半湿润区不同覆盖模式的土壤生态效应和对春玉米生长的影响

发布时间：2020-11-18 16:56

　　为了探索半湿润区不同种植模式的土壤生态效应,以及对玉米生长和产量的影响,本研究选取了四种覆盖模式进行了大田实验。4种覆盖模式分别是秋季地膜覆盖(PA)、秋季垄膜集雨(RH)、播前地膜覆盖(PS)和秋季秸秆覆盖(SA),以平作不覆盖为对照(CK),通过三年试验研究取得了阶段性进展。研究结果为完善旱区农业技术体系以及评价不同覆盖模式提供了理论依据。1.不同覆盖模式对土壤水分的影响(1)不同秋季覆盖处理对播前土壤水分有显著影响,PA、SA和RH均能够显著提高播前土壤水分,3a试验期间0-200cm土层土壤储水量分别平均较CK提高61.3mm(11.74%)、46.1mm(8.83%)和35.4mm(6.79%)。RH有良好的蓄水保墒效果,但在冬春季蒸发量显著高于PA和SA(P0.05),3a试验期间较CK提高24.8mm-47.0mm(4.95%-9.13%)。在春玉米生育期中,PA和PS能够显著提高0-20cm土层土壤含水量(P0.05),至扬花灌浆期60-120cm土层土壤含水量快速下降,玉米生育后期120-200cm土层土壤含水量低于其他处理(P0.05)。RH集雨效果明显,雨后上层土壤含水量较其他处理显著提高,但是长时间干旱少雨会使RH上层土壤含水量快速下降。2.不同覆盖模式对土壤温度的影响不同覆盖模式对土壤温度影响不同,PA处理在苗期、拔节期和杨花灌浆期0-25cm土壤温度分别比CK提高3.4°C、2.4°C和1.1°C,PS与PA之间没有显著差异;SA在整个生育期都有明显的降温效应,在苗期、拔节期和杨花灌浆期0-25cm土层平均土壤温度分别比CK降低2.3°C、2.6°C和3.3°C;垄膜集雨处理0-25cm土层土壤温度较CK在生育前期没有显著差异(P0.05),生育中后期低于CK,,扬花期和灌浆期0-25cm土层土壤温度分别较CK降低1.6°C和1.9°C。3.不同覆盖模式对土壤有机质含量和土壤呼吸的影响良好的水温条件能够促进有机质的转化,增强土壤呼吸作用,最终减少土壤中有机质含量,PA和PS的土壤呼吸速率显著高于CK(P0.05),平均较CK增加66.08%和41.95%,有机质含量相较于CK在40-60cm土层出现逐渐下降的趋势;RH的土壤有机质含量在2015年较CK没有显著差异,在2016年和2017年则较CK显著降低;秸秆覆盖能够提高土壤有机质含量,3a平均较CK提高31.56%,秸秆覆盖处理的土壤呼吸速率在2016年与CK没有显著差异,在2017年显著高于CK。4.不同覆盖模式对作物生长的影响(1)不同覆盖处理对玉米生长可产生显著影响(P0.05)。PA处理在播后0-60d地上部生物量平均较CK提高40%-300%;PS在出现春旱的年份玉米苗期生长较PA差,但其增温效果在覆膜后促使水分上移,较CK显著促进了玉米出苗和苗期生长,播后60d地上部生量与PA没有显著差异(P0.05);3a试验期间RH处理播后0-60d地上部生物量较CK提高36.12%-290.37%;SA处理仅在干旱年份表现为较CK出苗早,地上部生物量增加速率也显著大于CK,播后60d地上部生物量较CK提高64.48%(P0.05)。5.不同覆盖模式对春玉米产量和水分利用效率的影响(1)不同种植模式下,PA在3a的产量均最高,主要表现在百粒重显著增加,PS与RH的产量较PA在丰水年没有显著差异,在干旱年较PA降低,PA、PS和RH的产量3a平均较CK提高19.72%和16.69%和17.24%。3a试验期间PA的稳产效果最好,PS和RH次之。SA仅在冬春季出现干旱的2016年有显著的增产效果,较CK增产2007kg.hm~(-2)(18.87%);2015年和2017年分别较CK减产,减产幅度为3.01%-7.20%。(2)PA、PS和RH处理均有较高的水分利用效率,三年平均分别较CK提高3.80kg.hm~(-2).mm~(-1)(14.41%)、4.38 kg.hm~(-2).mm~(-1)(16.88%)和3.07 kg.hm~(-2).mm~(-1)(12.04%)。SA仅在春旱的年份水分利用效率显著高于CK(p0.05),较CK提高2.48 kg.hm~(-2).mm~(-1)(8.58%)。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S513
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章引言
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 覆盖模式下的水分效应
        1.2.2 覆盖模式下的温度效应
        1.2.3 覆盖模式对土壤有机质含量和土壤呼吸的影响
        1.2.4 覆盖模式对作物生长和产量表现的影响
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
        1.4.1 技术路线
第二章试验设计与材料方法
    2.1 试验地概况
    2.2 试验材料与设计
    2.3 测定指标及方法
        2.3.1 土壤水分含量的测定
        2.3.2 土壤温度的测定
        2.3.3 玉米生长指标的测定
        2.3.4 玉米产量的测定
        2.3.5 水分利用效率
        2.3.6 土壤有机质含量的测定
        2.3.7 土壤呼吸的测定
    2.4 数据处理与分析
第三章结果与分析
    3.1 不同覆盖模式对土壤水分的影响
        3.1.1 不同覆盖模式对生育期含水量的影响
        3.1.2 不同覆盖种植模式下土壤储水量变化
    3.2 不同覆盖模式对土壤温度的影响
        3.2.1 整个生育期0-25cm土层土壤温度的变化
        3.2.2 不同覆盖模式0-25cm土层土壤温度的日变化
    3.3 不同覆盖模式下土壤有机质含量的变化
        3.3.1 不同土层土壤有机质含量的变化
    3.4 不同覆盖模式下的土壤呼吸情况
        3.4.1 不同覆盖模式下的土壤呼吸速率
    3.5 不同覆盖模式下作物生长状况
        3.5.1 不同覆盖模式对地上部生物量的影响
        3.5.2 不同覆盖模式对株高的影响
    3.6 不同覆盖模式对作物产量及水分利用效率的影响
        3.6.1 不同覆盖模式对作物产量的影响
        3.6.2 不同覆盖模式对作物水分利用效率的影响
        3.6.3 不同覆盖种植模式对玉米收获指数的影响
第四章讨论和结论
    4.1 讨论
        4.1.1 不同覆盖模式对壤水分的影响
        4.1.2 不同覆盖模式对土壤温度的影响
        4.1.3 不同覆盖模式对土壤有机质含量和土壤呼吸的影响
        4.1.4 不同覆盖模式下作物生长状况和产量的响应
    4.2 结论
参考文献
致谢
作者简介

【参考文献】

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