秸秆残茬覆盖对土壤水热效应和玉米产量的影响研究

【摘要】：玉米是我国的主要粮食作物之一，东北地区为玉米主产区，在该地区玉米的种植以雨养为主，尤其近年来生态环境的恶化，以及年内降水的分配不均，使得玉米在不同的生长期内容易出现春旱的情况。19世纪末兴起的保护性耕作技术，以秸秆残茬覆盖和少耕免耕为主要处理措施，具有提高土壤蓄水保水能力的作用，在全球各地区引起广泛的重视。我国也有很多相关的研究，但是限于作物种类和生长地区气候的差异，同样的处理措施会有不同的结论。因此研究适用于不同地区的秸秆残茬覆盖方式是目前亟需解决的问题。 本论文是以沈阳地区为例，结合教育部留学回国人员科研启动基金课题“秸秆残茬覆盖耕作蓄水保墒保土机理的研究”（教外司留[2010]1174号），探讨秸秆残茬覆盖对该地区雨养玉米土壤水热效应和作物产量的影响。通过在田间试验采集不同秸秆残茬覆盖方式对土壤水分、温度、作物生长指标和产量指标数据，分析不同秸秆残茬覆盖方式下的土壤含水率、地温和棵间蒸发量在生长期内的变化，探讨不同秸秆残茬覆盖方式对其影响的差异；根据水量平衡原理计算不同生育期内的耗水量以及作物的水分利用效率。主要有以下成果。 （1）在一年内，尤其在休闲期内和降大雨时，由于秸秆覆盖有利于降水的入渗，同时对地表的蒸发有很大的限制作用，所以秸秆残茬覆盖方式可以提高土壤的含水率。不过全生育期内各种处理的含水率总体变化趋势相似。 （2）连续小量降水的情况下：几种处理在60cm深度内含水率均有升高，在60cm~80cm范围内，除了（浅松覆盖）QSG有点增大外，其余的含水率都是在降低；不过变化都没有（传统耕作）DZ的大。集中大量降水情况下：不同处理均提高了土壤的含水率，平均提高量最大的要属（留茬全覆盖）CJG，是DZ提高量的34%，（压实覆盖）YG的含水率比DZ提高的最小，但是也占了DZ提高量的24.5%。说明秸秆残茬覆盖对小量降水时的土壤水分吸收不利而降大雨时的水分入渗有利。 （3）各种处理与DZ棵间蒸发均值比较都有下降，效果最显著的要属YG，相当于比DZ降低了28%。说明秸秆覆盖能够抑制水分的蒸发，并且地表覆盖越密实对水分蒸发的影响越大。 （4）秸秆残茬覆盖方式对作物的耗水量的影响为：在苗期、拔节期、抽穗期和灌浆期内始终是CJG的耗水量与DZ的差距最大，尤其在抽穗期内，达到了30.73mm，占DZ耗水量的39%；在成熟期内只有QSG的耗水量比DZ的大，其他处理均小于DZ，其中（留茬覆盖）CG和DZ之间的差最大，值为是6.59mm，占DZ耗水量的32%。总体来说，在降低作物耗水量方面是CJG和YG的效果好。 （5）在苗期，0~25cm范围内的地温整体上CJGYG（条带覆盖）TGDZ。而其它三种处理，尤其在地表10cm范围内，QSGDZCG。说明在苗期整根秸秆和残茬覆盖均不利于地温的升高，而少耕和碎秸秆覆盖对温度升高有利。在作物的生整个生长期内，不同秸秆残茬覆盖地温均值的变化说明了所有处理都使地温降低了，只是降低的程度不同，其中QSG和CG的地温更接近于DZ一些，而CJG的地温和DZ的差距最大，有1.48℃之多。 （6）不同秸秆残茬覆盖方式的地温都是随着深度的增加在不断的降低，只是变化量的变化趋势有所不同。QSG和DZ的地温是随着深度的增加温度在降低，并且深度越大温差越小；CG和TG两种处理的地温是随着深度的增大温度在不断的降低，深度增大温差在变小，但是在20cm深度处温差出现增加现象，YG与CJG的变化趋势和CG与TG的相似，只是转折点在15cm处。总之，秸秆残茬覆盖方式使地温偏低，并且深度的增大，降温的幅度是先减小后增大。 （7）保护性耕作措施在玉米出苗率方面：少耕效果优于免耕，免耕效果优于压实；出苗方面最好的处理是QSG。秸秆残茬覆盖对作物LAI的影响方面：不同处理的LAI为QSG DZ CGTGCJGYG；尤其是QSG，与DZ的LAI最大的差值能够达到0.5，是DZ的LAI最大值的12%左右。所以QSG的对LAI的提高有利。 （8）通过分析可以看出水分生产效率由高到低依次为：TG、QSG、CG、DZ、CJG和YG。TG和CG两种处理的产量虽然低于DZ的，但是它们的耗水量也低于DZ，计算得出这两种处理的WUE超越了DZ，同时表明，秸秆残茬覆盖方式虽然对产量产生了影响，但是由于其在作物生长期内能够提高土壤保持水分的能力，使土壤含水率变化缓慢，提升了土壤的水分生产利用率。 【关键词】：秸秆残茬覆盖 土壤含水率 棵间蒸发 地温 水分利用效率
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S513
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 课题来源14
• 1.2 研究目的及意义14-15
• 1.3 国内外研究进展及现状15-20
• 1.3.1 保护性耕作研究的发展15-17
• 1.3.2 保护性耕作蓄水保墒的相关研究17-19
• 1.3.3 玉米保护性耕作的相关研究19-20
• 1.4 研究的内容、方法和技术路线20-24
• 1.4.1 研究内容20-21
• 1.4.2 研究方法21
• 1.4.3 研究路线21-24
• 第二章 试验设计与项目测定方法24-26
• 2.1 试验区概况24
• 2.2 试验设计24-25
• 2.3 测定项目及方法25
• 2.4 数据分析方法25-26
• 第三章 秸秆残茬覆盖对土壤水热效应的影响分析26-42
• 3.1 不同秸秆残茬覆盖方式对土壤含水率的影响26-32
• 3.1.1 对休闲期土壤蓄水量的影响26-27
• 3.1.2 对玉米生长期内含水率的影响27-28
• 3.1.3 30cm 深度范围内土壤含水率的变化28-29
• 3.1.4 对特殊雨型下水分入渗的影响29-32
• 3.2 不同秸秆残茬覆盖方式对棵间蒸发的影响32-36
• 3.2.1 对玉米生长期内棵间蒸发的影响32-33
• 3.2.2 对耗水量的影响33-35
• 3.2.3 棵间蒸发占作物耗水量的比例分析35-36
• 3.3 不同秸秆残茬覆盖方式对地温的影响36-42
• 3.3.1 对苗期地温的影响36-37
• 3.3.2 对玉米生长期内地温的影响37-38
• 3.3.3 对不同深度地温变化的影响38-42
• 第四章 秸秆残茬覆盖对玉米生长性状及产量的影响分析42-54
• 4.1 不同秸秆残茬覆盖方式对玉米生长性状的影响42-49
• 4.1.1 对玉米出苗率的影响42-44
• 4.1.2 对叶面积的影响44-46
• 4.1.3 对株高和茎粗的影响46-49
• 4.2 不同秸秆残茬覆盖方式对产量构成的影响49-51
• 4.3 不同秸秆残茬覆盖方式的水分利用效率分析51-54
• 第五章 结论与建议54-58
• 5.1 结论54-57
• 5.2 建议57-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-64
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文64-65
• 论文图表统计65

