华北平原不同水肥及栽培模式下的农田氮素损失及水氮利用效率定量评价

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1、分类号：单位代码：密级学号：博士学位论文华北平原不同水肥及栽培模式下的农田氮素损失及水氮利用效率定量评价研究生李周晶指导教师：胡克林教授申请学位门类级别农学博士专业名称土壤△研究方向：水土资源管理所在学院资源与环境学院二零一五年五月ChinaAgriculturalUniversityPh.DDissertationEvaluatingNitrogenLossandWaterandNitrogenUseEfficienciesinadoublecroppingsystemunderDifferentIntegratedManagementsintheNorthChinaPlainCandida

2、te:ZhoujingLiSupervisor:Prof.KelinHuSpeciality:SoilScienceCollegeofResourcesandEnvironmentalSciencesMay2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经注明引用和致谢的内容外，论文中不包含本人和其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：时间：：広年月日关于学位论文使用授权

3、的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定。本人同意中国农业大学有权保存及向国家有关部门和机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人同意中国农业大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入《中国博士学位论文全文数据库》或《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行出版，并享受相关权益。保密的学位论文在解密后应遵守此协议）学位论文作者签名：时间：秘年月导师签名时间：■年月本研究得到了国家重点基础研究计划课题主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究资助中农业人学博丨：学位论义摘要华北平原是我国重耍的粮食生产基地之一，近年来为了满足日益增的粮食需求，盲目地投入过量的水肥，

4、这样不仅使水肥增产效应和经济效益下降，而且造成了严重的环境问题。闪此，在粮食稳产或者高产的条件下同时实现资源高效是我国农业可持续发展的根本保障。为了探求高产高效的水肥及栽培综合管理模式，本研究丁年在山东将泰安市人汶口设置了四种水肥与栽培管理相结合的综合管理模式：农习惯模式（模式）、高产高效模式（模式）、再高产模式（模式）和再高产高效模式（模式）。利用田间实测的十壤含水、硝态氮含呈、作物产量、叶面积指数和干物质重等数据对十壤作物人气系统水热碳氮过程模项进行了校验。利阳校验后的模邛模拟分析了不同水肥管理和栽培管理措施下冬小犮夏玉米轮作模式的土壤氨素去向及水氨利用效率。最后通过模型对不同播种日期、播

5、种密度和水肥投入呈进行了情景分析，宄优化了水肥与栽培管理措施。全文主耍结论如下：模型校验结果表明，土壤体积含水量、硝态氮含、作物产量、叶面积和干物质重的模拟值与实测值间均吻合较好，模型模拟效果统计指标（均方根误差、模型效率系数、一致性指数）均表明，模型能够较准确地模拟本矹究区的十壤水氮运移过程及作物生状况。年四个生长季的田间试验结果表明：、和模式的周年平均产量分别比模式高、和。模咽模拟结果表明：勾模式相比，模式的周年氮肥总损失量降低了氮素利用效率（升高了。模式为了追求产量最大化，不计成本投入导致其周年平均氮素总损失最高，为。模式在模式的基础上改善施肥量和栽培措施，虽然周年平均产量比模式降低了，

6、但是氮素总损失量降低了升高了。与其余二种模式相比，模式的年平均氮素淋洗：降低了。四种模式的水分利用效率（的大小顺序为。选取农学效应指数、环境效应指数和产投比二个评价指标，利用综合指数评价法得剑模式为四种模式中最住的综合管理模式。以模式为基础，分别在冬小麦生季设置了个播种日期和个播种密度，在夏玉米生季设置了个播种日期和个播种密度的情景模式。利校验过的模型模拟分析了不同播种日期和播种密度对作物产量、氮素去向和水氮利用效率的影响。研究结果表明，随着冬小麦夏玉米播期的推迟，其周年籽粒产呈呈增加的趋势，最人可增加—。为了保证冬小麦夏卫米的可持续发展，建议在不增加任何成本的情况冬小麦的播种日期可以推迟至每

7、年的月日左厶，夏卫米的播种日期可以顺延至月日左右。随着冬小走夏玉米播种密度的增加其产量￥先增加后降低的趋势。和随着播种密度增加的变化趋势与产量一致。选取农学效应指数、环境效应指数和产投比二个评价指标，利用综合指数评价法得到在“的施肥条件研究区冬小麦的最适播种密度为万“。在—的施肥条件卜，研究区夏玉米的最适播种密度为万在年冬小麦生长季设置个灌水量和个施肥呈共得到个水肥组合情景；在年夏卫米生季设置个灌