面积裸露,造成表土蒸发严重,土壤含水率降低,但由于地下水及近期降水的补给,丹路菌肥、和庄肥料、对照处理上层土壤含水率有增大的趋势,下层有减小趋势,说明此时土壤水分的运动方向是由下向上补给。磷石膏处理上层土壤含水率变化比较平缓,下层土壤补给也比其它处理小,说明施用磷石膏有效的抑制了表土蒸发,从而对下层土壤水吸力减小,一定程度抑制了潜水蒸发。
.........
 
结论
 
1)本文选用的 7 种改良产品对土壤 0~100 cm 积盐具有较好的调控能力,磷石膏与 DS-1997、丹路菌肥、和庄肥料、那氏齐齐发配施,降低土壤 0~100 cm 土壤贮盐量效果优于各种改良产品单施,而磷石膏与 ORYKTA 主要成分都为 CaSO4,二者配施使土壤中 Ca2+过量,且二者本身属于工业废料和天然矿物质,含有大量杂质,导致0~100 cm 土壤贮盐量较 ORYKTA 单施升高。向日葵根系层(0~40 cm)土壤盐分含量是影响向日葵生长发育的重要因素,改良试验结果表明,各种改良产品单施对土壤耕层脱盐均有显著效果,其中磷石膏表现最优,其次为丹路菌肥,二者在 P<0.05 水平下无显著差异。不同施用方式对比,磷石膏与 ORYKTA、DS-1997、丹路菌肥、和庄肥料、那氏齐齐发配施改良,根系层土壤脱盐率较各种改良产品单施效果好,但是下层土壤盐分含量较单施高,是因为磷石膏与各种改良产品配施改善了土壤结构,增强土壤透水性,使土壤根系层盐分随土壤水分运动向下迁移。#p#分页标题#e#
2)对 0~100 cm 土壤内 pH 垂向分布规律分析,各种改良产品单施以磷石膏、ORYKTA 和丹路菌肥效果较优,但整体效果均不如磷石膏与各种改良产品配施,原因是磷石膏中大量的 Ca2+可与土壤溶液中的碱性离子 OH 结合,生成 Ca(OH)2微溶物质。另外,如 DS-1997 主要成分为硫磺,其水悬液呈微酸性,与碱反应生成多硫化物;康地宝主要成分为生物有机酸,丹路菌肥主要成分为腐殖酸钾,均可和土壤中碱性物质反应,降低土壤 pH,而和庄肥料是一种缓释肥,那氏齐齐发为生物诱导剂,其中不含有改善土壤碱性的物质,只能通过促进向日葵生长调节土壤性质,对于 pH 的改良效果不明显,但其与磷石膏配施可有效降低土壤 pH 值。
3)土壤养分与土壤盐分及 pH 有很强的相关性,本文研究中各种改良产品通过改善土壤盐分及 pH,有效的增加了土壤养分含量,并促进其向有效形态转化,从而有效的促进向日葵植株生长,提高产量。根系层土壤盐分含量是向日葵种子萌发及成活的主要限制因子,土壤改良剂(T1~T4)较抗盐碱专用肥(T5~T7)在提高向日葵出苗率效果较差,原因是土壤改良剂施入土壤到向日葵种子萌芽期时间较短,土壤还未得到充分的改良。
..........
参考文献(略)
1,点击按钮复制下方QQ号!!
2,打开QQ >> 添加好友/群
3,粘贴QQ,完成添加!!