陇中旱农区耕作措施对根土界面水分运移的影响及机理研究

发布时间：2018-05-29 05:30

  本文选题：根土界面 + 根水势　； 参考：《甘肃农业大学》2017年硕士论文

【摘要】：陇中旱作农业区,降水有限,水土流失严重,水资源利用率低,是制约该地区作物生产,农业可持续发展的主要障碍。因此,研究根土界面的水分运移,对于提高作物水分利用效率,改善土壤生态环境具有重要意义。本文依托2001年建立的不同耕作措施(传统耕作不覆盖、传统耕作+地膜覆盖、免耕不覆盖、免耕+覆膜、免耕+秸秆覆盖、传统耕作+秸秆翻入)的长期定位试验,从土壤系统和根系统两个角度,研究了不同耕作措施对根土界面水分运移及水分利用效率的影响,并从土壤含水量的动态变化、土壤物理特性、小麦和豌豆根系生长和空间分布、根土界面水势梯度的变化等方面探索了耕作措施影响根土界面水分运移的主要机制,主要结果如下:1.耕作措施能够影响根土界面水分的运移量。与传统耕作相比,免耕秸秆覆盖与免耕覆膜处理显著增加了春小麦和豌豆根土界面的水分运移量,在春小麦生育期内增加了17.58%~74.48%,总运移量增加了34.88%和43.30%;豌豆生育期内增加了11.93%~99.35%,总运移量增加了27.46%和35.66%。2.保护性耕作措施能够改善土壤物理性质,提高浅层土壤含水量。免耕秸秆覆盖能够降低0-30cm土层的土壤容重,与传统耕作相比,春小麦土壤容重降低6.35%~8.06%,豌豆降低了4.58%~8.13%;能够增加0-30cm土层的总孔隙度,较传统耕作春小麦和豌豆分别增加了6.9%~11.7%,4.6%~9.4%;有利于提高土壤饱和导水率,增加土壤入渗,与传统耕作相比,春小麦田提高了27.88%,豌豆田提高了38.81%;免耕秸秆覆盖和免耕覆膜均能够增加了春小麦和豌豆生育前期浅层土壤水分,抑制土壤水分蒸发,在旺盛生长期又促进作物对深层次水分的吸收利用,生育后期免耕覆膜又抑制了表层水分蒸发,保墒效果良好。春小麦生育期内的土壤含水量与根土界面水分总的运移量总体上有显著相关性。3.耕作措施能够影响作物的根系特性,提高根系吸水能力。免耕秸秆覆盖和免耕覆膜处理效果显著,不仅促进了根系的生长发育,也改善根系的空间分布。与传统耕作相比,能不同程度的增加春小麦和豌豆的根长,春小麦生育期内增加了35.8%~92.6%,豌豆生育期内增加35.9%~121.9%;增大根表面积,春小麦根表面积增大29.6%~162.5%,豌豆根表面积增大了44.1%~187.4%;促进了根干重的增加,春小麦增加了10.1~47.1%,豌豆增加了40.0%~191.7%;在土壤中构建了合理的根系分布范围,在春小麦和豌豆苗期,增加了0-10cm土层的根系分布,花期的根系群体最大,以10-30cm土层的根系居多,免耕秸杆覆盖和免耕覆膜在增加10-30cm土层根系分布的同时,提高了较深土层的根系比例。春小麦和豌豆的根长、根表面积与根土界面水分总的运移量显著正相关。4.耕作措施主要是通过影响春小麦和豌豆不同生育时期根土界面的水势梯度,对总的运移量产生影响。免耕秸秆覆盖处理增大了春小麦分蘖期、开花期根土界面的水势梯度,分别为2.23MPa和2.48MPa,较传统耕作增大了54.75%和19.01%;豌豆分枝期免耕覆膜水势梯度最高为0.29MPa,花荚期免耕秸秆覆盖处理最高为0.49MPa,分别较传统耕作增大了96.59%和354.08%。这几个生育时期的水势梯度与根土界面水分总的运移量关系密切,有显著地正相关性。5.就产量和水分利用效率而言,免耕秸秆覆盖与免耕覆膜能显著提高作物产量和水分利用效率。与传统耕作相比,春小麦产量增加了30.0%和23.4%,水分利用效率提高了20.4%和14.8%;豌豆产量增加了38.7%和27.9%,水分利用效率提高了29.7%和16.2%。作物的产量,水分利用效率与根土界面水分总的运移量均有显著的相关性。因此,适宜的保护性耕作措施能够改善土壤物理性质,提高浅层土壤含水量,促进作物根系的生长发育、建立合理的空间分布,影响土壤的供水性能和根系的吸水能力,增加根土界面水势梯度,从而促进根土界面水分运移过程,增加了水分运移量,这有利于作物产量的提高,实现农田水分的高效利用。
[Abstract]:The effects of different tillage measures on water transport and water use efficiency of root and soil interface were studied from two aspects : dynamic change of soil moisture content , soil physical characteristics , wheat and pea root growth and spatial distribution , soil water potential gradient . The soil water content of spring wheat and pea was increased by 35.9 % 锝，

本文编号：1949680