旱地春玉米水分高效利用技术调控及增产潜力研究

发布时间：2023-03-02 21:20

　　随着全球气候的变暖、干旱的加剧、水资源的严重短缺,旱地农业对保障未来全球粮食可持续发展具有十分重要的战略地位。能否实现对自然降水的有效保持和高效利用就成为旱地农业可持续发展的关键。如何通过保水、蓄水、用水来提高旱地作物产量和农田水分生产效率,有着十分重要的科学意义与实践价值。本研究通过田间定位试验,于2013-2017年先后在黄土高原中部山西旱作农田开展集雨覆盖保水、耕作增容蓄水、群体调控用水等多种水分调控模式,以探讨减蒸保水、耕作蓄水及作物用水与作物生长发育、产量和水分利用效率的关系。并对不同水分调控模式作物增产增效机理进行了分析。具体研究结果如下:1.通过对旱地玉米田集雨覆盖保水调控研究,表明窄膜+秸秆二元覆盖(MS)显著提高0-160cm 土层土壤水平和垂直含水量,三年平均提高30.8mm,提高10.1%。覆盖有效调节了土温,窄膜+秸秆二元覆盖、宽膜覆盖和窄膜覆盖处理0-15cm 土层平均地温较对照分别增加0.91℃、0.64℃和0.63℃,全生育期土壤积温较对照也相应提高12.5%、6.4%和7.9%。覆盖改善了耕层土壤水分和温度,促进了玉米地上、地下部的生长发育。覆盖减少了生...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
第一章 引言
    1 水资源现状及问题
        1.1 水资源总量
        1.2 农业用水存在问题
    2 旱地农业水资源利用原则
        2.1 合理利用自然降水
        2.2 提高旱地作物水分利用效率(WUE)
    3 旱地农田玉米需水与耗水特征
        3.1 旱地农田玉米需水规律
        3.2 旱地农田玉米耗水特征
    4 旱地水分利用效率的调控
        4.1 影响水分利用效率提高的因素
        4.2 提高农田WUE的调控机制
            4.2.1 集雨种植技术
            4.2.2 抑蒸减耗技术
            4.2.3 深松培肥增容技术
            4.2.4 限量补灌技术
    5 旱地农田增产潜力研究
    6 研究目的、内容及技术路线
        6.1 研究的目的及意义
        6.2 研究内容
        6.3 技术路线
    参考文献
第二章 旱地玉米田集雨覆盖保水调控研究
    1 材料与方法
        1.1 试验地基本概况
        1.2 试验设计
        1.3 测定项目及方法
            1.3.1 土壤含水量测定
            1.3.2 土壤温度的测定
            1.3.3 土壤贮水量计算
            1.3.4 生育期耗水量计算
            1.3.5 作物水分利用效率
            1.3.6 植株生长发育指标测定
            1.3.7 根系测定
            1.3.8 产量及产量构成因素的测定
        1.4 数据分析方法
    2 结果与分析
        2.1 不同覆盖方式对旱地玉米田土壤水分的影响
            2.1.1 0-160cm土壤贮水量水平和垂直动态变化
            2.1.2 播前、收获后0-160 cm土壤贮水量变化
            2.1.3 0-160cm玉米全生育期土壤贮水量年际变化
            2.1.4 玉米各生育时期阶段性耗水变化
        2.2 不同覆盖方式对旱地玉米田土壤温度的影响
            2.2.1 0-15cm土层平均地温的变化
            2.2.2 不同土层土壤温度的动态变化
            2.2.3 对玉米苗期土壤温度日变化的影响
            2.2.4 对玉米各生育期土壤积温(GDD)的影响
        2.3 不同覆盖方式对旱地玉米地上部生长发育的影响
            2.3.1 对玉米株高的影响
            2.3.2 对单株叶面积指数的影响
            2.3.3 对单株干物质积累的影响
            2.3.4 对单株相对生长速率的影响
        2.4 不同覆盖方式对旱地玉米根系生长的影响
        2.5 不同覆盖方式对旱地玉米产量及水分利用效率的影响
            2.5.1 对玉米产量的影响
            2.5.2 对玉米水分利用效率的影响
        2.6 不同覆盖方式对旱地玉米产量经济效益的影响
    3 结论与讨论
    参考文献
第三章 旱地玉米田耕作及秸秆还田增容蓄水调控研究
    1 材料与方法
