摘要
为保障我国的粮食安全,黄土高原地区同样承担着重要的耕作任务,但水土资源匮乏和偏施化肥导致的肥效逐年下降是限制黄土高原旱地农业发展的主要因素。本论文将矿源黄腐酸钾施用于黄土区耕地土壤,系统探究其对土壤理化性质以及菠菜生长的影响,明确水分胁迫下矿源黄腐酸钟对菠菜生长指标的促进作用,对提高黄土区土壤地力和作物产量意义非凡。本文通过室内培养、土柱模拟、盆栽种植等试验,结合理论和数学模型,分析矿源黄腐酸钾对土壤理化性质、水分运移以及不同水分胁迫下菠菜生长、光合特性的影响,揭示矿源黄腐酸钾对黄土区耕地土壤结构作用机理和对菠菜生长发育的促进效应,主要研究结论如下: (1)矿源黄腐酸钾利于改善土壤的团粒结构,促进土壤水稳性团聚体形成并增强稳定性,降低可蚀性因子和分形维数。矿源黄腐酸钾施加量为8g/kg时,土壤容重降低了4.17%,土壤孔隙度提高了4.25%;土壤黏粒和粉粒的含量分别增大了9.48%、3.73%,土壤砂粒含量降低了12.6%。矿源黄腐酸钾可以提高土壤pH、电导率、土壤抗剪性、饱和含水率以及土壤Zeta电位绝对值,有效提升土壤抗侵蚀能力、持水能力以及土壤胶体稳定性。 (2)矿源货腐酸钾可以抑制土壤水分入渗能力,降低湿润锋的运移速度,提高土壤的持水能力,3种入渗模型模拟(Philip模型、Kostiakov模型、Horton模型)均可较好描述土壤水分入渗规律。并且在减少土壤水分累积蒸发量,降低蒸发率方而有较显著效果,增大蒸发后土壤剖面含水率。迎过两种蒸发模型(Black投型和Rose模型),均能较好描述土壤水分蒸发过程。 (3)适量的矿源黄腐酸钾可以促进菠菜的生长,增强其光合作用,缓解因水分胁迫对菠菜生长造成的不良影响,似过量的矿源货腐故钾对波菜的生长会产生拮抗作用。3种模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型)均能很好反应菠菜的光响应曲线变化规律,其中直角双曲线模型的拟合程度最好。通过主成分分析法,在三种水分处理方案下,最佳矿源黄腐酸钾施加方案均为6g/kg,此方案菠菜的生长指标最优。