收藏本站
《山东农业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

土壤水分与耕作方式对冬小麦水分利用特性和碳氮代谢及产量的影响

郑成岩  
【摘要】:1耕作方式和土壤水分对小麦耗水特性和产量形成的影响 以高产中筋小麦品种济麦22为试验材料,在山东省兖州市小孟镇史王村大田进行定位试验。2007~2008生长季设置5种耕作方式:条旋耕、深松+条旋耕、旋耕、深松+旋耕、翻耕,本试验于2008~2009和2009~2010小麦生长季在2007~2008生长季的试验区内设置同一处理,“深松+条旋耕”和“深松+旋耕”处理不再深松,分析土壤经一次深松耕作后对小麦籽粒产量和水分利用效率影响的后效,降低机械作业成本。设置5个水分处理:不灌水(W0),灌水后播种、越冬、拔节和开花期0~140 cm土层土壤相对含水量在2008~2009小麦生长季分别达到80%、80%、75%和75% (W1),80%、85%、75%和75% (W2),85%、80%、75%和75% (W3),85%、85%、75%和75% (W4);在2009~2010小麦生长季分别达到85%、85%、70%和75% (W’1),85%、90%、70%和75% (W’2),85%、85%、75%和75% (W’3),85%、90%、75%和75% (W’4)。研究耕作方式和土壤水分对小麦耗水特性和碳氮代谢及产量的影响。 1.1耕作方式和土壤水分对小麦耗水特性的影响 1.1.1不同土壤水分条件下耕作方式对小麦耗水特性的影响 同一水分条件下,深松+条旋耕的总耗水量低于深松+旋耕,灌水量低于深松+旋耕和翻耕处理,土壤耗水量占总耗水量的比例高于翻耕、旋耕和条旋耕处理。深松+条旋耕处理播种至越冬阶段的耗水量与条旋耕无显著差异,低于其他耕作处理,在开花至成熟阶段的耗水量和耗水模系数均高于条旋耕、旋耕和翻耕。深松+条旋耕各生育时期的棵间蒸发量低于深松+旋耕和翻耕处理。表明在一年深松耕作基础上,连续两年条旋耕播种处理减少了灌水量,促进了小麦对土壤贮水的利用,农田耗水量、播种至越冬阶段的耗水量和棵间蒸发量较低,开花至成熟阶段的耗水模系数最高,有利于降低小麦生育前期的水分消耗,促进开花后对水分的利用。 1.1.2不同耕作方式条件下土壤水分对小麦耗水特性的影响 同一耕作方式下,全生育期不灌水处理总耗水量最低,其总耗水量来源于降水量和土壤耗水量的比例最高,棵间蒸发量和拔节至成熟阶段的耗水量低于灌水处理,表明W0处理减少了小麦生育期水分向大气中的耗散,有利于小麦对土壤水分的利用。 灌水处理之间比较,W3和W’3的总耗水量、灌水量及其占总耗水量的比例分别低于W4和W’4处理,土壤耗水量占总耗水量的比例与W2和W’2无显著差异,高于W4和W’4处理,其开花至成熟阶段的耗水量及其耗水模系数最高。表明在本试验条件下,播种期0~140 cm土层土壤相对含水量为85%,越冬期不灌水,拔节和开花期0~140 cm土层土壤相对含水量分别为75%和75%的W3和W’3处理的总耗水量、越冬至拔节阶段的棵间蒸发量和耗水模系数低于越冬期灌水处理,其土壤耗水量较高,开花至成熟阶段的耗水量及其耗水模系数最高,有利于小麦开花后对水分的利用。 1.2耕作方式和土壤水分对小麦生理特性和干物质积累与分配的影响 1.2.1不同土壤水分条件下耕作方式对小麦生理特性和干物质积累与分配的影响 同一水分条件下,深松+条旋耕和深松+旋耕在灌浆中后期的旗叶水势高于其他处理,其旗叶光合速率和叶片水分利用效率在灌浆中后期高于翻耕处理且两者无显著差异,条旋耕和旋耕在灌浆中后期的旗叶光合速率和叶片水分利用效率低于翻耕处理。深松+条旋耕在灌浆初期和中期的旗叶SPS活性和蔗糖含量显著高于翻耕处理;灌浆后期的旗叶蔗糖含量低于深松+旋耕和翻耕处理,有利于灌浆阶段旗叶中蔗糖的积累及向籽粒中的转运。深松+条旋耕和深松+旋耕处理开花后干物质积累量、成熟期籽粒的干物质分配比例和开花后干物质同化量对籽粒的贡献率高于条旋耕、旋耕和翻耕处理,翻耕的茎秆+叶鞘+叶片的干物质分配比例高于深松+条旋耕和深松+旋耕处理。以上结果表明,在一年深松耕作基础上,连续两年条旋耕播种处理提高了开花后干物质的积累能力,增加了籽粒中来自开花后干物质的比例,这是深松+条旋耕处理获得高产的生理基础。 