旱地秸秆覆盖条件下施氮对冬小麦生长和土壤性质的影响

【摘要】：我国旱作耕地面积广大，光热资源充足，是小麦、玉米等粮食作物的重要产地。秸秆覆盖作为西北旱地主要保护性耕作技术之一，能够改善土壤保水与供水，调节土壤温度、培肥地力、改善土壤理化性状，最终提高作物产量。但也有研究表明，秸杆覆盖并没有使作物增产，甚至还有减产现象，且秸秆覆盖条件下作物产量的高低与水肥供应有关。本文通过田间定位试验，研究了秸秆覆盖条件下氮肥供应对旱地冬小麦生长、水氮利用率、土壤温度以及土壤养分的影响，以期为秸秆覆盖条件下施肥管理提供科学依据。取得的主要结果如下： 1.对于本地区一年一季冬小麦种植体系，连续四年秸秆覆盖下冬小麦冬季分蘖数与春季总茎数均有降低的趋势，灌浆初期籽粒干物质累积量显著下降，穗粒数与千粒重也均有降低趋势，最终导致秸秆覆盖冬小麦有减产趋势。回归分析结果表明，秸秆覆盖下最高产量施氮量与经济最佳产量施氮量分别为275kg/hm~2和250kg/hm~2，而无覆盖时分别为225kg/hm~2和207kg/hm~2。 2.秸秆覆盖下冬小麦籽粒氮、磷和钾吸收量以及氮肥利用率均低于不覆盖处理；覆盖条件下冬小麦水分利用效率也均有降低趋势；无论覆盖与否，施氮量150kg/hm~2-225kg/hm~2能达到较好的水氮利用效率。 3.秸秆覆盖使越冬前期土壤日均温显著升高，产生“增温效应”，其他时期均显著降低，产生“降温效应”；秸秆覆盖显著降低土壤温度的变幅，特别在越冬前期日最高地温低于对照，日最低地温高于对照，日变幅显著减少；秸秆覆盖温度效应随着土层深度的增加而减少，20cm土层覆盖“降温效应”在灌浆期更为显著；秸秆覆盖降低冬小麦产量的原因可能与越冬前期的“增温效应”和越冬后期的“降温效应”有关。 4.对于收获后0-2m土层，秸秆覆盖具有增加冬小麦土壤贮水量和降低硝态氮累积量的趋势；施用氮肥显著地降低收获后土壤剖面含水量与贮水量，并显著地提高土壤硝态氮累积量，其中以施氮量300kg/hm~2四年累积量最高，造成过多硝态氮残留；8年秸秆覆盖还田使表层土壤总有机质相对于不覆盖土壤显著提高了3%-4%，土壤全氮、速效磷、速效钾、活性有机质含量也均有增高趋势。 【关键词】：秸秆覆盖 冬小麦 施氮量 产量 土壤温度
【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】：2013
【分类号】：S512.11
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 研究目的与意义11
• 1.2 国内外研究现状11-19
• 1.2.1 农田秸秆覆盖现状11-12
• 1.2.2 农田秸秆覆盖种类及其效应12
• 1.2.3 秸秆覆盖下对作物产量的影响12-13
• 1.2.4 秸秆覆盖影响冬小麦生长的因素13-18
• 1.2.5 氮素对作物生长发育的影响18
• 1.2.6 秸秆覆盖对土壤性质的影响18-19
• 1.3 本试验研究内容19-20
• 1.3.1 秸秆覆盖条件下施氮量对冬小麦生长的影响19
• 1.3.2 秸秆覆盖对土壤性质的影响19
• 1.3.3 秸秆覆盖对水肥利用效率的影响19-20
• 1.4 技术路线20-21
• 第二章 秸秆覆盖下的土壤温度效应21-30
• 2.1 材料与方法21-22
• 2.1.1 试验地概况与试验设计21-22
• 2.1.2 温度测定和数据处理22
• 2.2 结果与分析22-27
• 2.2.1 秸秆覆盖对土壤温度季节变化的影响22-23
• 2.2.2 秸秆覆盖对土壤昼夜温度变化的影响23-24
• 2.2.3 秸秆覆盖对麦田土壤温度变化幅度的影响24-26
• 2.2.4 秸秆覆盖条件下热量在土壤中的垂直分布26-27
• 2.2.5 秸秆覆盖土壤温度效应对冬小麦生长的影响27
• 2.3 讨论27-29
• 2.4 结论29-30
• 第三章 秸秆覆盖下施氮对冬小麦生长状况和水肥利用率的影响30-48
• 3.1 材料与方法30-32
• 3.1.1 试验地概况30-31
• 3.1.2 试验设计31
• 3.1.3 测定项目31-32
• 3.1.4 数据处理32
• 3.2 结果与分析32-45
• 3.2.1 秸秆覆盖下施氮对冬小麦冬季单株分蘖数和春季总茎数的影响32-34
• 3.2.2 秸秆覆盖下施氮对冬小麦叶绿素含量和光合作用的影响34-36
• 3.2.3 秸秆覆盖下施氮对冬小麦灌浆期籽粒干物质累积的影响36-40
• 3.2.4 秸秆覆盖下施氮对冬小麦产量及其收获指数的影响40-41
• 3.2.5 秸秆覆盖下施氮对冬小麦水分利用效率的影响41-42
• 3.2.6 秸秆覆盖下施氮对冬小麦吸氮量和氮肥利用率的影响42-43
• 3.2.7 秸秆覆盖下施氮对冬小麦吸磷量和吸钾量的影响43-45
• 3.3 讨论45-46
• 3.4 结论46-48
• 第四章 秸秆覆盖下施氮对土壤性质的影响48-56
• 4.1 材料与方法48-49
• 4.1.1 试验地概况48
• 4.1.2 试验设计48
• 4.1.3 测定项目48
• 4.1.4 数据处理48-49
• 4.2 结果与分析49-54
• 4.2.1 秸秆覆盖下施氮对土壤水分的影响49-52
• 4.2.2 秸秆覆盖下施氮对土壤硝态氮累积量的影响52
• 4.2.3 秸秆覆盖下施氮对土壤活性有机质和总有机质含量的影响52-54
• 4.2.4 秸秆覆盖下施氮对土壤全氮含量、速效磷和速效钾含量的影响54
• 4.3 讨论54-55
• 4.4 结论55-56
• 第五章 总结56-58
• 5.1 结论56
• 5.2 展望56-57
• 5.2.1 作物在不同栽培模式下增产效果的不稳定性56
• 5.2.2 秸秆覆盖对氮素供应的影响56-57
• 5.2.3 秸秆覆盖条件下不同施氮水平对土壤性质的影响57
• 5.3 本研究的不足之处57-58
• 参考文献58-69
• 致谢69-70
• 作者简介70

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