棉田生态系统磷素供应动态模拟模型研究

作     者：王艳红 

作者单位：湖南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈金湘

授予年度：2008年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：棉田生态系统 磷素供应 动态模拟模型 

摘      要：本研究大田试验在湖南农业大学棉花试验基地进行,实验室所用土壤取自湖南农业大学棉花研究基地,通过设置不同施磷量处理对棉花供磷参数、棉花干物质的影响、以及棉花对磷肥动态吸收的研究。主要结论如下: 1、土壤有效磷含量随施磷量的增加而增加,施磷量越高其有效磷含量越高,在低施磷水平下(60-120mg/kg)下,作物主要靠吸收土壤中的有效磷,所以当土壤中有效磷含量偏低时,导致作物减产。 2、棉田施用磷肥后,可刺激棉花根系的生长,使棉苗根系表长,变细,增加根系的表面积,促进根系对磷的吸收。但供磷过高,导致营养元素比例失调,对作物生长发育不利。这是磷肥养分胁迫下不利于氮、钾以及其它营养元素的吸收。从而抑制作物的生长。 3、从棉苗的生长情况来看,本试验以施磷480mg/kg效益最好,施磷偏多,效益减退,不利于棉花的生长。 4、不同施磷水平棉花干物质和磷养分积累均符合Logistic生长函数模型,各处理拟合Logistic方程的曲线相关指数R均在0.98以上,达到了a=0.01极显著水平。 5、研究表明,在试验区施磷量为(PO)90.5kg/hm最佳,其营养体旺盛生长期于7月上旬至8月上旬,此生育期间追肥可以加速营养体生物量的积累,以调节棉株地上营养体生长参数,从而获得更高的产量,其中7月中旬为棉田肥水管理的关键期。 6、利用肥料一阶动力学方程,通过土壤环境函数的修正,建立了一个适应棉田生态系统磷素供应的动态模型。一阶动力学方程为:s1、s2分别为土壤有机磷矿化的易难组分,由微分形式导出其积分形式: 化肥供磷过程同样符合一阶动力学方程,速率常数同样受土壤环境函数的修正。化肥的供磷势可以表示为肥料利用率与施磷量的乘积,导出化学肥料供磷方程微分形式: 7、利用大田试验与文献资料对所建立的土壤与肥料供磷模型进行检验,将作物的实际吸收磷量作为观测值进行验证。结果表明,模拟值与观测值之间具有良好的一致性;棉花生长季磷素累积动态模拟和生长季磷素吸收总量模拟,其线性相关系数R分别为0.96(n=148),0.87(n=20),两方面的验证都达到了极显著相关。 8、通过对我国近10年主要棉作区田间试验数据的统计分析,建立了平均情况下与施磷量(Pinput,***)相关的磷肥利用率(PUE)统计模型: 通过此模型,可以计算出整个作物生长季磷肥的供磷势。