冬小麦、夏玉米一体化垄作生态生理效应研究

论文摘要

本文采用大田试验方式,研究了一体化垄作对冬小麦、夏玉米生长发育、水肥利用状况及土壤环境的影响,主要结果如下:1.冬小麦、夏玉米一体化垄作有利于提高水肥利用效率。冬小麦垄作水分利用效率提高12.99%～23.44%;而夏玉米垄作后水分利用效率提高10.02%～24.64%。冬小麦、夏玉米一体化垄作全年节水618.14～885.74m3/hm~2,水分利用效率比平作提高11.30%～24.89%。实行垄作栽培,化肥以垄沟内集中条施代替传统平作撒施,相对增加了施肥深度,化肥利用率明显提高。垄作冬小麦氮、磷、钾吸收量分别增加17.17%、10.11%、4.40%;夏玉米氮、磷、钾吸收量分别增加11.38%、8.48%、7.18%。一体化垄作全年氮、磷、钾吸收量分别提高14.18%、9.20%、5.90%。且试验证明,冬小麦夏玉米一体化垄作,土壤中氮、磷、钾、有机质含量均有所增加。2.冬小麦、夏玉米一体化垄作有利于改善土壤理化性状。实验结果表明,垄作明显提高了根际土壤中细菌、真菌、放线菌三大菌类的数量,与传统平作相比,垄作夏玉米根际土壤中细菌数量增加1.80×10~6～2.26×10~6个/g干土,真菌增加0.40×10~3～6.77×10~3个/g干土,放线菌增加9.14×10~4～12.01×10~4个/g干土,微生物总量增加达1.57×10~6～2.36×10~6个/g干土;垄作夏玉米根际土壤蔗糖酶、脲酶和蛋白酶活性分别提高5.22%～14.38、3.58%～24.09%、6.42%～146.92%,土壤中性磷酸酶活性有所降低。夏玉米垄作栽培的垄面土壤呼吸速率明显高于平作,而垄沟土壤呼吸速率明显降低;灌水前后土壤呼吸速率测定结果表明,垄作和平作灌水后土壤呼吸速率都下降,但垄面的土壤呼吸速率恢复的较快;土壤呼吸速率昼夜日变化显示,在19:00左右,即在昼夜交替时达到一个最高值,19:00以后土壤呼吸速率降低并逐渐趋于平稳,白天和夜晚土壤呼吸表现为以19:00为中心对称,但在整个变化中土壤呼吸速率仍然表现为:垄面>平作>垄沟。夏玉米不同生育阶段土壤呼吸速率表现为先升高后降低,从拔节期到吐丝期土壤呼吸速率升高,之后逐渐降低。垄作栽培在垄面0～30cm土壤容重比平作降低4.38%～7.95%,土壤孔隙度提高4.69%～10.53%。3.冬小麦、夏玉米一体化垄作能够促进其生长发育,具有明显的丰产稳产效应。冬小麦垄作栽培株高降低、茎粗增加、植株生长健壮,生育前期叶面积指数较平作降低,但生育后期和平作差异不显著,生育期延长1～3天,有利于冬小麦同化产物的制造和干物质的积累,促进了产量的提高,增产达242.45～510.29 kg/hm~2,增产幅度为2.67 %～5.86%。夏玉米垄作栽培株高也有所降低,茎粗增加,光合速率(Pn)、叶片蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和光合有效辐射(PAR)显著提高,而胞间CO2浓度(Ci)显著降低。最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ФPSⅡ)也有所增加。垄作夏玉米增产668.71～1658.54kg/hm~2,增产幅度为5.91%～12.84%。一体化垄作全年增产911.16～2168.83kg/hm~2。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• 1 文献综述
• 1.1 研究背景
• 1.2 垄作对土壤理化性状的影响
• 1.3 垄作对资源利用的影响
• 1.4 垄作对作物生长发育的影响
• 1.4.1 垄作对作物生长发育的影响
• 1.4.2 垄作对作物产量、品质的影响
• 1.5 作物垄作技术的模拟优化
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 试验地状况
