地上地下互作提高小麦间作玉米水分利用效率的机理
发布时间：2023-10-02 02:15
间作较单作具有提高产量和水分利用效率等优点,但受资源缺水的影响,间作应用面临巨大挑战,间作水分高效利用理论与技术研究势在必行。种间互作是间作优势产生的重要生态学基础,但已有研究或侧重于地下互作或侧重于地上互作,对地上与地下协同互作效应研究较少,使得生产实践中缺乏通过地下与地上组织协同优化提高间作产量和水分利用效率的理论依据。2015-2017年,本研究以小麦间作玉米为研究对象,通过根系分隔技术创造间作作物不同地下作用强度,设置不同玉米种植密度形成不同地上作用强度,探讨地上部与地下互作提高水分利用效率的机理。主要结论如下:(1)地上地下互作促进密植效应发挥,提高间作籽粒产量和水分利用效率。地上地下完全互作较部分地下互作和无地下互作处理间作优势提高10.1%和23.0%,其中地上地下完全互作对籽粒产量的贡献率为23.7%,密度增加使其增加7.3%。间作完全地下互作处理水分利用效率较部分地下互作处理和无地下互作处理水分利用效率分别提高11.6%和24.6%,玉米密度增加促使完全地下互作水分利用效率提高12.0%。(2)间作地上地下互作显著降低间作耗水量、棵间蒸发量以及关键生育时期蒸散比,优化...
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
SUMMARY
前言
第一章 根冠协同与间作水分利用相关关系研究进展述评
1.1 作物根冠作用与水分利用的相关关系研究进展
1.1.1 作物根系与水分利用的相关关系
1.1.2 作物冠层与水分利用的相关关系
1.1.3 间作模式的根冠结构与单作的殊同
1.2 作物根冠协同调控的农艺措施
1.2.1 灌溉制度
1.2.2 耕作措施
1.2.3 施肥制度
1.2.4 种植密度
1.3 间作水分高效利用与根冠的相关关系研究进展
1.3.1 间作水分高效利用与根系的相关关系
1.3.2 间作冠层对水分利用效率的影响
1.4 间作根冠协同的研究进展
1.4.1 间作根冠互作的影响
1.4.2 间作根冠互作研究方法
1.5 小结
第二章 研究内容和试验设计
2.1 试区概况
2.2 研究内容
2.3 技术路线图
2.4 试验材料与方法
2.4.1 试验设计
2.4.2 试验材料和田间管理
2.4.3 测定指标及方法
2.4.4 数据统计及分析
第三章 地上地下互作对间作土壤水分利用的调控
3.1 土壤水势对种植模式和间作地上地下互作的响应
3.1.1 种植模式及间作地上地下互作对全生育期土壤水势动态的影响
3.1.2 地上地下互作强度对小麦、玉米带全生育期土壤水势动态的影响
3.1.3 间作关键生育时期土壤水势垂直剖面差异
3.2 地上地下互作对间作土壤水分以及带间水分运移的影响
3.2.1 不同处理土壤含水量全生育期动态
3.2.2 间作群体地上地下互作对小麦、玉米带土壤含水量动态影响
3.2.3 间作关键生育时期地上地下互作对土壤垂直剖面水分含量的调控
3.2.4 不同地上地下互作下间作带间水分运移量
3.3 不同地上地下互作对耗水动态的影响
3.3.1 不同处理耗水量差异
3.3.2 不同处理下棵间蒸发量的时间动态差异
3.3.3 不同处理下蒸散比的差异
3.4 潜在运移量与耗水量、棵间蒸发量的相关性分析
3.5 小结
第四章 地上地下互作对小麦间作玉米根系分布的调控
4.1 不同处理作物根系的形态特征
4.1.1 小麦开花期不同处理根系的形态特征
4.1.2 玉米灌浆期不同处理根系的形态特征差异
4.2 不同处理作物根系在垂直剖面的分布
4.2.1 小麦开花期不同处理下小麦根系垂直分布
4.2.2 小麦开花期不同处理下玉米根系垂直分布
4.2.3 玉米灌浆期不同处理下玉米根系垂直分布
4.3 不同间作处理麦收后玉米根系的恢复效应
4.3.1 间作玉米根系相对单作生长速率
4.3.2 间作玉米根系恢复效应
4.4 间作根系量与耗水特性的相关关系
4.5 小结
第五章 根系分隔和密度对小麦间作玉米光合生理的影响
