秸秆覆盖对不同水分条件下冬小麦—夏玉米农田蒸散规律及调控效应研究

【摘要】：为探究黄淮海区冬小麦-夏玉米两熟制农田蒸散规律及调控效应，以冬小麦矮抗58和夏玉米郑单958为供试材料，通过防雨棚测坑试验（主区为秸秆覆盖处理（秸秆全量覆盖和秸秆不覆盖），副区为水分处理（冬小麦控水下限分别为田间持水量的40%，50%，60%，70%；夏玉米控水下限为田间持水量的50%，60%，70%，80%），分别用W1、W2、W3、W4表示）结合大型称重式蒸渗仪研究了秸秆覆盖对不同水分条件下冬小麦-夏玉米农田蒸散规律的调控效应，得出适宜该区水分高效利用的栽培模式。主要结果如下：1.冬小麦-夏玉米田周年蒸散规律及其调控 冬小麦-夏玉米农田周年蒸散量总体呈“M”型变化；冬小麦拔节~抽穗期和夏玉米拔节~抽雄期是一年的2个蒸散高峰期，日蒸散量最大分别为7mm·d-1和9.5mm·d-1。就水分处理的平均水平而言，秸秆覆盖处理周年蒸散量低于蒸渗仪测定周年蒸散量28.93mm。在冬小麦季，秸秆不覆盖和秸秆覆盖蒸散量平均分别较蒸渗仪测定蒸散量小73.39mm和92.08mm，随着控水水平的提高两种覆盖模式下蒸散量差异先增大后减小，在W3处理下差值最大（36.67mm），蒸散量占周年蒸散量比例在W3处理下最大。2.秸秆覆盖和水分调控对冬小麦-夏玉米田土壤水分消耗及水分利用的影响 秸秆覆盖较不覆盖能显著提高土壤水分含量、土壤贮水量和水分利用效率，显著降低作物耗水量；在相同的覆盖模式下，土壤含水量和各生育时期耗水量随着控水水平的提高呈增加的趋势。就冬小麦而言，秸秆覆盖较不覆盖主要降低了冬小麦生育前期和后期耗水量和耗水模系数，从而显著提高了水分利用率和灌溉水利用率。就夏玉米而言，秸秆覆盖主要显著降低夏玉米田棵间蒸发量（Ed），从而显著降低了夏玉米耗水量、提高了水分利用率。不同覆盖模式下，水分利用效率、在W3处理下最大，秸秆不覆盖和秸秆覆盖模式下分别为20.68kg·hm-2·mm-1和24.11kg·hm-2·mm-1。3.秸秆覆盖和水分调控对冬小麦和夏玉米生长发育及光合特性的影响 秸秆覆盖较不覆盖能够提高冬小麦和夏玉米叶面积指数和光合特性参数。相同覆盖模式下，冬小麦和夏玉米叶面积指数和夏玉米各生育时期SPAD值、净光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）均随着控水水平的提高而增大。就冬小麦而言，灌浆初期和末期秸秆覆盖模式下灌浆速率分别显著高于不覆盖模式下40.6%和84.0%；灌浆速率在W3处理下达到最大。就夏玉米而言，大喇叭口期，秸秆覆盖条件W3处理和W4处理间Pn无显著差异，抽雄吐丝期，秸秆覆盖条件下W3处理Pn显著高于其他几个处理；秸秆覆盖较不覆盖可显著提高夏玉米各器官重和单株地上部干物重，增加灌水能够促进夏玉米干物质向籽粒中转移，有利于夏玉米高产。4.秸秆覆盖和水分调控对冬小麦和夏玉米穗部性状及产量的影响 秸秆覆盖、水分处理以及两因素的交互作用对冬小麦穗长、千粒重及产量有影响显著。秸秆覆盖主要通过提高穗粒数、千粒重和有效分蘖从而提高冬小麦产量，水分调控主要通过增加穗粒数而增加冬小麦产量。秸秆覆盖能够降低籽粒氮素含量和籽粒蛋白质含量，显著提高产量蛋白含量，产量蛋白含量随着控水水平的提高呈抛物线型，在W3水分处理下达到最大值。秸秆覆盖主要通过改善行粒数而提高了夏玉米产量，相同覆盖模式下，行粒数、百粒重及产量均随着控水水平的提高而提高，穗粗在W3处理下最大，秃尖长在W3处理下最小。秸秆覆盖W3处理穗部性状良好，产量为9512.83kg·hm-2，显著高于秸秆不覆盖W3处理和W4处理7.30%和2.58%，与秸秆覆盖W4处理间差异不显著，能够实现夏玉米的高效生产。 【关键词】：蒸散规律 调控 秸秆覆盖 冬小麦 夏玉米
