覆盖模式对不同旱作区农田土壤主要性状和玉米生长的影响

发布时间：2023-05-06 00:03

　　旱作农业生产在保障全球粮食安全中扮演着不可或缺的角色。然而,降水的稀缺和较大的时空变异性严重威胁旱作农业生产的可持续性。农田覆盖技术,特别是塑料薄膜覆盖已被广泛用于旱地作物生产,但不同旱作区的光温水热资源差异较大,农田覆盖技术的增产效果也将受到地域间气候因素的影响。因此,依据区域特点进行适当的农田覆盖管理措施有利于提高资源利用率和农田生产力,促进旱作地区农业的可持续发展。本研究连续多年在中国黄土高原半干旱区(宁夏彭阳)和半湿润区(陕西杨凌)设置不同覆盖处理:(1)垄膜沟播种植(R)、(2)平作塑料薄膜全覆盖(P)、(3)平作降解膜全覆盖(B)、(4)平作秸秆全覆盖(S)和(5)传统平作种植(CK),研究了不同农田覆盖模式对土壤水分(SM)、土壤温度(ST)、土壤碳氮养分、土壤微生物群落结构和作物生产力的影响,取得的主要研究结果如下:(1)不同农田覆盖模式对土壤水温状况的影响不同覆盖模式显著影响了玉米农田土壤温度,随着生育进程的推进各覆盖处理间的差异逐渐减小。在半干旱区,三个覆膜处理均表现出明显的增温效果,大小表现为P>B>R。在半湿润区,P和R处理整个生育期0-25 cm平...

【文章页数】：153 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 地表覆盖技术的应用与发展
        1.2.2 地表覆盖对土壤水温的影响
        1.2.3 地表覆盖对土壤碳氮养分的影响
        1.2.4 地表覆盖对土壤微生物群落的影响
        1.2.5 地表覆盖对作物生长发育和产量的影响
    1.3 研究中需进一步解决的问题
    1.4 研究的目的和意义
    1.5 研究内容和技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
第二章 材料与方法
    2.1 试验区概况
        2.1.1 试验地自然概况
        2.1.2 试验区2015-2017年的降水和气温分布
    2.2 试验设计
        2.2.1 半干旱区不同覆盖种植模式试验
        2.2.2 半湿润区不同覆盖种植模式试验
    2.3 测定项目及方法
        2.3.1 土壤水分
        2.3.2 休闲期降水储存率
        2.3.3 土壤温度
        2.3.4 土壤碳氮及其组分
        2.3.5 土壤微生物多样性
        2.3.6 玉米产量与生物量
        2.3.7 水分利用效率
    2.4 数据分析
        2.4.1 土壤理化性质和玉米生长指标的数据分析
        2.4.2 土壤微生物的数据分析
第三章 不同覆盖模式对农田土壤水温的影响
    3.1 土壤温度
        3.1.1 生育期0-25cm平均土壤温度的动态变化
        3.1.2 生育前期0-25cm不同土层土壤温度的日变化
        3.1.3 生育期0-25cm土壤积温
    3.2 休闲期保墒效应
        3.2.1 休闲期前后0-2m土壤含水量剖面图
        3.2.2 休闲期0-2m土壤储水量和降水储存率
    3.3 生育期土壤水分变化
        3.3.1 生育期土壤含水量时空变化
        3.3.2 生育期0-2m土壤储水量动态变化
        3.3.3 生育期玉米农田总耗水量
    3.4 讨论
        3.4.1 土壤温度
        3.4.2 土壤水分
    3.5 小结
第四章 连续覆盖条件下的土壤碳氮变化
    4.1 土壤有机碳、全氮和C/N的变化
        4.1.1 土壤有机碳和全氮的动态变化
        4.1.2 土壤有机碳和全氮的空间变化
        4.1.3 土壤碳氮比的变化
    4.2 土壤可溶性碳氮组分的变化
        4.2.1 可溶性有机碳
        4.2.2 可溶性有机氮
    4.3 土壤硝态氮和铵态氮的变化
        4.3.1 硝态氮
        4.3.2 铵态氮
    4.4 讨论
    4.5 小结
第五章 连续覆盖对土壤微生物群落结构的影响
    5.1 土壤微生物多样性
        5.1.1 细菌多样性
        5.1.2 真菌多样性
    5.2 土壤微生物群落结构
        5.2.1 细菌群落组成及结构
        5.2.2 真菌群落组成及结构
    5.3 土壤微生物群落变化与土壤理化性质的关系
        5.3.1 细菌群落变化与土壤理化性质的关系
        5.3.2 真菌群落变化与土壤理化性质的关系
    5.4 讨论
        5.4.1 农田覆盖对土壤微生物多样性有显著影响
        5.4.2 农田覆盖改变了土壤微生物群落结构
    5.5 小结
第六章 不同覆盖模式对玉米生长发育的影响
    6.1 生育进程
    6.2 株高与茎粗
    6.3 叶面积指数
    6.4 干物质积累
        6.4.1 玉米各生育时期干物质积累的动态变化
        6.4.2 农田覆盖对干物质转运与分配的影响
    6.5 讨论
    6.6 小结
第七章 不同覆盖模式对玉米产量和水分利用效率的影响
    7.1 产量及相关性状
        7.1.1 秃尖长、穗长和穗粗
        7.1.2 百粒重、穗粒数和空秆率
        7.1.3 籽粒产量和收获指数
    7.2 水分利用效率
    7.3 经济效益
    7.4 产量、水分利用效率和经济效益与土壤特性的相关分析
        7.4.1 产量等指标与土壤理化性质的相关性
        7.4.2 产量等指标与土壤微生物性状的相关性
    7.5 讨论
    7.6 小结
第八章 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 创新点
    8.3 研究展望
参考文献
致谢
个人简历



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