5.1 不同处理下小麦的光合生理特征
5.1.1 小麦光合速率
5.1.2 小麦蒸腾速率
5.1.3 小麦叶片水分利用效率
5.1.4 小麦叶水势
5.1.4.1 小麦全生育期叶水势动态差异
5.1.4.2 小麦叶水势全生育期平均日变化
5.2 不同处理下玉米光合生理特征
5.2.1 玉米光合速率
5.2.2 玉米蒸腾速率
5.2.3 玉米叶片水分利用效率
5.2.4 玉米叶水势全生育期动态差异
5.2.5 玉米叶水势全生育期平均日变化
5.3 不同处理下作物叶日积变化
5.3.1 不同处理下作物全生育期叶日积差异
5.3.2 不同处理小麦各生育时期叶日积差异
5.3.3 不同处理玉米各生育时期叶日积差异
5.3.4 间作处理各生育阶段的叶日积差异
5.4 间作耗水特性与作物光合生理指标的相关性分析
5.5 间作根系参数与小麦玉米生理特性的相关关系
5.6 小结
第六章 地上地下互作下小麦间作玉米种间竞争与互补
6.1 不同处理下小麦间作玉米干物质积累
6.1.1 不同处理的小麦干物质积累量差异
6.1.2 不同处理玉米干物质积累量差异
6.2 不同地上地下互作下小麦相对于玉米的种间竞争力动态变化
6.3 不同地上地下互作小麦间作玉米的相对拥挤系数动态
6.4 不同地上地下互作下对小麦收获后玉米的恢复效应的影响
6.5 种间互作与间作耗水特性、根系量以及带间水分运移量的相关关系
6.6 小结
第七章 地上地下互作调控小麦间作玉米水分利用效率的基本机制
7.1 不同处理下小麦间作玉米的产量表现
7.1.1 间作处理的土地当量比
7.1.2 不同处理下小麦间作玉米的籽粒产量
7.1.3 不同处理下小麦间作玉米的收获指数
7.2 不同处理对小麦间作玉米水分利用效率的影响
7.3 间作籽粒产量和水分利用效率与带间水分运移量和生理生态特性的相关关系
7.4 间作籽粒产量和水分利用效率与根系指标的相关关系
7.5 间作籽粒产量和水分利用效率与叶日积的相关关系
7.6 间作籽粒产量和水分利用效率与种间竞争的相关关系
7.7 小结
第八章 讨论与结论
8.1 讨论
8.1.1 地上地下互作下间作土壤含水量及耗水特征
8.1.2 间作土壤水势及带间水分运移量对地上地下互作的响应
8.1.3 地上地下互作下间作根系的分布
8.1.4 地上地下互作对间作地上部光合特性的影响
8.1.5 地上地下互作影响间作种间互作特征
8.1.6 间作地上地下互作对产量和水分利用效应的影响
8.2 结论
参考文献
致谢
个人简历
导师简介
本文编号：3849894
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【文章目录】：
摘要
SUMMARY
前言
第一章 根冠协同与间作水分利用相关关系研究进展述评
1.1 作物根冠作用与水分利用的相关关系研究进展
1.1.1 作物根系与水分利用的相关关系
1.1.2 作物冠层与水分利用的相关关系
1.1.3 间作模式的根冠结构与单作的殊同
1.2 作物根冠协同调控的农艺措施
1.2.1 灌溉制度
1.2.2 耕作措施
1.2.3 施肥制度
1.2.4 种植密度
1.3 间作水分高效利用与根冠的相关关系研究进展
1.3.1 间作水分高效利用与根系的相关关系
1.3.2 间作冠层对水分利用效率的影响
1.4 间作根冠协同的研究进展
1.4.1 间作根冠互作的影响
1.4.2 间作根冠互作研究方法
1.5 小结
第二章 研究内容和试验设计
2.1 试区概况
2.2 研究内容
2.3 技术路线图
2.4 试验材料与方法
2.4.1 试验设计
2.4.2 试验材料和田间管理
2.4.3 测定指标及方法
2.4.4 数据统计及分析
第三章 地上地下互作对间作土壤水分利用的调控
3.1 土壤水势对种植模式和间作地上地下互作的响应
3.1.1 种植模式及间作地上地下互作对全生育期土壤水势动态的影响
3.1.2 地上地下互作强度对小麦、玉米带全生育期土壤水势动态的影响
3.1.3 间作关键生育时期土壤水势垂直剖面差异
