Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| DOI | 10.27409/d.cnki.gxbnu.2021.000331 |
| 不同垄沟结构集雨种植对冬小麦农田土壤水温和产量的影响研究 | |
| 严晓群 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 西北农林科技大学 |
| 中文摘要 | 垄沟集雨种植技术可以将无效降雨转化为有效降雨,改善作物水分供应状况,从而增加作物产量和水分利用效率,该技术及其一些衍生模式被广泛应用于干旱半干旱地区。虽然该种植模式在半湿润易旱区应用较少,但是,关于将该技术及其优化模式用于灌区,在有效收集雨水的基础上节约灌水资源,从而进行节本增效生产的研究及相关成果和观点却已有不少。那么,在关中半湿润易旱区,集雨种植模式能否为麦玉复种系统季节性缺水问题的解决提供有效支撑?目前尚无定论。在该种植模式下,改变垄沟结构对土壤水热、作物的生长发育以及产量的影响机制也不清楚。针对以上问题,本研究于2018-2020年在陕西杨凌西北农林科技大学试验站进行,以麦玉复种系统中的冬小麦为研究对象,以传统平作种植为对照(CK),在集雨种植模式下设置了三种不同垄沟结构,即垄:沟=40 cm:40 cm(G40)、垄:沟=40 cm:60 cm(G60)和垄:沟=40 cm:80 cm(G80),共四个处理。重点研究不同垄沟结构集雨种植模式下,麦玉复种系统冬小麦农田的土壤水温效应和作物产量形成特征,试验主要结果如下:(1)集雨种植能有效改善土壤表层水分状况。在两年试验中,集雨处理G40和G60均提高冬小麦全生育期0-80 cm土层的土壤含水量,集雨处理G80提高冬小麦全生育期0-20 cm土层的土壤含水量。集雨种植在小麦生长后期加强对深层土壤水分的利用,三个集雨处理在冬小麦成熟期140-200 cm土层的含水量均低于平作处理。随种植沟的宽度增加,集雨种植的集雨能力减弱耗水能力加强,两年试验结束后,与平作相比,G40和G60增加0-200 cm土层的土壤贮水量,具有一定的增墒效应,G80减少0-200 cm土层的土壤贮水量。(2)集雨种植在冬小麦生长前期具有增温效应,随小麦生育进程推进,增温效果逐渐减弱。从播种到返青期,集雨处理G40、G60和G80在10 cm土层两年分别平均增温0.88℃、1.20℃和1.42℃,在20 cm土层两年分别平均增温0.71℃、0.88℃和1.02℃,随种植沟宽度的增加增温效果加强。与平作相比,集雨种植还能有效减缓小麦生长前期的土壤温度日变化幅度,在增温的同时具有良好的保温效果。(3)在平水年(2018-2019),集雨种植能有效促进小麦群体生长,G40、G60和G80成熟期的群体干物质积累量分别较CK显著增加95.27%、78.91%和93.91%,最大叶面积指数分别显著增加97.86%、72.95%和88.61%;在丰水年(2019-2020),由于种植面积减少导致群体较小,各集雨处理的群体干物质积累量和最大叶面积指数较平作处理有所下降。但是,集雨种植在两年均能显著增加小麦株高,且平水年的增幅大于丰水年,两年均以G40最高。(4)在平水年,集雨种植显著促进作物生长,加强对养分的吸收利用,各集雨处理的茎叶、籽粒和整株的氮磷钾吸收量均显著高于平作处理,其中以G40最高;冬小麦收获后,各集雨处理0-40 cm土层的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量较平作均有不同程度地降低。在丰水年,与平作相比,集雨种植的群体较小,各集雨处理的氮磷钾吸收总量略低于平作处理;冬小麦收获后,各集雨处理与平作相比提高0-60 cm土层的土壤有机质、全钾、速效磷和速效钾含量。(5)在平水年,集雨种植显著增加冬小麦穗数、穗粒数和千粒重,集雨处理G40、G60和G80的产量分别较CK显著增加112.10%、83.67%和103.86%,水分利用效率分别显著增加118.43%、74.32%和94.51%,节水增产效应显著。在丰水年,集雨种植较平作具有一定的减产效应,因单位面积穗数显著下降,集雨处理G40、G60和G80的产量分别较CK减少8.23%、5.88%和6.40%,但水分利用效率仍高于CK,分别增加3.18%、3.48%和1.84%。对两年试验结果综合分析认为,在关中半湿润易旱区,集雨种植能有效改善土壤水温状况,活化土壤养分,加强作物对养分的吸收利用,促进作物生长发育,从而增加冬小麦产量和水分利用效率,其中以垄沟结构为垄宽40 cm沟宽40 cm的集雨种植模式的节水增产效果最好。 |
| 中文关键词 | 集雨种植 ; 垄沟结构 ; 冬小麦 ; 土壤水温 ; 产量 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | S512.11 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373253 |
| 作者单位 | 西北农林科技大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 严晓群. 不同垄沟结构集雨种植对冬小麦农田土壤水温和产量的影响研究[D]. 西北农林科技大学,2021. |
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