马铃薯免耕覆盖栽培与亏缺灌溉技术试验研究

论文摘要

于2009年49月在甘肃省民乐县洪水河灌区益民灌溉试验站进行了小麦秸秆覆盖条件下免耕栽培马铃薯亏缺灌溉试验研究,试验在不同生育期、不同调亏程度条件下共设六个处理,分别为幼苗期轻度调亏Y1（LDYM）处理、结薯期轻度调亏Y2（LDJS）处理、幼苗期重度调亏Y3（SDYM）处理、结薯期重度调亏Y4（SDJS）处理、麦草覆盖充分灌溉对照CK1处理、常规种植充分灌溉对照CK2处理。试验结果表明:1.马铃薯免耕覆盖栽培是一项新型栽培技术,它改变了马铃薯的传统种植方法。2.免耕覆盖条件下马铃薯在整个生育期中各处理土壤含水率大致变化为发芽期和成熟期较高,发芽期植株群体较小,植株蒸腾量还不太强烈,同时麦草覆盖抑制棵间蒸发,总耗水量较小,成熟期主要是由于9月份的降雨量较多。另外,常规无覆盖CK2对照处理土壤含水率整体低于其余处理。3.麦草覆盖免耕栽培和常规起垄种植两种种植模式下,作物棵间蒸发特性差异较大,常规种植模式棵间蒸发曲线随降雨及灌水其变化比较大,总体变幅远远大于麦草覆盖免耕栽培模式,日平均棵间蒸发量在3.53mm左右,而麦草覆盖免耕栽培棵间蒸发曲线变幅较小,日平均棵间蒸发量保持在0.85mm左右;麦草覆盖种植模式下全生育期棵间蒸发量占农田总蒸散的29%,常规种植模式下占64%,麦草覆盖种植模式能有效的降低作物棵间蒸发量,把有限的水分供给给作物蒸腾。4.马铃薯水分利用效率在Y1（轻度幼苗）处理与Y3、Y4、CK2处理下有极显著差异（P< 0.01）,其值达到最大7.41 kg/m3,Y3、Y4处理水分利用效率仅为7.15和7.10 kg/m3,表明轻度水分亏缺可以获取较高的水分利用效,CK2常规种植处理水分利用效率极显著（P<0.01）低于其它覆盖处理,仅为6.07 kg/m3,且较CK1覆盖处理水分利用率低19.60%。5. Y1、Y2轻度水分亏缺处理在植株受旱后株高都有一定限度的复水突长现象,Y3、Y4重度胁迫都对植株的生长造成了负面的影响;各处理在受干旱胁迫条件后植株茎粗都体现出一定的复水现象,但是轻度胁迫的复水效果比重度胁迫的好许多,Y1处理复水效果最明显,最后的茎粗基本跟CK1处理相同,能够较好的促进植株体内物质的运输;植株幼苗期轻度胁迫处理后叶面积指数复水补偿作用较好,另外不同处理全生育阶段LAI变化都呈单峰曲线,LAI高峰值均出现在结薯期,之后叶片开始衰退、叶面积指数开始下降,处理间叶面积指数差异以结薯期最大;在整个生育期中重度水分胁迫Y4处理地上干物质积累整体低于其余处理,CK1与Y1处理整体水平高于其余处理,苗期轻度水分亏缺的Y1处理地上干物质积累在前期跟Y2、Y3、CK2位于同一水平,但是该处理后期复水补偿作用较充分,最终干物质积累高于同水准的其余处理,而苗期重度胁迫的Y3处理没能实现较好的补偿效应。6.常规无覆盖种植模式下5-15cm土层温度全天变化曲线呈单峰状,而覆盖处理日地温曲线变化呈缓慢递增状,覆盖处理土壤温度日变化相对缓慢,日变化振幅明显较小,且从表层到深层受大气温度的影响程度越来越小,常规无覆盖处理土壤温度日变化剧烈,振幅大,最高点出现在下午2-3点钟,全生育期无覆盖处理5cm层平均地温比覆盖处理高5℃。这就体现出了麦草覆盖的调温作用,能在外界大气温度较高的情况下,抑制土壤温度上升,同时能在夜间外界气温较低的情况下,保持温度不下降。7.马铃薯产量在Y1和CK1处理下没有显著性差异（P> 0.05）,且这两者分别与CK2、Y2、Y3、Y4处理都呈现极显著差异（P< 0.01）,且以Y3的产量最低。苗期轻度水分亏缺Y1处理下的马铃薯产量较充分灌溉CK1处理没有明显降低,而耗水量却较CK1减少了。8. CK1处理的净收入最高,为14404元·hm-2,Y1次之,Y1和CK1处理与其余各处理都呈极显著性差异,Y3处理净收益最低。充分灌水CK1处理较Y1处理的净收入多263元·hm-2,但多灌水150 m3·hm-2。常规种植处理CK2处理不仅多耗水,而且净收益低。9. Y1处理马铃薯的干物质含量极显著（P< 0.01）高于Y3、Y4和CK2处理,达到了22.41%;淀粉含量极显著（P< 0.01）高于Y3处理和CK2处理,显著（P< 0.05）高于Y4处理,值达到了15.44%;Vc含量极显著高于其余各处理,达到了14.56 mg/100g鲜薯。说明马铃薯幼苗期轻度水分调亏能够改善马铃薯的品质。常规无覆盖CK2处理淀粉含量显著（P< 0.01）低于麦草覆盖免耕栽培CK1处理、Vc含量极显著低于CK1。10.麦草覆盖免耕栽培马铃薯种植模式具有明显的抑蒸保墒作用,同时麦草覆盖改变了河西地区焚烧麦秆的现状,减少了温室气体CO2的排放量,对于秸秆还田,培肥地力,防治河西地区的扬尘具有一定的作用。