【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9-17
• 1.1 农田水分利用效率的影响因素9-12
• 1.1.1 水分利用效率的概念9-10
• 1.1.2 农田水分利用效率的影响因素10-12
• 1.2 覆盖措施对提高农田水分利用的研究12-15
• 1.2.1 秸秆覆盖改变作物蒸腾和土壤蒸发12-13
• 1.2.2 秸秆覆盖改变作物耗水量和耗水规律13
• 1.2.3 秸秆覆盖对作物生长和产量的研究13-14
• 1.2.4 秸秆覆盖对水分利用率的研究14-15
• 1.3 不同灌水处理对提高农田水分利用的研究15-16
• 1.3.1 不同灌水方式对水分利用率的研究15
• 1.3.2 不同灌溉制度对水分利用率的研究15-16
• 1.4 小结16-17
• 2.引言17-18
• 3.材料与方法18-23
• 3.1 试验冬小麦-夏玉米周年土壤水分蒸散规律研究试验18
• 3.1.1 蒸渗仪试验区概况18
• 3.1.2 试验数据采集18
• 3.2 冬小麦-夏玉米田周年蒸散规律调控试验18-22
• 3.2.1 试验区概况18
• 3.2.2 试验设计与管理18-20
• 3.2.3 测定项目与方法20-22
• 3.3 数据处理与统计分析22-23
• 4.结果与分析23-43
• 4.1 不同处理对冬小麦-夏玉米田水分及其利用的影响23-33
• 4.1.1 不同处理对冬小麦-夏玉米田水分动态变化的影响23-25
• 4.1.2 不同处理对夏玉米田 0~140cm 土层土壤贮水量的影响25-27
• 4.1.3 不同处理对夏玉米棵间蒸发的影响27-28
• 4.1.4 不同处理对冬小麦-夏玉米田阶段耗水量及耗水模系数的影响28-30
• 4.1.5 不同处理跨季底墒利用的影响30-31
• 4.1.6 不同处理对冬小麦-夏玉米水分利用效率的影响31-33
• 4.2 冬小麦-夏玉米田蒸散量年变化动态及不同处理调控效应33-34
• 4.2.1 冬小麦-夏玉米田蒸散量年变化动态33
• 4.2.2 不同处理对冬小麦-夏玉米田周年蒸散规律调控效应33-34
• 4.3 不同处理对冬小麦和夏玉米生长及产量的影响34-43
• 4.3.1 不同处理对冬小麦和夏玉米株高和叶面积指数的影响34-36
• 4.3.2 不同处理对冬小麦和夏玉米地上部干物质重的影响36-37
• 4.3.3 不同处理对冬小麦灌浆速率的影响37-38
• 4.3.4 不同处理对夏玉米籽粒氮素的影响38-39
• 4.3.5 不同处理对夏玉米光合特性的影响39-41
• 4.3.6 不同处理对穗部性状及产量的影响41-43
• 5.结论与讨论43-48
• 5.1. 不同处理对冬小麦-夏玉米田水分及水分利用的影响43-44
• 5.1.1 不同处理对冬小麦田土壤水分、耗水量及水分利用率的影响43
• 5.1.2 不同处理对夏玉米田土壤水分、耗水量及水分利用率的影响43-44
• 5.2. 冬小麦-夏玉米农田蒸散量及其调控44
• 5.3. 不同处理对冬小麦-夏玉米生长发育及产量的影响44-48
• 5.3.1. 不同处理对冬小麦叶面积指数、籽粒灌浆及地上部干物重的影响44-45
• 5.3.2 不同处理对夏玉米叶面积指数、干物质积累及分配的影响45
• 5.3.3 不同处理对夏玉米籽粒氮素及籽粒品质的影响45-46
• 5.3.4 不同处理对夏玉米光合特性的影响46
• 5.3.5 不同处理对冬小麦穗部性状及产量的影响46
• 5.3.6 不同处理对夏玉米穗部性状及产量的影响46-48
• 参考文献48-57
• ABSTRACT57-58

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