红壤旱地棉田间作和稻草覆盖的生理生态效应研究

【摘要】：本文以红壤旱地棉田间作和稻草覆盖为研究对象,结合试验田气象资料,通过两年的田间试验,对不同间作方式和稻草覆盖对红壤旱地棉花的生理生态影响进行研究,总结了棉花间作和单作以及稻草覆盖和不覆盖的生理生态效应优劣,以期为红壤旱地棉花的种植提供科学依据。取得的主要研究结果如下： 1.棉花不同间作种植的生理生态效应。结果表明：红壤旱地棉花间作种植的生理生态效应显著优于单作,具体表现在： (1)间作可以有效提高红壤旱地的棉花生产力,提高棉花对光热水等资源的利用效率,不同间作方式以棉花间作大豆和棉花间作玉米产量最高,棉花间作甘薯和花生对资源利用效率最大,这说明不同间作方式对资源利用率不同,即间作作物的生育期过长不利于棉花产量的增加。 (2)棉花间作相对于单作可以提高棉花叶绿素含量,其中苗期、蕾期、花铃期和吐絮期比单作平均分别增加：2.32%、4.67%、1.30%和0.44%；从根系活力来看,棉花间作甘薯和棉花大豆根系活力大于棉花单作。 (3)生态环境：棉花间作比单作可以提高土壤平均含水量12.38%；棉花间作和单作相比降低棉花苗蕾期各深度土壤温度,从蕾期和花铃期土壤温度日变化来看,以棉花间作花生和棉花间作甘薯降温效果最好,吐絮期棉花间作和单作土温变化差异不显著,其中棉花间作甘薯温度显著低于其他处理；棉花间作相对于单作可以有效降低棉花花铃期和吐絮期平均叶片温度。 (4)土壤化学和生物学性状：棉花间作和单作相比增加了土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷以及速效钾的含量,而土壤pH值和全钾的含量和单作相比变化不明显；间作可以提高土壤中磷细菌和纤维素分解菌数量,提高细菌、真菌、好气性固氮菌和硝化细菌的数量,可以明显改善土壤过氧化氢酶、转化酶和脲酶的酶活性。 2.稻草不同覆盖量的生理生态效应。稻草覆盖处理的农艺性状和产量与稻草不覆盖处理相比,稻草覆盖可以显著增加棉花皮棉产量,稻草覆盖量以处理S4(13125kg/hm2)和S3 (8750kg/hm2)最好,处理S2(4375kg/hm2)次之。结果显示： (1)稻草覆盖可以显著增加棉花皮棉产量,并且以处理S3和S4为最高,分别比对照增加：41.55%和41.98%：处理S4和处理S3能够显著增加苗重和棉花一级侧根数；稻草覆盖量在8750kg/hm2及以上能够显著提高棉花的出苗率,其中株高处理S4在各个时期均明显高于其他覆盖处理,稻草覆盖处理在7月初期甚至于中后期表现出比不覆盖处理在棉花的生长发育上有明显的优势,这与2010年3-6月份降雨量过多有关,不利于棉花前期的生长,应该根据具体天气状况适时适量覆盖；稻草覆盖可以加快棉花的生育进程,增加棉花的单株现蕾数。 (2)生理性状：稻草覆盖处理S4可以显著提高棉花苗期、花铃期和吐絮期叶绿素含量,各处理在花铃期变化最为显著；根系活力以处理S4最高,S3次之,S2最小。 (3)生态环境：稻草覆盖处理S2、S3、S4与处理S1相比土壤平均含水量提高了4.34%、5.93%、8.19%；并降低了苗蕾期、花铃期和吐絮期各时刻点温度,其中以处理S4降温最为显著,其次为S3,其中处理S4对降低深层土壤温度效应更为显著；稻草覆盖处理和不覆盖相比可以降低棉花叶片温度,各覆盖处理以S3效果较好；叶片温度、地温、气叶温差、气地温差以及叶地温差与棉花产量关系密切,棉田稻草覆盖和间作相比稻草覆盖与气叶地关系更显著,其中花铃期稻草覆盖和产量的相关性最为显著,从而在一定程度上反映棉花缺水状况。 (4)土壤和生物学性状：稻草覆盖可以增加土壤中细菌、真菌、氨化细菌、好气性固氮菌、磷细菌、纤维素分解菌的数量；和不覆盖相比,稻草覆盖能够增强土壤过氧化氢酶、转化酶和脲酶酶活性。