耕作方法和保水剂对黄绵土特性及冬小麦产量水氮利用的影响

发布时间：2020-07-11 08:51

【摘要】：通过研究半湿润区不同耕作制度下冬小麦水氮利用特征、土壤细菌多样性和群落结构的变化规律,为优化该地区农田耕作方式,促进土壤有益微生物群构建和提高土壤资源利用率等提供依据。本文研究旋耕(X100)、深翻+旋耕(F100)、深松+旋耕(S100)、深松结合保水剂(Super absorbent polymers,SAPs)+旋耕(B100)、深松不施肥(S0)对冬小麦田的土壤理化性质、冬小麦生长状况及产量构成、水氮利用效率的影响,并采用高通量测序平台,分析收获期耕层细菌的群落结构变化与土壤理化性质、冬小麦根长密度的相关性。主要结论如下:深松显著降低了10~45 cm土层的紧实度,提高了0~40 cm土层的田间持水量和饱和含水量,较旋耕处理分别提高了33.4%和30.9%。深松和增施保水剂均显著提高了拔节期和收获期的铵态氮含量,较深翻和旋耕要高出65.4%~134.3%,显著降低中上层土壤和收获期深层土的硝态氮含量。保水剂和深松均能显著地提高冬小麦的出苗率、有效穗数、成穗率、叶面积指数和干物质量。深松也显著提高了冬小麦拔节期30 cm以下根长密度(较深翻和旋耕高出80.2%~104.2%),促进了孕穗期70 cm以上土层的根系发育(高出1.90~2.39倍),增强了开花期40 cm以上根系分布(高出39.2%~80.9%)。深松处理的产量较其他处理平均提高11.2%~15.5%。深松结合保水剂的水分利用效率(WUE_Y)较深松、深翻、旋耕分别提高7.1%、9.1%、8.8%;深松处理的WUE_Y比深翻和旋耕分别平均增高4.6%和6.2%。深松处理的氮素吸收效率(NUPE)和氮肥当季利用率(NUTE)比旋耕处理平均增幅分别为30.4%和20.3%。深松会降低10~20 cm的细菌丰度和多样性。深松增加了耕层硝化螺旋菌目、根瘤菌目、伯克霍尔德氏菌目和一些典型氨化细菌(如假单胞菌属和沙雷氏菌属)的相对丰度,也显著降低了典型反硝化细菌(如红螺菌目和芽孢杆菌属)的相对丰度,平均分别降低了58.2%和92.5%。耕层pH、铵态氮、硝态氮含量对细菌群落结构的影响最显著,根长密度与根瘤菌目、伯克霍尔德氏菌目、假单胞菌属、沙雷氏菌属的相对丰度及铵态氮含量呈极显著正相关关系,与红螺菌目、亚硝化单胞菌目的相对丰度及硝态氮含量呈极显著负相关关系。总之,深松及与保水剂结合施用能降低土壤紧实度,减少犁底层厚度,提高土壤持水量,增加土壤铵态氮含量和硝态氮的消耗量,促进冬小麦生长和根系向深处下扎,提高水分利用效率、氮素吸收效率、氮肥当季利用率,有利于提高作物产量。另外,深松虽然降低了耕层土壤细菌的多样性,但明显增加了生物固氮菌、氨化细菌、硝化细菌的数量,减少了反硝化细菌作用引起的氮素损失。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S512.11
【图文】：

论文技术路线

由陕西隆丰种业有限公司提供。并在该试验区架设小型自动气象站（Onset HOBO H21-USB, USA）。如图2-1所示，2016年冬小麦返青期至收获期的累计降水量为101.6 mm，2017年为173.3 mm，可见两年的降水情况很不规律。此外，2016 年小麦拔节中期至开花期（3 月 27 日～5 月 11 日）长期缺雨，而小麦正处于需水关键期，这对小麦生长产生不利影响。A，返青期；B，拔节期；C

章 不同耕作方法对土壤理化特性的壤物理特性的影响度的影响选择连续降水超过 2 d 且累计降水量> 14 mm 的时段，，也是大田适度水分条件）进行土壤紧实度测定（见图（0～45 cm）土壤紧实度，不同耕作处理的土壤紧实度不同处理在 0～10 cm 土层的紧实度差异不显著，但在 1著高于 S100（P < 0.05），平均增加了 2.84 倍，在 15 c47 倍。另外，F100 与 S100 处理在 0～15 cm 的土壤紧实；在 15～20 cm 的土层，F100 与 S100 处理的紧实度差异高于 S100，平均增加了 4.13 倍；在 20 cm 以下的土层，显著高于 S100（P < 0.05）。这说明了，深松降低 10～向深处下扎，提高深层资源的利用率，起到缓解作物水分（Schneider et al., 2017）。

本文编号：2750194