1.2.2不同耕作方式条件下土壤水分对小麦生理特性和干物质积累与分配的影响 同一耕作方式下,全生育期不灌水处理在开花后的旗叶光合速率、蒸腾速率、Fv/Fm、ΦPSII、SPS活性、干物质积累量均低于灌水处理,籽粒干物质分配比例最高。表明干旱条件下,小麦的物质生产能力降低,促进了成熟期干物质向籽粒中的分配。 灌水处理之间比较,W3、W4和W’3、W’4的旗叶光合速率在灌浆中后期均高于其他处理,W3和W’3的旗叶蒸腾速率在灌浆后期低于W4和W’4处理。W3和W’3处理在开花期和成熟期的干物质积累量较高,籽粒干物质分配比例高于W4和W’4,开花后干物质同化量对籽粒的贡献率与W4和W’4无显著差异均高于其他处理。2008~2009生长季,W3和W4在灌浆中后期的旗叶水势和根系活力高于W2和W1处理,其开花至花后21天旗叶的SPS活性和蔗糖含量最高,W3的花后28天的旗叶蔗糖含量低于W4处理,有利于蔗糖向籽粒中的转运。以上结果表明,播种期0~140 cm土层土壤相对含水量为85%,越冬期不灌水,拔节和开花期0~140 cm土层土壤相对含水量分别为75%和75%的W3和W’3处理有利于小麦开花后保持较高的物质生产能力,延缓了旗叶的衰老,提高花后光合产物向籽粒中的转运。 1.3耕作方式和土壤水分对小麦植株氮素吸收、转运和分配的影响 1.3.1不同土壤水分条件下耕作方式对小麦植株氮素吸收、转运和分配的影响 同一水分条件下,深松+条旋耕和深松+旋耕在开花和成熟期的植株氮素积累量、成熟期籽粒的氮素积累量和分配比例均高于条旋耕和旋耕处理,茎鞘+叶片的分配比例低于上述处理,有利于小麦植株氮素的积累及其向籽粒中的分配。成熟期,深松+条旋耕的0~80 cm各土层的土壤硝态氮含量低于条旋耕、旋耕和翻耕处理,在120~140 cm各土层低于深松+旋耕。以上结果表明,在一年深松耕作基础上,连续两年条旋耕播种处理有利于小麦营养器官氮素在开花期和成熟期的积累,减少了开花前营养器官氮素向籽粒中的转运,其成熟期土壤硝态氮在深层土壤的积累量低于深松+旋耕处理,获得高的氮素吸收效率和氮肥生产效率。 1.3.2不同耕作方式条件下土壤水分对小麦植株氮素吸收、转运和分配的影响同一耕作方式下,全生育期不灌水处理植株氮素在开花期和成熟期的积累量、成熟期穗轴+颖壳和茎鞘+叶片氮素积累量均低于灌水处理,营养器官氮素向籽粒中的转移率及其对籽粒的贡献率高于灌水处理。成熟期,全生育期不灌水的0~60 cm土层土壤的硝态氮含量高于灌水处理,140~200 cm土层土壤的硝态氮含量低于灌水处理。 灌水处理之间比较,开花期和成熟期的植株氮素积累量随灌水量的增加而增加,营养器官氮素向籽粒中的转移率及其对籽粒的贡献率降低。在条旋耕条件下,W3和W2的氮素在籽粒中的分配比例低于W1,高于W4处理;在深松+条旋耕、旋耕和翻耕条件下,W3和W1的氮素在籽粒中的分配比例高于W2和W4处理;在深松+旋耕条件下,W3的氮素在籽粒中的分配比例高于W4、W2和W1处理。W3处理上层土壤的硝态氮含量低于W1和W2,W4处理在100~140 cm土层出现积累峰。以上结果表明,播种期0~140 cm土层土壤相对含水量为85%,越冬期不灌水,拔节和开花期0~140 cm土层土壤相对含水量分别为75%和75%的处理有利于小麦开花和成熟期植株氮素积累量的增加和成熟期氮素向籽粒中的转运,该处理促进了小麦对40~120 cm以上土层土壤氮素的吸收利用,硝态氮向140~180 cm土层土壤淋溶量低于W4处理,有利于氮素吸收效率和氮肥生产效率的提高。 1.4耕作方式和土壤水分对小麦籽粒产量、品质和水分利用效率的影响 1.4.1不同土壤水分条件下耕作方式对小麦籽粒产量、品质和水分利用效率的影响 同一水分条件下,深松+条旋耕和深松+旋耕处理的籽粒产量最高且两者无显著差异,深松+条旋耕的水分利用效率和灌溉效益高于其他处理。翻耕的籽粒产量在不灌水条件下与旋耕无显著差异高于条旋耕处理;在灌水条件下高于旋耕和条旋耕处理。深松+条旋耕的蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间和面团稳定时间高于翻耕处理。