华北地区冬小麦牛场废水灌溉模式研究

作     者：郭海刚 

作者单位：中国农业科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：张克强

授予年度：2012年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：华北地区 冬小麦 牛场 废水 灌溉 

摘      要：随着我国奶牛养殖业的迅速发展，奶牛业产生的废水越来越多，特别是在灌溉水资源短缺的华北地区，应用预处理后的牛场废水灌溉农田，在为作物提供水肥的同时，也促进了牛场废弃物资源的循环利用。本文在田间小区试验的基础之上，研究了牛场废水化肥全量替代灌溉处理和牛场废水化肥部分替代灌溉处理下，冬小麦生育期内土壤水分、土壤硝态氮、铵态氮、速效磷在000cm土壤剖面的垂直分布特征，冬小麦灌浆期处理间NDVI差异，冬小麦收获后000cm剖面土壤中有机质和pH值垂直分布特征，00cm剖面土壤总氮、总磷变化特征，地上部生物量、产量特征，为制定合理的牛场废水灌溉制度提供理论依据和科学指导。得出的主要结论为： 1)牛场废水化肥全量替代灌溉试验。灌溉牛场废水处理000cm土壤剖面中硝态氮含量从上到下整体呈降低趋势，表层(00cm)土壤硝态氮含量较高，但是2000cm土层硝态氮含量都低于常规处理，CK处理硝态氮淋溶强度最大，冬小麦生育期内灌溉4次牛场废水会出现土壤硝态氮积累现象，但两次和三次处理土壤硝态氮无积累现象;000cm土壤剖面中的铵态氮从上到下整体呈降低趋势，各个处理表层土壤(00cm)铵态氮含量变化较大，而下层土壤(2000cm)铵态氮含量变化较小，在冬小麦整个生育期多次牛场废水灌溉不会造成土壤铵态氮积累;土壤中速效磷含量变化集中在表层土壤(00cm)，从冬小麦拔节期到收获后，土壤表层中速效磷含量逐渐降低，下层土壤无显著变化;冬小麦收获后，000cm土壤剖面有机质随土壤深度增加而减少，pH随土壤深度增加而增加，土壤有机质和pH值呈显著负相关性;灌溉牛场废水的处理，其冬小麦产量高于常规施肥处理;冬小麦籽粒全氮和蛋白质含量随着灌溉牛场废水次数的增多而增大。 2)牛场废水化肥部分替代灌溉试验。牛场废水灌溉处理000cm剖面内，各土层硝态氮含量和土壤中硝态氮积累量均低于常规处理，处理间000cm剖面内土壤铵态氮含量整体上随着土壤深度的增加而不断减少，随着冬小麦生长的进行从抽穗期到收获后呈逐渐降低的趋势;各层土壤速效磷含量和000cm剖面土壤积累量在冬小麦抽穗期到收获后变化很小，随着冬小麦生长呈现递减趋势，灌溉牛场废水处理其速效磷含量整体上大于常规处理;冬小麦收获后，000cm土壤剖面有机质随土壤深度增加而减少，pH随土壤深度增加无显著变化，土壤有机质和pH值无显著相关性;在冬小麦返青后处理间尿素追施时间越早，冬小麦产量越高;处理间追肥越晚，冬小麦籽粒中蛋白质含量越高。 综上所述，牛场废水化肥全量替代灌溉处理，在冬小麦越冬期、灌浆期灌溉废水2次是较优灌溉模式;牛场废水化肥部分替代灌溉处理，应在冬小麦返青后尽早追肥。考虑到废水灌溉的复杂性和长期性，应该加强废水灌溉对土壤和作物健康风险的长期监测。