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

生荒草原和两种土壤耕制下25年后土壤有机质、全氮和土壤容重的变化    Armand Baver;A.L.Black;鄒超亚;

旱地覆盖耕作对土壤环境的影响    逄焕成;杨春峰;

环青海湖地区天然草地土壤水分动态研究    宋理明;娄海萍;

用于灌溉系统的智能节水阀门控制机理研究    刘静;俞国胜;

科尔沁沙地东南缘大青沟自然保护区土壤水分的时空分布特征    张楠楠;关文彬;谢静;于明涛;冶民生;苏繁星;

浑善达克沙地南缘飞播固沙植物群落特性的研究    周景陶;高娃;史万林;

不同水分供应对塔里木河下游土壤种子库种子萌发的影响    徐海量;叶茂;李吉枚;张青青;

土壤含水率对长白落叶松幼苗生长的影响    徐庆华;刘勇;马履一;徐程杨;魏红旭;

钙结石含量对土壤水分蒸发影响的模拟试验    朱元骏;邵明安;

作物残茬覆盖对农田土壤风蚀的影响    赵永来;陈智;孙悦超;王荣莲;

毛乌素沙地采煤塌陷程度对土壤含水率的影响研究    周瑞平;王静;海春兴;

西北旱区葡萄园土壤含水率空间变异性研究    于海燕;康绍忠;

吉林省春季农田土壤水分特征及影响因素分析    王杰;刘珂;任红玲;唐晓玲;李健;

用土壤含水率法分析山东干旱    张爱英;崔秀兰;赵玉金;张善君;谢考现;

2BQMS-2型坐水播种机施水初步研究    裴泽莲;丛福滋;张旭东;姚志刚;尤晓东;李秀娟;张旭;聂影;

基于遗传神经网络的土壤含水率预测    许秀英;甘龙辉;陶冶;黄操军;

山东省非饱和带土壤水变化规律分析及应用    苏传宝;张胜平;

地膜覆盖对沙地地表土壤保水性能的研究    常金宝;郭淑华;

2BQMS-2型坐水播种机施水初步研究    裴泽莲;丛福滋;张旭东;姚志刚;尤晓东;李秀娟;张旭;聂影;刘军;常立志;王洪亮;

基于FDR原理的土壤水分测量技术    陈海波;冶林茂;范玉兰;汪迪;

全市各地迅速行动抗旱保丰收    记者 刘晓雷　实习生 赵亮

8月份降水较历年同期偏少53%    刘锟锋

我省大部地区土壤封冻前期墒情较好    金泉才李学共 王力

我市喜降及时雨    记者 张红艳

水稻春育苗 秋季早准备    

“懒”出一片新天地    首席记者 曾庆霖

机械化保护性耕作技术的效益初探    晋城市农机研究所 王学林

全力做好抗旱冬灌工作    记者 王小丽

农民欢迎保护性耕作    苗向东

“把地盖起来种”    本报记者　刁新建

保护性耕作条件下土壤水分运动规律的研究    汪可欣

我国北方主要造林树种耗水特性及抗旱造林技术研究    招礼军

干旱半干旱地区牧草喷灌均匀特性与管网系统优化研究    戚春华

生态水遥感定量研究    简季

荒漠矿区关键环境要素的监测与采动影响规律研究    雷少刚

基于点入渗参数计算土渠床渗漏损失的方法研究    李红星

冻融土壤水热盐运移规律及其SHAW模型模拟研究    李瑞平

鄂尔多斯地区采煤塌陷对风沙土壤性质的影响    周瑞平

生物通风修复柴油污染土壤实验及柴油降解菌的降解性能研究    杨金凤

膜孔入渗土壤水氮运移特性试验与数值模拟    董玉云

秸秆残茬覆盖对土壤水热效应和玉米产量的影响研究    张欢

生态水信息指标参数土壤含水率遥感反演    谢兵

土壤中多氯联苯迁移特征实验及数值模拟研究    李晓姣

电阻率法求取土壤水分特征曲线研究    张志祥

土壤含水率及紧实度复合传感器的研究与开发    彭曾愉

落叶松人工林结构对土壤水文特性的影响    武春彦

灌施条件下尿素在土壤中的迁移转化规律研究    刘秋丽

E形土壤水分检测传感器研究    任守华

挥发性氯代烃在我国典型土壤中的吸附—解吸特性研究    孟凡勇

水蚀导致的土壤储水和导水变化对红壤季节性干旱的影响    魏强