        1.1 试验地基本概况
        1.2 试验设计
        1.3 测定项目及方法
            1.3.1 土壤容重、孔隙度
            1.3.2 土壤贮水量
            1.3.3 水分利用效率(WUE)
            1.3.4 降水利用效率(PUE)
            1.3.5 玉米产量测定
        1.4 数据处理与统计方法
    2 结果与分析
        2.1 不同耕作及秸秆还田对土壤容重、孔隙度的影响
        2.2 不同耕作及秸秆还田对玉米休闲期0-200cm土壤蓄水的影响
        2.3 不同耕作及秸秆还田对玉米生育期土壤水分的影响
            2.3.1 对玉米各生育时期土壤水分垂直变化的影响
            2.3.2 对玉米各生育时期土壤贮水量的影响
            2.3.3 对玉米全生育期平均0-200cm土壤贮水量的影响
            2.3.4 对日平均降雨量及日蓄水变化的分析
            2.3.5 对玉米不同生育阶段土壤耗水量的影响
            2.3.6 对玉米产量和WUE的影响
    3 结论与讨论
    参考文献
第四章 旱地玉米田补充灌溉下群体调控用水研究
    1 材料与方法
        1.1 试验地基本概况
        1.2 玉米全生育期需水与降水分析
        1.3 试验设计
        1.4 测定项目及方法
            1.4.1 土壤含水量
            1.4.2 作物需水量
            1.4.3 水分利用效率(WUE)
            1.4.4 玉米生长发育指标
            1.4.5 叶片光合特性
            1.4.6 籽粒灌浆特性
            1.4.7 产量及产量构成因素测定
        1.5 数据分析方法
    2 结果与分析
        2.1 不同补灌水平和群体密度下玉米田土壤水分变化
            2.1.1 0-100cm土壤水分垂直变化特征
            2.1.2 玉米全生育期0-160土壤贮水量变化
            2.1.3 玉米各生育时期耗水特性分析
        2.2 不同补灌水平和群体密度对叶片生理特性的变化
        2.3 不同补灌水平和群体密度对叶片光合特性的影响
            2.3.1 群体光合势的变化
            2.3.2 叶片水分利用效率(WUE_L)的影响
        2.4 不同补灌水平和群体密度对籽粒灌浆特性的影响
        2.5 不同补灌水平和群体密度对玉米籽粒产量的影响
            2.5.1 对玉米籽粒产量的分析
            2.5.2 对产量构成因子的分析
        2.6 不同补灌水平和群体密度对水分利用效应的分析
    3 结论与讨论
    参考文献
第五章 旱地玉米产量潜力分析及量化研究
    1 材料与方法
        1.1 试验地基本概况
        1.2 试验设计
        1.3 测定项目与方法
            1.3.1 降水量
            1.3.2 测产及考种
            1.3.3 叶面积指数
            1.3.4 干物质积累量
            1.3.5 籽粒灌浆速率
            1.3.6 生育期耗水(ET)及水分利用效率(WUE)
        1.4 数据分析方法
    2 结果与分析
        2.1 不同栽培模式下玉米产量差及产量构成因素的影响
            2.1.1 玉米产量差形成的分析
            2.1.2 增减各栽培因子对产量的贡献分析
            2.1.3 对玉米产量构成因素的分析
            2.1.4 对玉米收获指数的分析
        2.2 不同栽培模式对玉米生长发育动态的影响
            2.2.1 对玉米株高的影响
            2.2.2 对叶面积指数(LAI)的影响
            2.2.3 对玉米地上部干物质积累的影响
            2.2.4 对玉米干物质分配与转运的影响
            2.2.5 对玉米籽粒灌浆速率的影响
        2.3 不同栽培模式对生育期耗水及水分利用效率的影响
    3 结论与讨论
    参考文献
第六章 结论与展望
    1 主要结论
    2 研究的创新与特色
    3 存在问题与展望
ABSTRACT
攻读博士学位期间发表的学术论文目录
致谢



本文编号：3752644