玉米覆蓋耕作試驗研究及SPAC系統(tǒng)水分傳輸模擬.pdf

1、覆蓋耕作是相對于傳統(tǒng)耕作的一種新型耕作技術(shù)，通過農(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)能夠得到進一步推廣和應用，亟待研究其保墑增產(chǎn)的機理。
　　 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)合國家自然科學基金青年科學基金項目(51109037)“松嫩平原黑土區(qū)不同覆蓋耕

2、作模式保墑固土機理及墑情預報系統(tǒng)研究”，研究覆蓋耕作技術(shù)的理論與其在該地區(qū)應用問題。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 在影響玉米生長發(fā)育方面:碎桿和壓實處理對玉米苗期土壤增溫效果顯著;各處理會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％，且對提高表土水分效果顯著，對深層影響不顯著;在影響土壤肥力方面:各處理均有利于土壤有機質(zhì)含量的增加并加速有機質(zhì)的分解，保證作物養(yǎng)料的供應;淺松可使土壤通透性有所改善，促進老化腐殖質(zhì)活化，利于降雨的入滲及土壤中有效養(yǎng)分釋放。碎稈覆蓋處理對土壤PH值的調(diào)整能力還有待進一步研究，其余各處理均能使PH值向

4、適于玉米生長的6.5-7之間調(diào)整?？傮w而言，淺松碎桿覆蓋壓實處理本試驗條件下可有效調(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)合田間試驗與理論，通過對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理，以及玉米節(jié)水增產(chǎn)方式，建立免耕全覆蓋及其壓實處理、淺松覆蓋及其壓實處理、殘茬覆蓋及

5、條帶覆蓋耕作條件下對應的二維土壤水分運移模型，采用ADI法進行數(shù)值求解，達到理想效果，可進一步預測土壤墑情;通過對土壤降雨入滲過程中的數(shù)值模擬，重現(xiàn)土壤水分的變化過程，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動規(guī)律。
　　 研究成果對不同覆蓋耕作模式在東北地區(qū)的應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處理、淺松覆蓋及其壓實處理、條帶及殘茬覆蓋處理方式下二維的土壤水分運動模