保护性耕作对小麦玉米周年水分利用及生长发育的影响

发布时间：2017-04-10 16:02

  本文关键词：保护性耕作对小麦玉米周年水分利用及生长发育的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文系统研究了耕作处理(翻耕、免耕及免耕秸秆覆盖)及降雨量(470 mm、610mm和750 mm)对冬小麦夏玉米复种周年生产农田水分利用效率、土壤理化性状、作物生长发育及产量的影响。主要研究结果如下:(1)翻耕处理0~40 cm土层土壤容重显著低于免耕和免耕覆盖处理,免耕覆盖处理0~10 cm土壤容重显著低于免耕处理,免耕覆盖10~40 cm土壤容重与免耕处理无显著差异。免耕覆盖处理显著降低了玉米和小麦各生育时期(除小麦越冬期)0~20 cm土壤温度。免耕地温在作物苗期和成熟期等叶面积指数低的时期,因为日光能直射地表,免耕处理地温向大气散失的速率低于翻耕处理,而升温快于翻耕处理。在作物叶面积指数高的时期,翻耕表土层紧实度低,翻耕表土层气温传导速率高于翻耕处理,而使翻耕地温升温快于免耕。各处理中,免耕覆盖处理贮水量高于免耕和翻耕处理,而翻耕和免耕处理土壤贮水量差异与降雨量密切相关,降雨量为470 mm和610 mm时免耕显著高于翻耕处理,降雨量为750 mm时免耕低于翻耕。免耕覆盖处理0~20 cm土层全氮和全磷含量、0~40cm土层微生物量碳、氮含量高于免耕和翻耕处理。土壤全钾含量大部分生育时期三个处理间无显著差异。(2)在三种降雨量下,免耕覆盖处理玉米叶面积指数、光合势、穗位叶叶绿素含量及干物质积累量均显著高于免耕和翻耕处理。降雨量470 mm和610 mm下免耕处理玉米叶面积指数、光合势及干物质积累量均低于翻耕玉米,750 mm雨量下呈现相反的趋势。免耕覆盖处理小麦茎蘖数、干物质积累量、株高、平均叶面积指数、光合势均显著高于免耕和翻耕处理,而免耕处理上述指标均低于翻耕。470 mm和610 mm降雨量下免耕小麦株高和花后旗叶SPAD值高于翻耕处理;而当降雨量为750 mm时,免耕小麦株高和开花21d到35d旗叶SPAD值低于翻耕处理。(3)各降雨量下免耕覆盖处理玉米、小麦产量及产量构成因素均高于免耕和翻耕处理。降雨量为470 mm和610 mm时免耕处理玉米穗粒数高于翻耕,而当降雨量为750mm时免耕处理玉米穗粒数低于翻耕玉米。三种雨量下免耕小麦有效穗数低于翻耕小麦。当降雨量为470 mm时和当降雨量为610 mm时,免耕处理小麦千粒重高于翻耕小麦;当降雨量为750 mm时免耕处理小麦穗粒数和千粒重显著低于翻耕。(4)免耕覆盖处理小麦-玉米周年蒸发蒸腾量最低,产量和水分利用效率最高。470mm雨量下,免耕处理小麦-玉米周年蒸发蒸腾量低于翻耕,水分利用效率显著高于翻耕;610 mm雨量下免耕处理小麦-玉米周年蒸发蒸腾量低于翻耕,而水分利用率与翻耕无显著差异;750 mm雨量下免耕处理小麦-玉米周年蒸发蒸腾量高于翻耕,而水分利用率与翻耕无显著差异。
【关键词】：保护性耕作 模拟雨量 土壤性质 生长发育 产量
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S513;S512.1
【目录】：

