河套灌区盐分胁迫下水肥耦合效应响应机理及其模拟的研究.pdf

摘 要* 2 2 我国有盐渍化土地约2700 万hm ，其中约670 万hm 分布于农田之中。我国国 民经济的发展以农业为基础, 水资源又十分紧缺,农业中节水和盐渍化土壤的防治及 利用问题被提到很高的地位；开发利用肥力较低特别是盐渍化土地已成为解决人口 粮食需求与农业可持续发展的重要途径之一。内蒙古河套灌区土壤母质含盐，地下 水位较高，存在着严重的次生盐渍化的潜在威胁。土壤是农业生存和发展的重要载 体，水、肥是农业发展和农业生产效率提高的两大关键因素。目前有关水肥耦合效 应机理国内外许多学者进行了大量卓有成效的研究，然而，研究主要集中在非盐渍 化地区。特别在节水条件下，作物生长在盐分胁迫的环境中，水肥耦合机制就更加 复杂。因此，开展盐渍化土壤水肥耦合机理研究，制定节水灌溉条件下的水-盐-肥 耦合管理模式是西北盐渍化地区亟待解决的关键问题。 本文以河套灌区主要经济作物油料向日葵为研究对象，采用盆栽试验与田间试验 相结合的方法，以土壤、水利、植物生理学、农业及气象等多学科交叉理论为研究 手段，对盐分胁迫下油料向日葵水肥耦合响应机理展开研究。主要研究内容如下： 1 通过对盆栽和田间试验资料的分析，定量描述了不同水、肥、盐条件下，向日 葵株高、茎粗、叶面积、干物质累积量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利 用效率、叶水势等生理生态因子以及生物量、产量的响应规律。提出了适应不同盐 渍化程度土壤的水肥管理阈值及指标体系。 2 以Jensen 模型和BP 人工神经网络模型为基础，建立了适用于不同含盐程度土 壤油料向日葵的水-肥-盐产量模型。定量揭示了不同水肥处理下水盐及NO -N 动态 3 变化规律。定量揭示了不同含盐土壤、不同水肥处理下各生育期内向日葵植株各器 官氮素分配累积变化规律。 3 适用于模拟河套灌区水肥条件下油料向日葵的根区水质模型(RZWQM)能较好 的模拟不同水肥处理下土壤含水率、NO -N 、生物量等指标。 3 盆栽试验研究结果表明，向日葵苗期影响因素顺序为：盐分水分氮肥，现蕾 期~花期为：水分盐分氮肥。EC 值0.2~1.0ms/cm 的含盐土壤上土壤含水量在70%θ fc 2 左右，施N 量在 337.5 （kg/hm ）左右最佳，并且可以减缓盐分对向日葵的胁迫。 土壤EC 值在0.1~0.45ms/cm 范围内，水肥盐之间表现出一定的线性关系，超出这一 范围水肥盐表现出非线性关系。 2 2 田间对比试验结果表明，适宜的肥量（N 225kg/hm ，P 150kg/hm ）可以缓解 水盐的胁迫，影响因素效应顺序：轻度 水分＞磷＞氮，中度 水分＞氮＞磷；水和 * 国家自然科学基金项目、 “十一五”国家科技支撑计划重点项目（2007BAD88B04）资助 氮、水和磷、磷和氮交互作用为正效应，影响效应顺序为：轻度 氮和磷＞磷和水＞ 2 氮和水，中度 氮和磷＞氮和水＞磷和水。优化水肥方案为施氮肥量225 kg/hm ，施 2 3 2 磷量为150 kg/hm ，灌水量为626~1088m /hm 左右。 水肥盐产量模型具有一定价值可指导当地农业生产，RZWQM 模型可应用于油 料向日葵水肥效应的模拟。 研究结果可初步揭示盐渍化土壤水肥耦合效应响应机理，为灌区可持续发展提 高农田水肥利用效率、开发盐渍化土壤提供一定的理论科学依据。 关键词：河套灌区