秸秆还田与氮肥耦合对冬小麦光合特性及衰老效应研究

【摘要】： 对化肥的过分依赖,过施、滥施化肥以及不合理的施用方法导致了严重的生态环境问题,如农产品品质下降、地下水污染、水体富营养化、温室气体释放及地区气候变暖等。同时,不可避免地对土壤产生负面影响,导致土壤退化、粮食减产,直接威胁到农业生产的持续发展。所以实行无机和有机肥结合的肥料措施对农业生产有着重要的意义。秸秆还田对作物产量的长期效果已得到学术界的广泛认同,但短期存在与作物竞争养分的弊端。本研究比较系统地观测、研究了不同秸秆还田量条件下不同氮肥施用量对冬小麦旗叶光合色素、叶片光合特性、活性氧代谢特性及冬小麦产量等指标的影响,以探究秸秆还田后对接茬作物功能叶衰老的调控机理及产量影响,为秸秆还田的推广应用提供理论依据。研究得出如下结论: 1.秸秆还田与氮肥耦合对冬小麦旗叶光合色素的影响 单施肥或单施秸秆都不利于提高后期叶片Chl,Chla及Chlb的含量,适量的秸秆和氮肥耦合能有效抑制叶片Chl,Chla及Chlb的降解。9000kg/hm2秸秆量和300kg/hm2尿素量配施,12000kg/hm2秸秆量和600kg/hm2尿素配施,15000kg/hm2秸秆量和900kg/hm2尿素配施,叶片叶绿素降解幅度较为缓慢。 2.秸秆还田与氮肥耦合对冬小麦旗叶光合特性的影响 在单施肥条件下,冬小麦旗叶光合速率、气孔导度和旗叶蒸腾速率,随着施肥量的增加而增加,而胞间CO2浓度随着施肥量的增加而降低;在单施秸秆条件下,冬小麦旗叶光合速率,随着秸秆量的增加而减少;整个灌浆期,9000kg/hm2秸秆量和300kg/hm2尿素量配施,12000kg/hm2秸秆量和600kg/hm2尿素配施,叶片光合速率、气孔导度和旗叶蒸腾速率较大,旗叶胞间CO2浓度较小,效果最佳。 3.秸秆还田与氮肥耦合对冬小麦旗叶活性氧代谢的影响 在整个灌浆期各处理旗叶SOD活性持续下降,而花后叶片衰老过程中,POD活性呈上升趋势;在单施肥条件下,冬小麦旗叶SOD活性,随着施肥量的增加而增加,冬小麦旗叶POD活性,随着施肥量的增加而降低;灌浆期前后POD/SOD的差值越小,说明POD和SOD活性变化相对稳定,细胞膜的破坏较轻。数据分析得出A3、B1、C2和D3的POD/SOD的差值相对较小,对叶片的衰老有较好的抑制效果。 4.各处理旗叶抗衰老性的综合评价 根据其隶属函数值得知秸秆量9000kg/hm2和肥量300kg/hm2配施、秸秆12000kg/hm2和肥量600kg/hm2配施有较强的抗衰老性。各个测定指标的权重的系数大小表明,测定指标中,过氧化物酶对各处理抗衰老隶属函数值差异贡献最大显著大于其他指标,超氧化物岐化酶对各处理抗衰老隶属函数值差异贡献影响次之。说明适秸秆处理主要是通过影响细胞内的保护酶水平来影响叶片的衰老。 5.秸秆还田与氮肥耦合对冬小麦产量的影响 在单施氮肥处理中,冬小麦产量随着肥量的增加而增加,但增加幅度越来越小,氮肥利用效率在逐渐下降,报酬递减,在单施秸秆条件下,产量随着秸秆量的增加在减少。结果表明,秸秆12000kg/hm2和肥量600kg/hm2配施有显著的增产效果。可能由于适量秸秆还田对接茬冬小麦旗叶衰老有抑制作用,进而旗叶的光合能力加强,产量提高。 【关键词】：秸秆还田 冬小麦 施氮 衰老
【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】：2009
【分类号】：S512.11
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 文献综述10-18
• 1.1 秸秆还田研究背景10-11
• 1.2 秸秆还田研究现状11-16
• 1.2.1 国内外秸秆资源概括11
• 1.2.2 秸秆还田对作物产量、品质及抗性等方面的研究现状11-12
• 1.2.3 秸秆还田对土壤结构及理化性质的研究现状12-14
• 1.2.4 秸秆还田对土壤微生物的研究现状14-15
• 1.2.5 秸秆覆盖还田的农田生态效应15
• 1.2.6 秸秆还田研究中存在的问题及发展方向15-16
• 1.3 研究目的及意义16
• 1.4 技术路线16-18
• 第二章 试验设计与方法18-20
• 2.1 试验地概况及试验设计18
• 2.1.1 试验地概况18
• 2.1.2 试验设计18
• 2.2 测定项目及分析方法18-19
• 2.3 统计方法19-20
• 第三章 结果与分析20-37
• 3.1 秸秆还田与氮肥耦合对接茬冬小麦旗叶光合色素的影响20-26
• 3.1.1 各处理旗叶叶绿素a 含量的变化20-21
• 3.1.2 各处理旗叶叶绿素b 含量的变化21-22
• 3.1.3 各处理旗叶叶绿素a/b 的对比22-23
• 3.1.4 各处理旗叶叶绿素含量的变化23-24
• 3.1.5 各处理旗叶类葫萝卜素含量的对比24-25
• 3.1.6 各处理旗叶类葫萝卜素/叶绿素的变化25-26
• 3.1.7 灌浆期各处理旗叶光合色素的多重比较26
• 3.2 秸秆还田与氮肥耦合对接茬冬小麦灌浆期旗叶光合特性的影响26-30
• 3.2.1 各处理旗叶光合速率的变化26-27
• 3.2.2 各处理旗叶细胞间CO_2 浓度的含量27-28
• 3.2.3 各处理旗叶气孔导度的变化28-29
• 3.2.4 各处理对旗叶蒸腾速率的影响29
• 3.2.5 灌浆期各处理旗叶光合特性的多重比较29-30
• 3.3 秸秆还田与氮肥耦合对接茬冬小麦灌浆期旗叶抗衰老指标的影响30-33
• 3.3.1 各处理对花后旗叶SOD 和POD 活性的影响30-32
• 3.3.2 各处理对花后旗叶丙二醛和可溶性蛋白含量的影响32-33
• 3.3.3 灌浆期各处理旗叶抗衰老指标的多重比较33
• 3.4 各处理旗叶抗衰老性的综合评价33-35
• 3.5 秸秆还田与氮肥耦合对接茬冬小麦各处理产量对比35-37
• 第四章 结论与讨论37-40
• 4.1 秸秆还田对作物光合色素的影响37
• 4.2 秸秆还田对作物光合特性的影响37-38
• 4.3 秸秆还田对作物叶片衰老的影响38-39
• 4.4 秸秆还田对作物产量的影响39
• 4.5 有待深入研究的问题39-40
• 参考文献40-45
• 致谢45-46
• 作者简介46
• 发表文章46-47
• 缩略词与英汉对照47

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