以上结果表明,在一年深松耕作基础上,连续两年条旋耕播种处理有利于籽粒产量和水分利用效率的同步提高,其蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间和面团稳定时间较高。1.4.2不同耕作方式条件下土壤水分对小麦籽粒产量、品质和水分利用效率的影响同一耕作方式下,全生育期不灌水的籽粒产量低于灌水处理。W0的水分利用效率在条旋耕条件下高于W3和W’3处理;在旋耕条件下与W3和W’3处理无显著差异;在深松+条旋耕、深松+旋耕和翻耕条件下低于W3和W’3处理。W0的蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间和面团稳定时间高于灌水处理。 灌水处理之间比较,W3和W’3的籽粒产量与W4和W’4处理无显著差异高于其他处理,水分利用效率分别高于W2、W4和W’2、W’4处理,两处理的灌溉效益最高。W4的面团稳定时间、蛋白质含量和湿面筋含量最低。以上结果表明,播种期0~140 cm土层土壤相对含水量为85%,越冬期不灌水,拔节和开花期0~140 cm土层土壤相对含水量分别为75%和75%的处理灌溉效益和籽粒产量最高,获得较高水分利用效率,其面团稳定时间、蛋白质含量和湿面筋含量高于W4处理。 在一年深松耕作基础上,连续两年采用条旋耕播种方式下播种期0~140 cm土层土壤相对含水量为85%,越冬期不灌水,拔节和开花期0~140 cm土层土壤相对含水量分别为75%和75%的处理是本试验条件下节水高产的最优处理。 2灌水方式对小麦耗水特性和产量形成的影响 以高产中筋小麦品种济麦22为试验材料,于2009~2010小麦生长季在山东省兖州市小孟镇史王村大田进行试验。以不灌水处理为对照(I0),设置微喷管喷灌和浇灌两种灌水方式,拔节期和开花期0~140 cm土层达到的目标相对含水量分别为70%和70%(I1和I2),75%和75%(I3和I4),研究了不同灌水方式对小麦耗水特性和产量形成的影响。 2.1灌水方式对小麦耗水特性的影响 不灌水的土壤耗水量占总耗水量的比例显著高于灌水处理,拔节至开花和开花至成熟阶段的耗水模系数最低。灌水处理之间比较,随拔节和开花期土壤相对含水量的提高,总耗水量和拔节至开花阶段的耗水量和耗水模系数增加,灌水量及其占总耗水量的比例提高。喷灌处理土壤耗水量占总耗水量的比例、开花至成熟阶段的耗水模系数和60~140 cm土层土壤贮水的消耗量高于浇灌处理,其开花和灌浆期的棵间蒸发量低于浇灌处理。表明喷灌处理减少了小麦生育期的灌水量,提高了60~140 cm土层土壤贮水的消耗和开花至成熟阶段的耗水量,有利于小麦开花后对水分的利用,降低开花后的棵间蒸发损失。 2.2灌水方式对小麦光合速率和干物质积累与分配的影响 不灌水处理的光合速率在开花后均低于灌水处理,其开花后干物质积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率最低。灌水处理间比较,随着土壤相对含水量的增加,小麦开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率提高。喷灌处理灌浆后期旗叶光合速率、开花后干物质积累量和开花后干物质积累量对籽粒的贡献率高于浇灌处理。表明喷灌处理有利于小麦开花后干物质的积累及其向籽粒中的转运。 2.3灌水方式对小麦植株氮素积累与分配的影响 不灌水处理在开花和成熟期的氮素积累量、营养器官氮素向籽粒中的转移量和转移率均低于灌水处理。灌水处理间比较,随着土壤相对含水量的增加,开花和成熟期的氮素积累量提高,营养器官氮素向籽粒中转移率和营养器官氮素转移量对籽粒的贡献率降低。喷灌处理成熟期氮素积累量、营养器官氮素向籽粒中转移量和转移率高于浇灌处理。 2.4灌水方式对小麦籽粒产量、水分和氮素利用效率的影响 不灌水处理的农田耗水量、籽粒产量和氮素吸收效率均低于灌水处理,氮素利用效率高于灌水处理,水分利用效率与I1无显著差异,低于其他灌水处理。灌水处理间比较,随着土壤相对含水量的增加,籽粒产量、水分利用效率和氮素吸收效率提高,氮素收获指数降低。在拔节期和开花期土壤相对含水量分别为75%和75%条件下,喷灌处理有利于籽粒产量、水分和氮素利用效率的提高,是本试验条件下的最优灌溉处理。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;江西南昌旋耕机厂在飞跃[J];农机具之友;1997年03期