3.2 地上地下互作对间作土壤水分以及带间水分运移的影响
3.2.1 不同处理土壤含水量全生育期动态
3.2.2 间作群体地上地下互作对小麦、玉米带土壤含水量动态影响
3.2.3 间作关键生育时期地上地下互作对土壤垂直剖面水分含量的调控
3.2.4 不同地上地下互作下间作带间水分运移量
3.3 不同地上地下互作对耗水动态的影响
3.3.1 不同处理耗水量差异
3.3.2 不同处理下棵间蒸发量的时间动态差异
3.3.3 不同处理下蒸散比的差异
3.4 潜在运移量与耗水量、棵间蒸发量的相关性分析
3.5 小结
第四章 地上地下互作对小麦间作玉米根系分布的调控
4.1 不同处理作物根系的形态特征
4.1.1 小麦开花期不同处理根系的形态特征
4.1.2 玉米灌浆期不同处理根系的形态特征差异
4.2 不同处理作物根系在垂直剖面的分布
4.2.1 小麦开花期不同处理下小麦根系垂直分布
4.2.2 小麦开花期不同处理下玉米根系垂直分布
4.2.3 玉米灌浆期不同处理下玉米根系垂直分布
4.3 不同间作处理麦收后玉米根系的恢复效应
4.3.1 间作玉米根系相对单作生长速率
4.3.2 间作玉米根系恢复效应
4.4 间作根系量与耗水特性的相关关系
4.5 小结
第五章 根系分隔和密度对小麦间作玉米光合生理的影响
5.1 不同处理下小麦的光合生理特征
5.1.1 小麦光合速率
5.1.2 小麦蒸腾速率
5.1.3 小麦叶片水分利用效率
5.1.4 小麦叶水势
5.1.4.1 小麦全生育期叶水势动态差异
5.1.4.2 小麦叶水势全生育期平均日变化
5.2 不同处理下玉米光合生理特征
5.2.1 玉米光合速率
5.2.2 玉米蒸腾速率
5.2.3 玉米叶片水分利用效率
5.2.4 玉米叶水势全生育期动态差异
5.2.5 玉米叶水势全生育期平均日变化
5.3 不同处理下作物叶日积变化
5.3.1 不同处理下作物全生育期叶日积差异
5.3.2 不同处理小麦各生育时期叶日积差异
5.3.3 不同处理玉米各生育时期叶日积差异
5.3.4 间作处理各生育阶段的叶日积差异
5.4 间作耗水特性与作物光合生理指标的相关性分析
5.5 间作根系参数与小麦玉米生理特性的相关关系
5.6 小结
第六章 地上地下互作下小麦间作玉米种间竞争与互补
6.1 不同处理下小麦间作玉米干物质积累
6.1.1 不同处理的小麦干物质积累量差异
6.1.2 不同处理玉米干物质积累量差异
6.2 不同地上地下互作下小麦相对于玉米的种间竞争力动态变化
6.3 不同地上地下互作小麦间作玉米的相对拥挤系数动态
6.4 不同地上地下互作下对小麦收获后玉米的恢复效应的影响
6.5 种间互作与间作耗水特性、根系量以及带间水分运移量的相关关系
6.6 小结
第七章 地上地下互作调控小麦间作玉米水分利用效率的基本机制
7.1 不同处理下小麦间作玉米的产量表现
7.1.1 间作处理的土地当量比
7.1.2 不同处理下小麦间作玉米的籽粒产量
7.1.3 不同处理下小麦间作玉米的收获指数
7.2 不同处理对小麦间作玉米水分利用效率的影响
7.3 间作籽粒产量和水分利用效率与带间水分运移量和生理生态特性的相关关系
7.4 间作籽粒产量和水分利用效率与根系指标的相关关系
7.5 间作籽粒产量和水分利用效率与叶日积的相关关系
7.6 间作籽粒产量和水分利用效率与种间竞争的相关关系
7.7 小结
第八章 讨论与结论
8.1 讨论
8.1.1 地上地下互作下间作土壤含水量及耗水特征
8.1.2 间作土壤水势及带间水分运移量对地上地下互作的响应
8.1.3 地上地下互作下间作根系的分布
8.1.4 地上地下互作对间作地上部光合特性的影响
8.1.5 地上地下互作影响间作种间互作特征
8.1.6 间作地上地下互作对产量和水分利用效应的影响
8.2 结论
参考文献
致谢
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本文编号：3849894
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