耕作方式与秸秆还田对冬小麦—夏玉米耗水特性的影响

【摘要】：本文采取土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法，设置主因素：常规耕作、深耕和深松3个耕作方式，秸秆全量还田和秸秆不还田2个秸秆处理方式。共设置常规耕作+秸秆还田、常规耕作+无秸秆还田、深耕+秸秆还田、深耕+无秸秆还田、深松+秸秆还田、深松+无秸秆还田6个处理，研究耕作方式、秸秆还田及二者互作对冬小麦—夏玉米耗水特性和水分利用效率的影响。主要结果如下： 1.深耕和深松可以降低土壤容重，增加土壤水分含量。耕作方式与秸秆还田互作显著降低了20-40cm土层的土壤容重。与常规耕作+无秸秆还田处理相比，深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田处理20-40cm土层的土壤容重分别降低了8.9%和6.9%。深松（耕）和秸秆还田均显著增加了0-100cm土层的平均土壤含水量。冬小麦开花期，深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田处理0-100cm土层的土壤含水量分别比常规耕作+无秸秆还田处理增加了18.0%和17.2%；夏玉米吐丝期，深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田处理的土壤含水量分别比常规耕作+无秸秆还田处理增加了20.0%和20.2%。 2.耕作方式、秸秆还田对农田耗水量、土壤贮水消耗量和株间蒸发量均存在显著或极显著影响。与常规耕作相比，深耕和深松增加了冬小麦、夏玉米和周年总农田耗水量，提高了0-100cm土层的土壤贮水消耗量，同时降低了休闲期无效农田耗水量。秸秆还田提高土壤贮水消耗量，增加冬小麦季农田耗水量，降低夏玉米季和休闲期农田耗水量，增加冬小麦季的株间蒸发量，降低夏玉米季的株间蒸发量。在几种耕作模式中，深耕+秸秆还田提高农田耗水量的幅度最大。与常规耕作+无秸秆还田处理相比，深耕+秸秆还田处理的周年农田耗水量、作物季农田耗水量、冬小麦和夏玉米季的农田耗水量分别提高了3.3%、4.2%、4.4%和4.1%，休闲期的农田耗水量降低7.0%。深松（耕）结合秸秆还田有利于增加冬小麦和夏玉米生长发育前期的土壤水分贮存，提高冬小麦和夏玉米生长发育中后期对土壤水分的吸收，且耕作方式和秸秆还田主要影响了20cm以下土层的贮水消耗量。深松（耕）和秸秆还田均降低了夏玉米各生育时期的株间蒸发量。深耕和秸秆还田增加了冬小麦各生育时期的株间蒸发量，深松则相反。 3.深松（耕）与秸秆还田可以提高作物叶片相对含水量、净光合速率、蒸腾速率和茎秆伤流量，进而促进植株干物质积累。与常规耕作+无秸秆还田处理相比，深耕+秸秆还田处理的冬小麦开花期和夏玉米开花期的叶片水分饱和亏分别降低了18.9%和33.3%，叶片Pn分别增加了29.8%和45.7%，叶片Tr分别增加了19.4%和28.1%，茎秆伤流量分别增加了19.0%和34.7%；深松+秸秆还田处理的冬小麦开花期和夏玉米开花期的叶片水分饱和亏分别降低了19.2%和32.8%，叶片Pn分别增加了33.3%和46.1%，叶片Tr分别增加了22.6%和31.3%，茎秆伤流量分别增加了23.2%和35.7%。与常规耕作+无秸秆还田处理相比，深耕+秸秆还田处理的冬小麦和夏玉米成熟期的干物质积累量分别提高20.7%和17.8%，深松+秸秆还田处理分别提高了25.6%和20.2%。 4.耕作方式与秸秆还田对冬小麦—夏玉米的籽粒产量和水分利用效率存在显著交互作用。与常规耕作+无秸秆还田处理相比，深耕+秸秆还田和深松+秸秆还田处理的周年作物产量分别提高了18.0%和19.3%，水分利用效率分别提高了15.9%和15.1%，且二者无显著性差异。本试验条件下，在秸秆还田的基础上深松或深耕是黄淮海地区适宜的耕作方式。 【关键词】：耕作方式 秸秆还田 农田耗水量 叶片耗水特性 籽粒产量 水分利用效率
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S512.11;S513
【目录】：

• 致谢4-7
• 摘要7-9
• 1 文献综述9-15
• 1.1 土壤与作物水分利用9-10
• 1.2 耕作方式结合秸秆还田对土壤水分利用的影响10-12
• 1.2.1 耕作方式对土壤水分利用的影响10-11
• 1.2.2 秸秆还田对土壤水分利用的影响11
• 1.2.3 耕作方式结合秸秆还田对土壤水分利用的影响11-12
• 1.3 耕作方式结合秸秆还田对作物生长发育和产量的影响12-15
• 1.3.1 土壤水分利用和作物生长发育12
• 1.3.2 耕作方式对作物生长发育和产量的影响12-13
• 1.3.3 秸秆还田对作物生长发育和产量的影响13
• 1.3.4 耕作方式结合秸秆还田对作物生长发育和产量的影响13-15
• 2 引言15-16
• 3 材料与方法16-20
• 3.1 试验设计16-17
• 3.2 测定项目与方法17-19
• 3.2.1 土壤含水量的测定17
• 3.2.2 土壤容重的测定17-18
• 3.2.3 株间蒸发量的测定18
• 3.2.4 植株生物量测定18
• 3.2.5 叶片水分饱和亏的测定18
• 3.2.6 叶片净光合速率和蒸腾速率的测定18
• 3.2.7 茎秆伤流量的测定18-19
• 3.2.8 计产19
• 3.3 数据统计与分析19-20
• 3.3.1 土壤贮水消耗量、农田耗水量、耗水模系数的计算19
• 3.3.2 水分利用效率的计算19
• 3.3.3 数据统计与分析19-20
• 4 结果与分析20-34
• 4.1 方差分析20-21
• 4.2 耕作方式和秸秆还田对土壤物理性状的影响21-23
• 4.2.1 对土壤容重的影响21-22
• 4.2.2 对土壤含水量的影响22-23
• 4.3 耕作方式和秸秆还田对冬小麦—夏玉米农田耗水特性的影响23-28
• 4.3.1 对农田耗水量的影响23-24
• 4.3.2 对耗水模系数的影响24-25
• 4.3.3 对阶段土壤贮水消耗量的影响25-27
• 4.3.4 对株间蒸发量的影响27-28
• 4.4 耕作方式与秸秆还田对冬小麦—夏玉米叶片耗水特性的影响28-30
• 4.4.1 对叶片水分饱和亏的影响28
• 4.4.2 对叶片净光合速率的影响28-29
• 4.4.3 对叶片蒸腾速率的影响29-30
• 4.5 耕作方式与秸秆还田对冬小麦—夏玉米植株生长的影响30-31
• 4.5.1 对干物质积累量的影响30-31
• 4.5.2 对茎杆伤流量的影响31
• 4.6 耕作方式和秸秆还田对冬小麦—夏玉米籽粒产量和水分利用效率的影响31-34
• 4.6.1 对籽粒产量的影响31-32
• 4.6.2 对水分利用效率的影响32-34
• 5 结语与讨论34-36
• 5.1 耕作方式与秸秆还田对冬小麦—夏玉米耗水特性的影响34-35
• 5.2 耕作方式与秸秆还田对冬小麦—夏玉米产量的影响35
• 5.3 主要结论35-36
• 参考文献36-44
• 英文摘要44-47
• 附件47-86

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