不同沟垄覆盖方式对冬小麦生长发育及土壤环境的影响

论文摘要

农田微集水种植技术是一种田间集水农业技术,能有效提高作物的产量和水分利用效率,适用于缺乏径流源或远离产流区的旱坪地及缓坡旱地,其基本原理是通过在田间修筑沟垄,垄面覆膜,实现降水由垄面（集水区）向沟内（种植区）汇集,达到雨水就地富集、利用的目的,以改善旱地作物水分供应状况,提高作物产量。本试验采用普通地膜、液体地膜和秸秆设置不同沟垄覆盖栽培模式,连续3年对冬小麦土壤水分、养分、产量、水分利用效率和经济效益进行分析研究,探索了半湿润区沟垄覆盖栽培条件下冬小麦田的蓄水保墒效果和增产增收效应。（1）沟垄覆盖栽培模式可以有效改善农田土壤的水分状况。3年试验中,冬小麦全生育期内以DM+JG（垄覆地膜沟覆秸秆）和YM+JG（垄覆液膜沟覆秸秆）处理的蓄水保墒效果最好,其次为DM+BU（垄覆地膜沟内不覆）和DM+YM（垄覆地膜沟覆液膜）处理,YM+BU（垄覆液膜沟内不覆）和YM+YM（垄覆液膜沟覆液膜）处理最低且集水效果不稳定,这可能与当地的生态环境有关。年际间因为降水条件不同,各覆盖处理在不同时期0-200 cm土壤水分含量的垂直分布情况不同,但在同一时期各覆盖处理的变化趋势相似。因为覆盖材料的集雨和保墒效果,使得覆盖处理0-200 cm土层的土壤含水量均高于CK1（常规平作）和CK2（垄不覆沟不覆）。其中0-40 cm土层,垄覆DM处理和YM+JG处理的水分含量显著（P<0.05）高于CK1和CK2,DM+JG处理表现尤为明显。（2）不同沟垄覆盖栽培条件下,与对照（CK1和CK2）相比,各覆盖冬小麦产量差异明显,不同年份均表现为DM+JG处理产量最高,YM+JG处理次之,YM+BU处理最低。DM+JG和YM+JG处理3年平均产量分别为4879.6、4532.5 kg·hm-2,分别较CK1提高39.3%、29.4%较CK2提高35.6%、25.9%。均与对照（CK1和CK2）相比呈显著性差异（P<0.05）。3年试验表明,YM+BU和YM+YM处理增产效果表现不稳定,2008年、2009年小麦产量较CK1和CK2有小量增幅,2010年产量与CK1、CK2差异不明显。（3）不同沟垄覆盖栽培条件下,各覆盖WUE（水分利用效率）与对照（CK1和CK2）相比差异明显,不同年份均表现为DM+JG和YM+JG处理最高,DM+JG和YM+JG处理3年WUE平均分别为14.7和13.7 kg·hm-2·mm-1,分别较CK1提高39.6%、30.3%较CK2提高33.4%、24.5%,其次为DM+BU和DM+YM处理,均与对照（CK1,CK2）相比呈显著性差异（P<0.05）。YM+BU和YM+YM处理最低。（4）3年试验中以DM+JG、YM+JG和DM+BU处理的总投入、产量收入和纯收益均高于对照（CK1和CK2）,且DM+JG>YM+JG>DM+BU,3年纯收益平均分别比CK1增加1 452.1（43.2%）、977.4（28.9%）和518.0元·hm-2（16.6%）,比CK2增加1 416.5（42.6%）、941.8（28.2%）和482.4元·hm-2（16.1%）;DM+YM处理由于总投入较多而产量收入却无同比增长,其纯收益在2008年、2009年比CK1、CK2有小幅增长,2010年与CK1和CK2基本持平。YM+BU和YM+YM处理由于产量增幅不多、总投入过高而出现亏损。（5）不同沟垄覆盖方式对冬小麦产量构成因素的影响以DM+JG和YM+JG处理最为明显,3年千粒重平均分别较CK1增加1.4 g、1.3 g较CK2增加0.4 g、0.3 g,穗粒数分别较CK1增加12.0%、8.5%较CK2增加6.1%、2.8%,穗数分别较CK1增加20.3%、15.6%较CK2增加26.4%、21.5%;其次为DM+BU和DM+YM处理,YM+BU、YM+YM处理为最低。