鲁中地区旱地小麦保护性耕作技术的增产机理研究

论文摘要

2009-2010和2010-2011生长季,以烟农19为材料,在山东省章丘市许河村设置翻耕+秸秆不还田（T1）、翻耕+秸秆还田（T2）、旋耕+秸秆还田（T3）和苗带旋耕+秸秆覆盖（T4）等4种耕作方式,开展了旱地小麦保护性耕作技术的增产机理研究,取得以下主要结果：1.旱地保护性耕作对土壤理化特性的影响短期土壤耕作对土壤容重和土壤总孔隙度的影响不大,且主要发生在耕层（0-20cm）。保护性耕作显著提高了0-10cm土层的土壤有机质含量和速效钾含量,但速效氮和速效磷含量变化不明显。保护性耕作对10cm土层土壤温度有较明显的缓冲作用。保护性耕作能够明显抑制土壤水分蒸发,0-100cm土层的土壤水分含量总体表现为T4最高,而T1最低。2.旱地保护性耕作对小麦光合生产能力的影响小麦拔节期,处理间小麦的LAI差异不显著,但T4最低；此后,小麦的LAI均快速迅速增加,至开花期均达到最高值,而以T4最高；开花期以后,各处理小麦叶面积指数逐渐降低,并逐渐表现出显著性差异。2009-2010生长季,小麦开花后10天,T4的LAI显著高于T1；2010-2011生长季,在小麦开花期,T4的LAI比T1高12.44%。自挑旗期开始,各处理小麦旗叶的Pn、Tr和叶绿素含量的大小顺序总体为T4>T3>T2>T1.2009-2010和2010-2011生长季,小麦花后20天,T4旗叶的Pn分别为10.03和9.20μmol m-2s-1分别比T1高38.7%和24.89%。T4小麦的干物质积累量和小麦产量最高。2009-2010和2010-2011生长季,T4的干物质量分别为10333.3和9045.0kg hm-2,分别比T1高8.75%和16.66%；小麦产量分别为4794.7和3988.1kg hm-2,分别比T1提高14.10%和18.74%。旱地保护性耕作下,小麦单位面积穗数、穗粒数和千粒重协同增加。2009-2010生长季,T4单位面积穗数、穗粒数和千粒重分别比T1高6.97%、2.45%和4.80%；2010-2011生长季,T4与T1的穗数和千粒重的差异均达到显著水平,穗数的增幅高达20.97%。T4的经济系数分别比T1高4.91%和1.77%。3.旱地保护性耕作对小麦水分利用效率的影响旱地保护性耕作具有调节生育期内土壤水分分配和提高水分利用效率的作用。在小麦拔节期以前,T4土壤耗水量最少,拔节至成熟阶段的耗水量则显著增加。处理间生育期的总耗水量差异不大,但T4最高,且T4的WUE也最高。2009-2010和2010-2011生长季,T4的WUE分别比T1高13.46%和24.93%。研究认为,旱地保护性耕作技术主要是改善了土壤结构、土壤水分、土壤温度和土壤养分状况。这几个因素的相互作用和协调,直接或间接地影响着小麦的生长发育,使小麦群体和个体协调发展,小麦单位面积穗数、穗粒数和千粒重协同增加,进而实现小麦增产。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 国内外抗旱节水栽培技术
• 1.1.1 国外保护性耕作技术
• 1.1.2 国内抗旱节水技术
• 1.2 保护性耕作技术效应研究
• 1.2.1 保护性耕作对土壤生态环境的影响
• 1.2.2 保护性耕作对产量的影响
• 1.2.3 土壤水分和养分的关系
• 1.3 其他节水增产技术
• 2 材料与方法
• 2.1 试验点概况
• 2.2 试验材料与试验设计
• 2.3 测定项目与方法
• 2.3.1 干物质测定
• 2.3.2 叶面积指数（LAI）的测定
• 2.3.3 光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）的测定
• 2.3.4 叶片叶绿素值（SPAD）的测定
• 2.3.5 产量及产量构成因子的测定
• 2.3.6 土壤容重的测定
• 2.3.7 土壤总孔隙度
• 2.3.8 土壤养分测定
• 2.3.9 土壤温度测定
• 2.3.10 土壤含水量的测定
• 2.3.11 农田土壤贮水量的计算
• 2.3.12 阶段耗水量的计算
• 2.3.13 气象数据
• 2.3.14 产量水平的水分利用效率（WUE）
• 2.3.15 数据处理与统计方法
• 3 结果与分析
• 3.1 耕作方式对小麦生长发育及产量的影响
• 3.1.1 耕作方式对小麦叶面积指数的影响
• 3.1.2 不同耕作方式对小麦旗叶光合速率的影响
• 3.1.3 不同耕作方式对小麦旗叶蒸腾速率的影响
• 3.1.4 不同耕作方式对小麦旗叶叶绿素含量的影响
• 3.1.5 不同耕作方式对小麦干物质积累的影响
• 3.1.6 不同耕作方式对小麦产量及其构成因素的影响
• 3.2 耕作方式对土壤理化特性的影响
• 3.2.1 耕作方式对土壤容重的影响
• 3.2.2 耕作方式对土壤总孔隙度的影响
• 3.2.3 耕作方式对土壤温度的影响
• 3.2.4 耕作方式对土壤养分含量的影响
• 3.2.5 耕作方式对不同土层土壤含水量的影响
• 3.3 耕作方式对水分利用效率的影响
• 3.3.1 处理间不同生育阶段的土壤水分消耗情况
• 3.3.2 耕作方式对水分利用效率的影响
• 4 讨论
• 4.1 蓄水保墒与土壤水分消耗之间的关系
• 4.2 小麦产量提高的生态因素分析
• 4.3 旱地保护性耕作与传统旱地农业的关系
• 4.4 当前旱地保护性耕作中存在的问题
• 5 结论
• 5.1 旱地保护性耕作对土壤理化特性的影响
• 5.2 旱地保护性耕作对小麦光合生产能力的影响
• 5.3 旱地保护性耕作对小麦水分利用效率的影响
• 参考文献
• 致谢