保护性耕作与轮耕对渭北旱作麦田土壤水肥动态、小麦生长和产量的影响

论文摘要

陕西渭北旱塬地处黄土高原东南部半湿润区,年降水量仅500～600mm,且60%以上降水分布在7～9月,农业生产以旱作农业为主,干旱成了当地农业的最大限制因素,而保护性耕作的最大任务是通过少免耕减少土壤扰动,提高土壤蓄水保墒的能力,从而达到增产增收的目的。本试验是以施肥方式（平衡施肥、常规施肥以及低肥处理）为主处理,耕作处理（免耕、深松和翻耕处理）为副处理组成的二因素裂区试验,以及从2007-2010年不同耕作处理形成的轮耕处理模式,探讨不同施肥水平和耕作处理及轮耕处理的最佳组合,为渭北旱塬冬小麦的增产增收提供科学依据。通过连续三年的定位试验,得出了以下结论:1.保护性耕作与轮耕对麦田土壤蓄水保墒效果的影响免耕和深松较翻耕保墒作用好,夏闲期免耕、深松较翻耕0～300 cm土层3年平均土壤含水率分别增加了0.6和0.5个百分点,平均贮水量分别增加了24.2和21.5 mm;生育期内平衡施肥免耕、深松较翻耕处理0～200 cm土层2年平均土壤贮水量分别增加了17.7和14.4 mm。从连续4年轮耕效果来看,连续免耕最有利于土壤蓄水保墒,2010年夏闲末连续免耕处理（免耕2007-免耕2008-免耕2009-免耕2010）土壤含水率最高为13.72%;翻免轮耕处理（翻耕2007-免耕2008-翻耕2009-免耕2010）次之,夏闲末土壤含水率为13.70%;而连续翻耕处理（翻耕2007-翻耕2008-翻耕2009-翻耕2010）保墒效果最差,夏闲末土壤含水率为12.73%。连续免耕较翻免轮耕处理含水率提高了0.02个百分点,较连续翻耕处理含水率提高了0.99个百分点。夏闲末连续免耕处理0～200cm土壤贮水量最高,为368.40mm,翻免轮耕次之,为367.70mm,连续翻耕贮水量最低,为341.90mm,连续免耕较翻免轮耕处理土壤贮水量增加了0.19%,较连续翻耕处理土壤贮水量增加了7.75%。2.保护性耕作与轮耕对冬小麦产量收益的影响2007-2008和2008-2009年两年试验研究表明,平衡施肥深松处理产量最高,2年平均产量高达5033.1 kg/hm2,较平衡施肥翻耕和平衡施肥免耕分别增产5.5%和6.3%;以平衡施肥免耕经济效益最高,2年平均纯收益高达5 553.7元/hm2,较平衡施肥深松和平衡施肥翻耕分别增收3.3%和9.2%。综合考虑各处理土壤蓄水保墒效果和小麦增产增收效应,平衡施肥深松处理是渭北旱塬连作麦田较佳的耕作和施肥处理组合。从轮耕模式看,2007-2010年3年试验研究结果表明,在平衡施肥处理下,免松轮耕（免耕2007-深松2008-免耕2009）3年平均产量最高为4259.33kg/hm2,连续深松（深松2007-深松2008-深松2009）次之,产量为4257.69kg/hm2;而在低肥处理下,连续翻耕处理（翻耕2007-翻耕2008-翻耕2009）产量最低为3256.56kg/hm2。3.保护性耕作与轮耕对麦田水分利用效率的影响在2007-2009年9种施肥和耕作处理组合中,以平衡施肥深松处理冬小麦WUE最高,平衡施肥翻耕次之,低肥免耕最差。平衡施肥深松处理2年平均WUE分别为14.4 kg/（hm2·mm）,平衡翻耕为13.8 kg/（hm2·mm）,低肥免耕为10.4 kg/（hm2·mm）,因此平衡施肥和深松处理是提高水分利用效率的较佳组合。2007-2010年3年试验研究结果表明,平衡施肥免松轮耕WUE最高,为17.33 kg/（hm2·mm）,平衡施肥连续深松次之,为15.59 kg/（hm2·mm）,低肥连续翻耕则最差,为10.35 kg/（hm2·mm）。4.保护性耕作与轮耕对麦田土壤肥力的影响2007-2009年试验研究结果表明,深松和免耕处理0～60cm土层土壤有机质含量较翻耕处理高,分别较翻耕处理土壤有机质含量提高了4.9%和7.5%,主要是深松和免耕处理提高了0～20cm表层土壤有机质含量,而40～60cm土层有机质含量较翻耕处理低。免耕和深松处理全氮含量较翻耕处理要高,较翻耕处理分别提高了5.3%和1.1%,免耕和深松处理全磷含量较翻耕处理含量要高,2年平均值分别提高了6.1%和5.3%。免耕处理速钾含量较深松和翻耕处理要高,2年平均值分别提高了2.7%和0.2%。免耕处理较深松和翻耕处理碱解氮含量较高,含量分别提高了21.1%和11.6%。