玉米覆蓋耕作試驗(yàn)研究及SPAC系統(tǒng)水分傳輸模擬.pdf

1、覆蓋耕作是相對(duì)于傳統(tǒng)耕作的一種新型耕作技術(shù)，通過(guò)農(nóng)田少、免耕耕作模式，用農(nóng)作物殘茬、秸稈做地表覆蓋，用以減少土壤水蝕、風(fēng)蝕，提高土壤肥力和抗旱能力。但由于各地區(qū)地域和氣候特征以及經(jīng)濟(jì)水平各方面地區(qū)差異很大，其適用規(guī)模及方法均受到影響。為使覆蓋耕作技術(shù)能夠得到進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，亟待研究其保墑增產(chǎn)的機(jī)理。
　　 論文就東北旱作區(qū)的農(nóng)業(yè)用水不足現(xiàn)狀而言，結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(51109037)“松嫩平原黑土區(qū)不同覆蓋耕

2、作模式保墑固土機(jī)理及墑情預(yù)報(bào)系統(tǒng)研究”，研究覆蓋耕作技術(shù)的理論與其在該地區(qū)應(yīng)用問(wèn)題。本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　 在影響玉米生長(zhǎng)發(fā)育方面:碎桿和壓實(shí)處理對(duì)玉米苗期土壤增溫效果顯著;各處理會(huì)在一定程度上影響出苗，拔節(jié)中后期各處理LAI均高于傳統(tǒng)耕作，株高和莖粗也具有相同的規(guī)律;玉米產(chǎn)量表現(xiàn)為:淺松碎桿覆蓋壓實(shí)處理最優(yōu)，免耕全覆蓋最低，低于傳統(tǒng)耕作處理。其余均高于傳統(tǒng)耕作，淺松碎桿壓實(shí)處理玉米產(chǎn)量提高顯著;淺松碎桿處理土壤水分

3、利用效率最高，免耕全覆蓋比傳統(tǒng)耕作有所降低;在影響土壤水分方面:覆蓋處理對(duì)播種期、生育期、較傳統(tǒng)耕作可提高土壤含水率1.94％-32.45％，且對(duì)提高表土水分效果顯著，對(duì)深層影響不顯著;在影響土壤肥力方面:各處理均有利于土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加并加速有機(jī)質(zhì)的分解，保證作物養(yǎng)料的供應(yīng);淺松可使土壤通透性有所改善，促進(jìn)老化腐殖質(zhì)活化，利于降雨的入滲及土壤中有效養(yǎng)分釋放。碎稈覆蓋處理對(duì)土壤PH值的調(diào)整能力還有待進(jìn)一步研究，其余各處理均能使PH值向

4、適于玉米生長(zhǎng)的6.5-7之間調(diào)整?？傮w而言，淺松碎桿覆蓋壓實(shí)處理本試驗(yàn)條件下可有效調(diào)節(jié)地溫、保蓄水分，使土壤養(yǎng)分含量及耕層水分有效配合，提高土壤水分利用率，增產(chǎn)效果明顯。是作物秸稈綜合利用的良好途徑，是本研究中最佳耕作方式，適宜北方地區(qū)推廣。
　　 模型的建立方面，結(jié)合田間試驗(yàn)與理論，通過(guò)對(duì)不同覆蓋措施土壤剖面水分的研究，分析不同覆蓋措施保水機(jī)理，以及玉米節(jié)水增產(chǎn)方式，建立免耕全覆蓋及其壓實(shí)處理、淺松覆蓋及其壓實(shí)處理、殘茬覆蓋及

5、條帶覆蓋耕作條件下對(duì)應(yīng)的二維土壤水分運(yùn)移模型，采用ADI法進(jìn)行數(shù)值求解，達(dá)到理想效果，可進(jìn)一步預(yù)測(cè)土壤墑情;通過(guò)對(duì)土壤降雨入滲過(guò)程中的數(shù)值模擬，重現(xiàn)土壤水分的變化過(guò)程，結(jié)果顯示0-40cm集中表現(xiàn)為土壤水分發(fā)生顯著變化的區(qū)域，揭示了不同覆蓋處理土壤水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　 研究成果對(duì)不同覆蓋耕作模式在東北地區(qū)的應(yīng)用能提供一定的理論依據(jù)。建立適合免耕全覆蓋及其壓實(shí)處理、淺松覆蓋及其壓實(shí)處理、條帶及殘茬覆蓋處理方式下二維的土壤水分運(yùn)動(dòng)模