生物炭与PAM共施对土壤水分、玉米生理特性及产量的影响

发布时间：2020-05-09 07:17

【摘要】：水分亏缺是限制黄土高原旱地农业作物生产的主要因子,如何改善土壤-植物系统水分关系,提高作物产量和水分利用效率是农业生产中面临的实际问题。生物炭(BC)和聚丙烯酰胺(PAM)施入土壤均可以降低土壤容重、增大土壤孔隙度、增加土壤渗透性和保水性、促进作物高产,因而是目前生产上两种富有潜力的土壤调节剂,但这两种土壤调节剂共同施用的作用效果及其相关生理机制研究则相对较少。因此,本文首先采用模拟土柱试验、可控制土壤水分的盆栽试验和新修梯田上的田间小区试验,系统研究了BC和PAM共施对黄绵土水分入渗和土壤蒸发能力、玉米生长、生理生态特性及产量的影响,研究结果有助于评价BC和PAM共施在改善旱区土壤性质、提高旱作玉米产量和水分利用效率方面的潜力,对于干旱半干旱地区土壤-植物系统水分管理和调控具有一定指导价值。本文主要研究结果如下:(1)从土壤调节剂对土壤水分性质的影响看,2%BC+0.02‰PAM增加黄绵土累积入渗量的效果最佳,所有处理对土壤水分蒸发性能均无显著影响。新修梯田上单施BC(30 t/ha)或PAM(45 kg/ha),或二者共施均可降低土壤容重,增加土壤孔隙度和饱和导水率,但对0~2 m剖面平均土壤含水量影响不大。(2)从土壤调节剂对玉米生长和水分生理特性的影响看,无论是否存在水分胁迫,单施PAM(45 kg/ha)均对玉米生长无显著影响,但单施BC(30 t/ha)、BC+PAM共施均抑制了玉米的生长。在新修梯田上单施BC或PAM促进了拔节期玉米生长,共施效果不如单施。水分胁迫初期,单施BC可提高叶片叶水势,单施PAM降低了叶水势,调节剂主要影响水分胁迫初期的气孔导度和水分胁迫中后期的蒸腾速率。(3)从土壤调节剂对玉米产量和水分利用效率的影响看,单施PAM的生物量、产量和WUE与对照相比无显著差异,单施BC、BC+PAM共施处理均显著降低,二者共施可在一定程度上减轻产量和水分利用效率的下降程度。新修梯田上单施PAM在成熟期的穗重高于对照而单施BC或BC+PAM共施的穗重则低于对照;单施PAM使玉米亩产量增加20.8%,单施BC或BC+PAM共施导致产量降低31%左右。
【图文】：

水分处理,土壤含水量,含水量,田间持水量

故每个处理装盆 30 个，随机排列。水分处理设 3 种理（Well-watered，W），土壤含水量设为田间持水量的该含水量；（2）水分胁迫处理（Dry，D）：土壤含水量自 %~35 %，并一直维持该含水量直至试验结束；（3）干ehydration，DR）：土壤含水量降至田间持水量的 30 % 天左右，然后再恢复含水量至 80 %~85 %。试验共 12 次，水分处理从抽雄期开始直至试验结束（图 2-2）。

入渗曲线,生物炭,用量

图 3-1 为不同处理的累积入渗曲线，其中 a-c 为不同 PAM 施用量下添加不同生物炭时的累积入渗曲线，d-f 为不同生物炭施用量下添加不同 PAM 时的累积入渗曲线。在不添加PAM时，不同生物炭用量的累积入渗量并无差异（图3-1a）；在添加 0.02 ‰的 PAM 时，2 %和 4 %的生物炭用量均可增加累积入渗量，但二者之间差异不大（图 3-1 b）；在添加 0.04 ‰的 PAM 时，2 %生物炭用量对累积入渗量影响不大，但 4 %生物炭用量导致累积入渗量明显下降（图 3-1c）。在不施用生物炭时，，不同 PAM 用量之间的累积入渗量差异不大（图 3-1d）；在 2 %生物炭添加量下，0.02 ‰和 0.04 ‰的 PAM 用量均增加累积入渗量，但 0.04 ‰用量的累积入渗量较 0.02 ‰用量的低（图 3-1 e）；在 4 %生物炭用量下
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S513

【参考文献】