水、氮及群体管理对秸秆覆盖冬小麦产量及资源利用效率的影响

【摘要】：干旱胁迫是制约半干旱地区小麦产量增加的主要限制因子,播前底墒、氮素水平及群体管理(修根或冠割)都能够显著影响小麦生长及水氮利用效率。本试验(2013.9-2014.7)在黄土高原旱农区通过小麦播前灌溉模拟不同底墒水平研究氮素水平以及修根或冠割耦合模式对秸秆覆盖冬小麦群体动态变化、土壤储水量、产量及水氮利用效率的影响。试验设高、中、低3个底墒水平,分别为:播前灌133 mm(W2);播前灌66.7 mm(W1);播前不灌水(W0),每个底墒水平下设2个氮素水平(低氮:150kg/ha;高氮:200 kg/ha),每个施氮水平下设置3个群体调控措施:不处理(CK);修根(RP);冠割(F),共计18个处理。研究主要得到以下结果:1)在播前底墒分别为704 mm、791 mm、854 mm时,冬小麦生育期降雨量为252 mm,播前底墒水平对秸秆覆盖冬小麦苗期至越冬期茎数的影响不显著,拔节期至成熟期茎穗数随播前底墒的提高而增加,且高水平播前底墒能显著提高秸秆覆盖冬小麦拔节至成熟期茎穗数。播前底墒对秸秆覆盖冬小麦籽粒产量以及成熟期地上部生物量影响也均不显著。播前高、中水平底墒较低水平底墒显著增加冬小麦生育期耗水量(ET),同时明显降低冬小麦水分利用效率(WUE)。播前底墒对秸秆覆盖冬小麦氮肥偏生产力、氮效率(平衡法)以及氮收获指数的影响均不明显,但播前高、中、低水平底墒下冬小麦总吸氮量均大于施氮量。播前不同底墒处理对冬小麦收获后表层土壤硝态氮含量影响不明显,高底墒处理会引起土壤硝态氮向更深层次移动。2)播前三种底墒水平下施氮量对冬小麦群体动态影响不显著,低底墒水平下,减少施氮量有利于增加小麦生育后期茎穗数的趋势;中、高底墒水平下增加施氮量有利于提高冬小麦生育后期茎穗数的趋势。播前低水平底墒处理,增加施氮量有提高冬小麦籽粒产量、成熟期生物量以及水分利用效率的趋势,但降低了冬小麦收获指数以及冬小麦生育期耗水量。而播前中、高水平底墒处理,增加施氮量有降低冬小麦产量和成熟期生物量的趋势,但提高了冬小麦收获指数,增加生育期耗水量、降低水分利用效率的趋势。播前三种底墒水平下,减少施氮量能显著提高冬小麦氮肥偏生产力和氮效率,也有提高冬小麦氮收获指数的趋势。不同底墒水平下施氮量对冬小麦收获后0-3 m土层储水量影响不明显。在试验降雨年型下,底墒和施氮量对冬小麦产量、生物量、产量三要素、ET、WUE、氮肥偏生产力、氮效率以及氮收获指数均无明显的交互作用。3)播前三种底墒水平下,返青期修根处理能提高冬小麦分蘖成穗率,返青期冠割处理有降低冬小麦生育后期群体数量的趋势。播前低底墒水平下修根处理显著增加了冬小麦穗数及千粒重,最终提高了产量和收获指数;播前中、高底墒水平下修根处理通过显著提高冬小麦千粒重最终也提高了产量。同时修根处理提高了收获期0-3 m土层储水量,播前中、低底墒水平下修根处理降低了冬小麦生育期耗水量,提高了冬小麦水分利用效率,另外修根处理提高了冬小麦氮肥偏生产力及氮收获指数。然而返青期冠割处理,降低了冬小麦穗数及千粒重,最终引起冬小麦减产,冠割处理也降低了冬小麦氮肥偏生产力及氮收获指数。另外,底墒和群体调控对冬小麦千粒重有显著的交互作用,但对冬小麦穗数、穗粒数、产量、成熟期生物量、收获指数、耗水量及水氮利用效率均无显著的交互作用。综上所述,在黄土高原旱农区丰水年型下,不同播前底墒水平对秸秆覆盖冬小麦籽粒产量、成熟期地上部生物量以及氮素利用效率均无显著影响,但播前高、中水平底墒降低了冬小麦水分利用效率。播前三种底墒水平下施氮水平对冬小麦群体动态、产量及收获指数影响也不明显,但显著影响冬小麦氮素利用效率。返青期修根,可提高冬小麦产量及水氮利用效率,而返青期冠割,降低了冬小麦产量及水氮利用效率。因此,返青期修根可能是秸秆覆盖冬小麦水肥高效利用的有效措施,不过底墒水平、氮水平及群体管理措施的综合影响还有待于在其它气候条件下进一步研究。 【关键词】：秸秆覆盖 底墒水平 修根 冠割 产量 水分利用效率 氮素利用效率
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S512.11
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 文献综述13-22
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 国内外研究概况14-21
• 1.2.1 底墒水对冬小麦的影响14-16
• 1.2.2 氮素调控对小麦的影响16-18
• 1.2.3 群体调控效应18-21
• 1.3 小结21-22
• 第二章 不同底墒水平下秸秆覆盖旱地冬小麦产量及水氮利用效率22-31
• 2.1 材料与方法23-25
• 2.1.1 试验地概况23
• 2.1.2 试验设计23-24
• 2.1.3 样品采集与测定24
• 2.1.4 数据计算24-25
• 2.2 结果25-29
• 2.2.1 冬小麦生育期的群体动态变化25-26
• 2.2.2 试验期间土壤储水量的变化26
• 2.2.3 冬小麦产量及水分利用效率26-27
• 2.2.4 冬小麦氮素利用效率27-29
• 2.3 讨论29-30
• 2.4 结论30-31
• 第三章 不同底墒水平和氮肥用量对秸秆覆盖冬小麦产量及水氮利用效率的影响31-41
• 3.1 材料与方法32-33
• 3.1.1 试验地概况32
• 3.1.2 试验设计32
• 3.1.3 测定项目与方法32
• 3.1.4 数据计算32-33
• 3.2 结果33-39
• 3.2.1 冬小麦生育期的群体动态变化33-34
• 3.2.2 试验期间土壤储水量的变化34-35
• 3.2.3 冬小麦产量及水分利用效率35-36
• 3.2.4 冬小麦氮素利用效率36-39
• 3.3 讨论39-40
• 3.4 结论40-41
• 第四章 不同底墒水平和作物管理措施对秸秆覆盖冬小麦产量及水氮利用效率的影响41-52
• 4.1 材料与方法42-43
• 4.1.1 试验地概况42
• 4.1.2 试验设计42
• 4.1.3 测定项目与方法42
• 4.1.4 数据计算42-43
• 4.2 结果43-50
• 4.2.1 冬小麦生育期的群体动态变化43-44
• 4.2.2 试验期间土壤储水量的变化44-45
• 4.2.3 冬小麦产量及水分利用效率45-47
• 4.2.4 冬小麦氮素利用效率47-50
• 4.3 讨论50-51
• 4.4 结论51-52
• 参考文献52-61
• 致谢61-62
• 作者简介62

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