风沙土滴灌水肥运移规律及玉米灌溉施肥制度研究

Soil water, fertilizer, air and temperature can be easily regulated by altering the time and water of drip irrigation, and thus, it could afford a friendly soil condition for crop growth. Researches showed that drip irrigation had been widely used in saline-sodic soil reclamation, saline/brackish water utilization, and agricultural non-point source polluting controlling. But, regulating fertilizer and water by drip irrigation in Aeolian sandy soil was little reported and needed further study. In this research, the Aeolian sandy soil is chosen for study, different water and fertilizer regulations will be conducted, and the aims are to know the distribution and transport of soil water and nutrients, to model and forecast the transport processing of soil water and nutrients; to know the effects of regulation on maize growth and disclose these mechanisms; to make the suitable fertigation schedule combining the high efficient utilization of water and fertilizer and the maize growth. The research will be conducive to the sustainable use of Aeolian sandy soil, and on the other hand, it will help improve the fundamental principles of coupled transfer of soil water and fertilizer under drip irrigation, and provide a scientific guidance for the comprehensive regulations of soil water and fertilizer in Aeolian sandy soil.

滴灌可通过改变灌溉的时间和水量等调控土壤水肥气热，给作物提供所需的生长环境，在盐碱地利用，咸水/微咸水利用和农业面源污染防治等方面已经取得了显著成果，但风沙土滴灌水肥调控利用的研究还有待于进一步深入。本研究针对风沙土地区土壤，通过设置不同的滴灌水肥调控处理，研究风沙土滴灌水分养分分布特征和运移规律，并实现运移过程的模拟和预测；研究水肥调控对玉米生长的影响，并阐明其影响机理；在综合水肥利用和玉米生长的基础上，通过水肥耦合试验研究提出适宜风沙土利用的滴灌水肥调控灌溉施肥制度。研究一方面将有助于风沙土用养结合，可持续利用；另一方面，通过完善滴灌土壤水肥迁移理论，为风沙土滴灌调控利用提供科学依据。

【背景】我国沙化土地面积约1.73×106km2，占国土面积18.03%，土地沙化问题十分突出，防沙治沙形势非常严峻；为了进一步保护耕地、提高土地质量，项目利用滴灌技术对土壤水肥进行调控，实现风沙土的修复和土壤资源的可持续利用。.【内容】风沙土滴灌水肥调控条件下水肥分布特征和运移规律、玉米对水肥调控的生物学反应和灌溉施肥制度等内容。.【结果】.1）滴头流量越大，湿润锋初始运移速度和湿润锋运移距离越大，剖面土壤硝态氮不均匀性先增加再减小，3.0L/h土壤硝态氮平均浓度较高且分布最均匀。滴头流量增大对湿润锋水平运移距离影响较小，但可增大垂直方向运移距离，土壤硝态氮含量随着土层深度的增大先增大后减小，灌水量增大促进峰值下移，超过24mm时硝态氮发生淋溶下渗，且剖面土壤硝态氮浓度整体下降。.2）灌溉水量和施肥量增加均有利于植株生长，各考种指标和产量、WUE均随着灌水量的增加先增大后减小，考种指标及产量在1.0KcE时最大，WUE在0.6~0.8KcE时最大。施氮量增加提高了穗长、穗粗、行粒数等考种指标值，从而提高了产量。 .3）低水灌溉条件下，增加施氮量可同时提高土壤含水率和硝态氮含量，水氮分布有利于玉米根系生长，推荐高肥用量；中水条件下，增加施氮量可提高土壤水氮含量，施氮量高于中肥用量后效果不明显，且中氮高氮处理已出现深层渗漏现象，故推荐中肥用量；高水条件下，增加施氮量对土壤水氮含量影响较小，且硝态氮多向垄沟方向表层土壤和深层土壤累积，不利于提高水氮利用效率，故推荐低肥用量。.风沙土地区灌溉施肥制度宜以灌水量控制在0.8KcE，少量多次追肥；在难以实现少量多次追施时，可结合需肥规律关键期随水追施。.【关键数据】根据风沙土水肥运移规律，推荐滴头流量以3.0L/h为宜，灌水量24mm左右，肥液浓度250mg/L左右较为合理。根据作物生长响应和灌溉制度研究，玉米膜下滴灌灌溉水量宜控制在0.8KcE~1.0KcE，施氮量推荐为300kg/hm2，追肥次数推荐为11次。.【科学意义】确定了风沙土滴灌技术调控水肥的基本参数；制定了风沙土滴灌水肥一体化灌溉施肥制度。