• 3.2 试验处理与设计
• 3.3 测定项目与方法
• 3.4 统计分析方法
• 4 结果与分析
• 4.1 冬小麦、夏玉米一体化垄作对其生长发育的影响
• 4.1.1 一体化垄作对冬小麦、夏玉米生育进程的影响
• 4.1.2 一体化垄作对冬小麦、夏玉米农艺性状的影响
• 4.1.2.1 垄作冬小麦株高、茎粗、穗长变化
• 4.1.2.2 垄作夏玉米株高、茎粗、穗位高变化
• 4.1.3 一体化垄作对冬小麦、夏玉米群体及叶面积指数的影响
• 4.1.3.1 垄作冬小麦群体动态变化
• 4.1.3.2 垄作冬小麦叶面积指数变化
• 4.1.3.3 垄作夏玉米叶面积指数变化
• 4.1.4 冬小麦、夏玉米干物质积累与分配
• 4.1.4.1 冬小麦干物质积累与分配
• 4.1.4.2 夏玉米干物质积累与分配
• 4.2 冬小麦、夏玉米一体化垄作水分利用状况
• 4.2.1 一体化垄作对冬小麦、夏玉米灌水量的影响
• 4.2.2 一体化垄作对冬小麦、夏玉米不同生育阶段耗水量的影响
• 4.2.3 一体化垄作全年水分利用状况
• 4.2.3.1 全年耗水量、产量和水分利用效率比较
• 4.2.3.2 不同降雨量与产量和水分利用效率的关系
• 4.3 冬小麦、夏玉米一体化垄作养分利用状况
• 4.3.1 一体化垄作对冬小麦、夏玉米成熟期干物质分配及收获指数的影响
• 4.3.2 一体化垄作的肥料利用分析
• 4.3.2.1 氮肥利用分析
• 4.3.2.2 磷肥利用分析
• 4.3.2.3 钾肥利用分析
• 4.3.3 一体化垄作对土壤养分含量的影响
• 4.3.3.1 对土壤有机质的影响
• 4.3.3.2 对土壤碱解氮的影响
• 4.3.3.3 对土壤速效磷的影响
• 4.3.3.4 对土壤速效钾的影响
• 4.4 垄作栽培对夏玉米光合荧光特性的影响
• 4.4.1 垄作和平作夏玉米光合特性比较
• 4.4.1.1 垄作夏玉米光合速率（Pn）日变化
• 4.4.1.2 垄作夏玉米叶片细胞间隙C02浓度（Ci）日变化
• 4.4.1.3 垄作夏玉米叶片蒸腾速率（Tr）日变化
• 4.4.1.4 垄作夏玉米叶片气孔导度（Gs）日变化
• 4.4.1.5 垄作夏玉米光合有效辐射（PAR）日变化
• 4.4.2 垄作和平作夏玉米荧光参数比较
• 4.4.2.1 垄作夏玉米最大光化学效率（Fv/Fm）日变化
• 4.4.2.2 垄作夏玉米实际光化学效率（ФPSⅡ）日变化
• 4.5 垄作栽培对夏玉米根际土壤微生物和酶活性的影响
• 4.5.1 对根际土壤微生物数量的影响
• 4.5.1.1 对细菌数量的影响
• 4.5.1.2 对真菌数量的影响
• 4.5.1.3 对放线菌数量的影响
• 4.5.1.4 对微生物总数的影响
• 4.5.2 对玉米根际土壤酶活性的影响
• 4.5.2.1 对蔗糖酶活性的影响
• 4.5.2.2 对中性磷酸酶活性的影响
• 4.5.2.3 对脲酶活性的影响
• 4.5.2.4 对蛋白酶活性的影响
• 4.6 垄作栽培对夏玉米土壤呼吸的影响
• 4.6.1 对夏玉米土壤呼吸昼夜日变化的影响
• 4.6.2 对夏玉米不同生育时期土壤呼吸速率的影响
• 4.6.3 垄作灌水前后土壤呼吸变化情况
• 4.7 冬小麦、夏玉米一体化垄作对土壤容重和孔隙度的影响
• 4.8 一体化垄作冬小麦、夏玉米产量性状分析
• 4.8.1 一体化垄作冬小麦产量及其性状表现
• 4.8.2 一体化垄作夏玉米产量及其性状表现
• 5 结论与讨论
• 5.1 一体化垄作有利于作物生长发育
• 5.2 一体化垄作可以提高水分利用效率，增加作物养分吸收
• 5.3 一体化垄作可以显著提高作物根际土壤微生物数量和增强其酶活性
• 5.4 一体化垄作对土壤呼吸速率有明显的影响
• 5.5 一体化垄作降低了土壤容重、增大了土壤呼吸孔隙度
• 5.6 一体化垄作应用前景分析
• 参考文献
• abstract