全球气候变化下的松嫩平原农牧交错区农田耕作生态优化研究

发布时间：2020-04-17 19:05

【摘要】： 本文针对全球气候变化背景下松嫩平原农牧交错区农田耕作中存在的诸多问题,以生态学为指导,进行农田耕作生态优化研究。通过对长期气候资料的统计分析及野外大田实验,得出以下结论: (1)春整地是松嫩平原农牧交错区广泛的生产实践,然而,该地区春季里的大风天气和很少的降水,在春天整地可导致土壤蒸发增加,土壤含水量减少和风蚀加剧。研究结果表明:在该地区应以秋整地代替春整地;如果不能进行秋天整地,在春天整地也要延迟到4月25日以后。 (2)在全球气候变化背景下松嫩平原农牧交错区的生长季初终日期、长度及积温都发生了显著变化,生长季初日提前、终日延后、生长季长度和积温增加。该地区可用晚熟和中晚熟品种代替中晚熟和中熟品种。也可仍然种植原有熟级的品种,根据春季气候状况,提前或延后播种。如果该地区传统播种时段内降水少、风大,可延后播种,最晚不能晚于5月末,否则影响产量。也可提前播种,4月10日播种,最好种子做低温催芽处理,直接作水种播干种子也可,4月20日播种时气温较高,最好对种子做25℃催芽处理。早播玉米实施垄沟播种均获高产。 (3)全球气候变化对区域和地方的温度、降水模式的潜在影响变得越来越明显,该地区温度和降水都发生了变化,生长季发生干旱的可能性越来越大,由于水分缺乏,垄台播种生产技术已经受到了挑战。研究结果我们建议播种位置应从目前的垄台移到垄沟里,通过直接增加土壤水分和间接刺激捕获资源的生长器官(如叶和根)生长来增加产量。同时垄沟播种可以减少对土壤的扰动,减少土壤风蚀,维持农田生态系统健康,减少由于全球气候变化和人类活动所造成的农田脆弱性的增加。 (4)松嫩平原农牧交错区目前较少有大、小垄的种植方式,玉米种植垄距一律为65cm,产量较低。研究结果表明:调整垄距增加密度可以获得高产,98cm垄距种植双行在所有年份里都可以获得高产,130cm垄距种植三行在不同年份间增产不同,在干旱的年份增产少,在多雨的年份表现出最高的产量,43cm垄距的也可获得略高于传统垄距的产量。用异速生长分析方法从机制上解释作物对垄距调整造成异质环境的响应,分析表明年份和不同垄距处理对高度、叶面积和叶片重是真实可塑,茎重是表观可塑。年份间根重是真实可塑,不同垄距处理间是表观可塑。98cm垄距的高度、叶面积和叶片重异速指数都大于其它垄距。 (5)松嫩平原农牧交错区草畜矛盾突出,要想保证夏季牲畜吃饱吃好,保证雨季饲草的供应,又不增加草原压力,在不影响玉米籽实收获的前提下,可提前利用高品质青绿秸秆作为粗饲料。在吐丝期窄垄种植去雄摘叶三种处理(去雄穗+1顶叶、去雄穗+2顶叶、去雄穗+3顶叶)都可增产,又可获得较多的含粗蛋白含量高、消化率大的青绿秸秆,并提供较多的代谢能。如果仍然保持传统垄距种植,去掉雄穗+1个顶叶的处理可获得高产和获取优质青绿秸秆。去底叶时间对产量影响显著,去底叶数量对产量影响不显著,并且没有互作效应。在吐丝期雌穗花丝可见2-3cm时从穗位下去叶,去底叶数量对产量影响不显著,特别是留八个叶片的处理产量与不去叶处理对比差异不显著,同时可获得营养价值、消化率、代谢能都大于同季羊草和收获后干叶的青绿叶片。大田在开花后雌穗不可见时去底叶,将引起严重减产。雌穗可见花丝不可见时去底叶,不同处理对产量影响不一样。 (6)松嫩平原农牧交错区多沙荒、盐碱风沙薄地低产农田,向日葵耐盐碱、耐瘠薄,比较耐旱,适应性强,还可以起到对土壤脱盐碱作用。同时向日葵在市场上获利高于其它粮食作物。该地区大量种植向日葵,但是当地农民习惯在6月初播种,垄距65cm,株距150-180cm。通过调整株距、垄距、播种位置和播期,研究结果表明:不同株距种植向日葵,小株距处理获得高产,60cm株距的获得最高产量,其次是90cm株距的,120cm株距的三年中有两年显著高于传统株距的产量。不同垄距种植向日葵,98和130cm垄距的获得高产,43cm垄距的产量居中也高于传统垄距的产量。垄沟种植向日葵产量高于垄台种植的。不同时间种植向日葵,早种的产量高于晚种的,6月15日应该是当地种植向日葵最晚的时间,再晚产量低下。建议向日葵种植在传统垄距不变时,最佳株距为90cm;在传统株距不变时,最佳垄距为98cm种植双行;垄沟播种代替垄台播种;最佳播种时间5月14-25日。
【图文】：

示意图,示意图,垄沟,浅沟

523.2.2 实验设计玉米种子被播种在三个位置：浅沟(SF)、深沟(DF)和传统的垄台(CR)（图3-3）。每年的4月末，用三铧犁整地。苗床包括以下三种：浅沟和深沟播种处理的苗床建在前一年的垄沟里，垄沟用犁分别被向下切5 cm和10 cm，形成浅和深的垄沟，垄高分别为16和21 cm。传统的垄台播种处理也建在去年的垄沟上，是用三铧犁破开去年的垄台，，把土分到去年的垄沟里做成了新垄台，垄高大约18 cm.图 3-3 三个实验处理的示意图大田进行两次中耕：第一次在苗期（V4 期-4 个可见的叶环）中耕松土，第二次在大喇叭口期（V8 期-8 个可见的叶环）。第一次中耕，对浅沟和深沟处理，土壤被壅到植株的根部

示意图,横梁,示意图,垄距

东北师范大学博士学位论文65图4-1 大、小垄的耕作示意图（小四轮横梁130cm）4.2.3 测定指标及方法植株取样和考种及光合测定方法同3.2.3。4.2.4 统计分析方法同3.2.4。分析茎重、叶片重、株高、叶面积和根重与地上生物量之间及茎重与叶片重的异速生长关系。采用经典的异速方程：Y＝aXb, b 是异速指数（allometric exponent），即斜率。a 是特征常数，即Y轴截据。采用SMATR: Standardised Major Axis Tests & RoutinesVersion 2.0软件，确定斜率、截距、回归系数，并比较不同处理间斜率和截距的差异显著性。4.3 结果与讨论4.3.1 玉米产量及产量组成年份和不同垄距处理种植对产量有显著的交互效应。年份间产量差异显著，不同垄距的产量差异显著（表 4-1）。2006 年的产量最高，2005 年次之，2007 年最少。65cm和 43cm 垄距的产量差异不显著，98cm 和 130cm 垄距的产量差异显著
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S181

【引证文献】