论文目录

• 摘要
• SUMMARY
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 秸秆覆盖技术研究
• 1.2.1 秸秆覆盖对土壤含水量和WUE 的影响
• 1.2.2 秸秆覆盖对土壤温度的影响
• 1.2.3 秸秆覆盖对产量的影响
• 1.2.4 秸秆覆盖对土壤生态环境的影响
• 1.2.5 秸秆覆盖对土壤温度状况的影响
• 1.2.6 秸秆覆盖对土壤水分状况的影响
• 1.2.7 秸秆覆盖的节水效应
• 1.2.8 秸秆覆盖的增产效果
• 1.2.9 秸秆覆盖技术的应用前景
• 1.3 土壤温度对作物的影响
• 1.3.1 土壤温度对种子发芽出苗的影响
• 1.3.2 土壤温度对根系生长的影响
• 1.3.3 土壤温度对植物营养和生殖生长的影响
• 1.3.4 土壤温度对植物病害的影响
• 1.4 非充分灌溉研究进展
• 1.4.1 非充分灌溉问题的提出
• 1.4.2 非充分灌溉的理论基础
• 1.5 调亏灌溉研究进展
• 1.5.1 调亏灌溉国内外研究动态
• 1.5.2 调亏灌溉的节水机理
• 1.5.3 水分利用效率与调亏灌溉关系
• 1.5.4 调亏灌溉的增产机理
• 1.5.5 调亏灌溉效应的影响因素
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验地点的基本情况
• 2.2 试验设计与方法
• 2.2.1 马铃薯生育期划分
• 2.2.2 灌水沟规格
• 2.2.3 灌水时间与定额
• 2.2.4 试验品种
• 2.2.5 试验设计方案
• 2.3 试验材料
• 2.4 试验研究的内容
• 2.5 主要测试项目及方法
• 2.6 田间管理
• 第三章 不同种植模式对农田蒸散特征及水分利用效率的影响
• 3.1 2009 年度马铃薯全生育期降水特点
• 3.2 各处理在全生育期土壤水分变化动态
• 3.3 耗水量的计算
• 3.4 参考作物腾发量的计算
• 3.5 覆盖免耕栽培马铃薯作物系数分析
• 3.6 棵间蒸发测定
• 3.6.1 农田棵间蒸发的变化
• 3.6.2 棵间蒸发与农田蒸散量比例关系
• 3.6.3 亏缺灌溉对麦草覆盖马铃薯水分利用效率的影响
• 第四章 亏缺灌溉对小麦秸秆覆盖马铃薯生长特征的影响
• 4.1 亏缺灌溉对麦草覆盖马铃薯株高的影响
• 4.2 亏缺灌溉对麦草覆盖马铃薯茎粗的影响
• 4.3 亏缺灌溉对麦草覆盖马铃薯叶面积指数的影响
• 4.4 亏缺灌溉对麦草覆盖马铃薯地上干物质积累的影响
• 第五章 麦杆覆盖免耕栽培马铃薯亏缺灌溉各处理的土壤温度效应
• 5.1 地温及其时空变化特征
• 5.2 试验地全生育期气温变化规律
• 第六章 麦杆覆盖免耕栽培马铃薯亏缺灌溉各处理的产量及品质效应
• 6.1 亏缺灌溉对麦草覆盖马铃薯产量的影响
• 6.2 不同处理下麦草覆盖马铃薯的经济效益分析
• 6.3 亏缺灌溉对麦草覆盖马铃薯品质的影响
• 6.4 马铃薯免耕覆盖栽培的生态效应和优点
• 第七章 结论
• 7.1 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 导师简介