• 摘要5-7
• abstract7-12
• 第一章 文献综述12-23
• 1.1 研究背景12-13
• 1.1.1 北方一年两熟种植区保护性耕作进展12
• 1.1.2 冬小麦夏玉米复种耗水规律12-13
• 1.1.3 提高冬小麦─夏玉米周年水分利用效率的途径13
• 1.2 保护性耕作研究进展13-20
• 1.2.1 耕作措施对土壤物理性质的影响13-15
• 1.2.2 耕作措施对玉米和小麦生长及产量的影响15-17
• 1.2.3 耕作措施对水分利用的影响17-20
• 1.3 研究的目的和意义20
• 1.4 研究内容20-22
• 1.4.1 模拟降雨量下不同耕作处理对土壤物理化学性质的影响20-21
• 1.4.2 模拟降雨量下不同耕作处理对玉米和小麦生长、光合速率和灌浆的影响1021
• 1.4.3 模拟降雨量下不同耕作处理对玉米和小麦蒸发蒸腾量、水分利用效率的影响21-22
• 1.5 技术路线22-23
• 第二章 研究材料与方法23-30
• 2.1 田间试验设计23-26
• 2.1.1 试验区概况23-24
• 2.1.2 试验设计24-26
• 2.2 测定项目和方法26-27
• 2.2.1 土壤容重26
• 2.2.2 土壤水分26
• 2.2.3 土壤贮水量26
• 2.2.4 土壤耗水量26
• 2.2.5 棵间蒸发测定26
• 2.2.6 大气温度和表土地温26
• 2.2.7 土壤养分26-27
• 2.2.8 土壤有机质含量测定27
• 2.2.9 土壤微生物量碳?氮测定27
• 2.2.10作物生长及产量影响指标测定27
• 2.3 计算方法27-29
• 2.4 数据处理与分析29-30
• 第三章 耕作处理对土壤理化性状的影响30-59
• 3.1 模拟降雨量下耕作处理对土壤物理性状的影响30-43
• 3.1.1 模拟降雨量下耕作处理对土壤容重的影响30-32
• 3.1.2 模拟降雨量下耕作处理对土壤水分含量的影响32-38
• 3.1.3 模拟降雨量下耕作处理对土层贮水量的影响38-40
• 3.1.4 模拟降雨量下耕作处理对地温的影响40-43
• 3.2 模拟降降雨量下耕作处理对土壤化学性状的影响43-55
• 3.2.1 模拟降雨量下耕作处理对土壤有机质含量的影响43
• 3.2.2 模拟降雨量下耕作处理对土壤全氮含量的影响43-46
• 3.2.3 2011～2012和 2011～2012年不同模拟降雨量下耕作处理对土壤全磷含量动态46-48
• 3.2.4 模拟降雨量下耕作处理对土壤全钾含量的影响48-50
• 3.2.5 模拟降雨量下耕作处理对土壤微生物量碳的影响50-52
• 3.2.6 模拟降雨量下耕作处理对土壤微生物量氮的影响52-55
• 3.3 讨论55-59
• 3.3.1 模拟降雨量下耕作处理对土壤物理性质的影响55-57
• 3.3.2 模拟降雨量下耕作处理对土壤化学性质的影响57-59
• 第四章 耕作处理对小麦玉米复种生长和生理的影响59-85
• 4.1 模拟降雨量下耕作处理对小麦玉米复种生长的影响59-69
• 4.1.1 模拟降雨量下耕作处理对夏玉米和冬小麦株高生长动态的影响59-61
• 4.1.2 模拟降雨量下耕作处理对小麦分蘖动态的影响61-62
• 4.1.3 模拟降雨量下耕作处理对玉米和小麦叶面积生长动态的影响62-66
• 4.1.4 模拟降雨量下耕作处理对玉米和小麦干物质积累的影响66-69
• 4.2 模拟降雨量下耕作处理对玉米和小麦生理指标的影响69-81
• 4.2.1 模拟降雨量下耕作处理对玉米和小麦光合速率的影响69-74
• 4.2.2 模拟降雨量下耕作处理对玉米和小麦叶绿素含量（SPAD值）的影响74-75
• 4.2.3 模拟降雨量下耕作处理对玉米和小麦灌浆速率影响75-81
• 4.3 讨论81-85
• 4.3.1 耕作处理对玉米株高生长和小麦株高生长的影响81-82
• 4.3.2 耕作处理对玉米光合指标和小麦光合指标的影响82-84
• 4.3.3 耕作处理对玉米灌浆和小麦灌浆的影响84-85
• 第五章 耕作处理对小麦玉米复种水分利用和产量的影响85-97
• 5.1 模拟降雨量下耕作处理对小麦玉米复种生育期耗水量的影响85-86
• 5.1.1 模拟降雨量下耕作处理对小麦玉米复种生育期耗水量的影响85-86
• 5.2 模拟雨量下耕作处理对棵间蒸发的影响86-89
• 5.2.1 模拟降雨量下耕作处理对全年棵间蒸发日变化的影响86-87
• 5.2.2 模拟降雨量下耕作处理对小麦玉米复种蒸发量占蒸发蒸腾量比例的影响87-89
• 5.3 模拟降雨量下耕作处理对小麦玉米复种水分利用效率的影响89-92
• 5.3.1 模拟降雨量下耕作处理对小麦玉米复种产量构成因素的影响89-91
• 5.3.2 模拟降雨量下耕作处理对小麦玉米复种水分利用效率的影响91-92
• 5.4 讨论92-97
• 5.4.1 耕作处理对玉米和小麦蒸发蒸腾量的影响92-94
• 5.4.2 耕作处理对产量和收获指数的影响94-95
• 5.4.3 模拟降雨量下耕作处理对玉米和小麦水分利用效率的影响95-97
• 第六章 结论97-99
• 6.1 结论97-98
• 6.1.1 耕作处理的保水效果97
• 6.1.2 耕作处理对土壤理化性状的影响97
• 6.1.3 耕作处理对玉米和小麦生长、光合速率和灌浆的影响97-98
• 6.1.4 耕作处理对小麦-玉米蒸发蒸腾、水分利用效率和产量的影响98
• 6.2 创新点98
• 6.3 研究展望98-99
• 参考文献99-126
• 附表126-130
• 致谢130-131
• 作者简介131

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