（6）3年试验中,DM+BU、YM+BU、DM+YM、YM+YM、DM+JG、YM+JG处理下拔节期到成熟期的株高平均分别较CK1增加22.0%、11.8%、26.2%、14.3%、24.8%、17.5%较CK2增加12.9%、3.6%、16.7%、5.9%、15.5%、8.9%,生物量分别较CK1增加3.1g、1.6g、2.8g、1.2g、3.5g、2.1g较CK2增加2.1g、0.6g、1.8g、0.2g、2.5g、1.1g,其中,垄覆DM处理和YM+JG处理优于YM+BU、YM+YM处理。（7）沟垄覆盖种植增加了20-60 cm土层的有机质、碱解氮及速磷含量和0-60 cm土层速钾含量。各覆盖处理对0-60 cm土层的有机质、碱解氮含量的影响年际间存在差异,速磷和速钾含量3年均以垄覆地膜沟覆秸秆最高且显著（P<0.05）高于平作,其次为垄覆地膜沟内不覆和垄覆液膜沟覆秸秆。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 选题的目的和意义
• 1.2 国内外集水农业的研究进展
• 1.2.1 集水农业的概念
• 1.2.2 国内外集水农业的研究进展
• 1.2.3 微集水种植技术的效应
• 1.3 不同覆盖材料的发展和作用效果
• 1.3.1 地膜覆盖技术的发展及作用效果
• 1.3.2 秸秆覆盖技术的发展及作用效果
• 1.3.3 液体地膜覆盖技术的发展及作用效果
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验区概况
• 2.2 试验设计
• 2.3 测定项目与方法
• 2.3.1 土壤含水量的测定
• 2.3.2 生物学形状的调查
• 2.3.3 产量结构、产量、产量收入及纯收益
• 2.3.4 土壤养分的测定
• 2.3.5 农田水分利用效率
• 2.4 数据统计分析
• 第三章 不同沟垄覆盖方式对土壤水分的影响
• 3.1 不同沟垄覆盖方式0-200 cm 土壤水分状况
• 3.1.1 不同沟垄覆盖方式0-40cm 土壤水分含量动态变化
• 3.1.2 不同沟垄覆盖方式40-100cm 土壤水分含量动态变化
• 3.1.3 不同沟垄覆盖方式100-200cm 土壤水分含量动态变化
• 3.2 不同沟垄覆盖方式0-200 cm 土壤水分含量的垂直变化
• 3.2.1 播种前0-200cm 土层土壤水分含量的垂直变化
• 3.2.2 越冬前0-200cm 土层土壤水分含量的垂直变化
• 3.2.3 拔节期0-200cm 土层土壤水分含量的垂直变化
• 3.2.4 抽穗期0-200cm 土层土壤水分含量的垂直变化
• 3.2.5 灌浆期0-200cm 土层土壤水分含量的垂直变化
• 3.2.6 成熟期0-200cm 土层土壤水分含量的垂直变化
• 3.3 不同沟垄覆盖方式对土壤耗水量的影响
• 第四章 不同沟垄覆盖方式对冬小麦生长发育的影响
• 4.1 不同沟垄覆盖方式对冬小麦株高的影响
• 4.2 不同沟垄覆盖方式对冬小麦生物量的影响
• 4.3 不同沟垄覆盖方式对冬小麦产量构成因素的影响
• 4.4 不同沟垄覆盖方式对冬小麦产量和水分利用效率的影响
• 4.5 不同沟垄覆盖方式的经济效益分析
• 第五章 不同沟垄覆盖方式对土壤养分的影响
• 5.1 不同沟垄覆盖方式0-60cm 土壤养分状况
• 5.2 不同沟垄覆盖方式0-60cm 土壤养分的分布状况
• 5.2.1 不同沟垄覆盖方式2008 年土壤养分的分布状况
• 5.2.2 不同沟垄覆盖方式2009 年土壤养分的分布状况
• 5.2.3 不同沟垄覆盖方式2010 年土壤养分的分布状况
• 第六章 讨论与结论
• 6.1 讨论
• 6.2 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介