免耕处理速磷含量较深松和翻耕处理含量要高,2年平均值分别提高了6.1%和11.7%。免耕处理较深松和翻耕处理全钾含量要高,2年平均值免耕较深松和翻耕处理分别提高了2%和7%。由此可见,免耕处理土壤养分含量最高,而深松和翻耕土壤养分含量不同,免耕可以增加土壤养分含量;连续免耕和翻免轮耕处理060cm土层速效磷含量较连续翻耕分别提高了31.6%和20.1%,免松轮耕和连续免耕处理060cm土层速效钾含量较连续翻耕分别提高了30.8%和25.8%,免松轮耕和连续免耕处理060cm土层碱解氮含量较连续翻耕分别提高了25.5%和14.4%,连续免耕和免松轮耕处理060cm土层有机质含量较连续翻耕分别提高了34.2%和31.3%。因此从轮耕角度看,连续免耕或者免松轮耕均有利于土壤速效养分含量的增加。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 保护性耕作的概念
• 1.3 国内外保护性耕作发展概况
• 1.3.1 国外发展概况
• 1.3.2 国内保护性耕作的发展
• 1.4 保护性耕作对土壤含水量及水分利用效率、产量以及土壤理化性状的影响
• 1.4.1 保护性耕作对土壤含水量的影响
• 1.4.2 保护性耕作对产量的影响
• 1.4.3 各耕作对土壤容重及理化性质的影响
• 1.4.4 保护性耕作对土壤团粒结构的影响
• 1.4.5 保护性耕作对土壤养分含量的影响
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验材料与方法
• 2.1.1 试验区概况
• 2.1.2 试验材料
• 2.1.3 土壤性质
• 2.1.4 试验方法
• 2.2 测定指标与方法
• 2.2.1 土壤物理性状指标
• 2.2.2 土壤养分的测定
• 2.2.3 冬小麦生长性状指标及产量
• 2.3 数据计算及统计分析
• 2.3.1 数据计算方法
• 2.3.2 统计方法
• 第三章 保护性耕作与轮耕对麦田土壤蓄水保墒效果的影响
• 3.1 保护性耕作对夏闲始末麦田土壤蓄水效果的影响
• 3.1.1 不同耕作夏闲期始末麦田0～300 cm 土层土壤蓄墒效果
• 200CM 土层土壤蓄墒效果'>3.1.2 夏闲期始末不同轮耕处理麦田0²00CM 土层土壤蓄墒效果
• 3.1.3 不同耕作处理小麦生育期内土壤贮水量变化
• 3.1.4 不同耕作处理冬小麦孕穗期麦田土壤含水率变化
• 3.1.5 保护性轮耕处理下冬小麦生长期麦田土壤贮水量变化
• 3.2 保护性耕作对麦田土壤持水性能的影响
• 3.2.1 保护性耕作与轮耕对麦田土壤孔隙度、田间持水量和饱和含水量的影响
• 3.2.2 保护性耕作与轮耕对麦田土壤团粒结构的影响
• 第四章 保护性耕作与轮耕对麦田土壤肥力的影响
• 4.1 保护性耕作对平衡施肥处理下麦田土壤全效养分的影响
• 4.2 保护性耕作对平衡施肥处理下麦田土壤速效养分的影响
• 4.3 保护性耕作轮耕对平衡施肥处理下麦田土壤速效养分的影响
• 4.4 渭北旱塬最佳保护性耕作模式筛选
• 第五章 保护性耕作与轮耕对冬小麦农艺性状及产量的影响
• 5.1 保护性耕作与轮耕对冬小麦株高的影响
• 5.2 保护性轮耕对小麦孕穗期旗叶光合特性的影响
• 5.3 保护性耕作对冬小麦旗叶叶绿素含量的影响
• 5.4 不同耕作对冬小麦产量与WUE 的影响
• 5.5 不同施肥和轮耕处理组合对冬小麦产量和水分利用效率的影响
• 5.6 保护性耕作与轮耕对麦田经济收益的影响
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 主要结论
• 300CM 土层土壤蓄水效果'>6.1.1 夏闲期始末不同耕作处理麦田0³00CM 土层土壤蓄水效果
• 200cm 土层土壤蓄墒效果'>6.1.2 夏闲期始末不同轮耕处理麦田0²00cm 土层土壤蓄墒效果
• 6.1.3 平衡施肥处理生育期内不同耕作与轮耕对土壤蓄水保墒效果的影响
• 6.1.4 不同保护性耕作与轮耕处理冬小麦孕穗期麦田土壤含水率变化
• 6.1.5 保护性耕作与轮耕对冬小麦产量的影响
• 6.1.6 保护性耕作与轮耕对水分利用效率的影响
• 6.1.7 保护性耕作与轮耕对土壤物理性状的影响
• 6.1.8 保护性耕作与轮耕对土壤养分的影响
• 6.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介