2 台沐云;怎样预防旋耕机的万向节损坏?[J];山东农机化;2000年10期
3 陈晋民;使用旋耕机注意事项[J];农机推广与安全;2000年03期
4 梁良;IGMS-69型水田埋草旋耕机通过鉴定[J];农村百事通;2001年22期
5 周宏明,郑蓓蓉,薛伟;旋耕机总体参数的优化设计[J];农机化研究;2002年03期
6 李彦华;怎样正确使用旋耕机[J];农村百事通;2002年11期
7 聂健飞;旋耕机的使用与维修[J];贵州农机化;2004年04期
8 段玉;旋耕机成为农机市场新亮点[J];现代农业装备;2005年03期
9 张居敏;降低旋耕机能耗的措施性研究[J];中国农机化;2005年03期
10 左效新;;怎样选购和使用旋耕机[J];山东农机化;2006年04期
11 李平;李德智;;旋耕机作业中应注意的问题[J];南方农机;2006年06期
12 顾宗锋;王宗岐;;旋耕机的正确使用与维修[J];农机使用与维修;2007年03期
13 任宁;;旋耕机使用指南[J];现代农业;2007年11期
14 王春华;;旋耕机的正确使用与保养经验谈[J];科学种养;2010年11期
15 ;旋耕机是理想农机具 优胜劣汰是生死标准[J];农业装备与车辆工程;2010年10期
16 江敦舜;旋耕机使用注意事项[J];农机具之友;1995年02期
17 李昌良;旋耕机的使用调整[J];河北农机;1997年04期
18 ;连云港旋耕机集团公司简介[J];农村机械化;1998年06期
19 匡伟群,张祝军,李明如;水田埋草旋耕机的技术经济性能试验及推广[J];广东农机;1999年01期
20 姚延斌;小型东方红拖拉机配旋耕机注意事项[J];农村机械化;1999年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘晓娟;于晓波;张凤菊;赵丽萍;李国林;;旋耕机生产企业状况分析——基于全国耕作机械质量安全普查[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 熊元芳;;水田埋草旋耕机的试验研究[A];中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
3 朱云集;夏来坤;郭天财;王晨阳;韩燕来;;铜、镉胁迫下施硫对冬小麦碳氮运转和籽粒产量的影响[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
4 李友军;黄明;;不同耕作方式对旱作区冬小麦旗叶衰老代谢及籽粒产量的影响[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
5 李友军;黄明;孙敬克;陈明灿;李春霞;姚育卿;;旱地保护性耕作的小麦生物学效应研究[A];2009年中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2009年
6 吴珊珊;姜丽娜;邵云;张黛静;李春喜;;外源Zn对小麦生育后期旗叶及籽粒生理和产量的影响[A];中国作物学会50周年庆祝会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
7 段华平;牛永志;李凤博;卞新民;;耕作方式和秸秆还田对直播稻田土壤碳固定及其产量的影响[A];中国农作制度研究进展2008[C];2008年
8 沈崇鑫;过婉华;;浅析手扶拖拉机配套旋耕机型号编制[A];农业机械化与全面建设小康社会——中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
9 周勇;黄海东;吴一鸣;;秸秆还田机械化技术比较研究[A];《农业机械化理论研究与实践》论文集[C];2004年
10 王惠成;丁文艳;刘伟;;1GD-90型电动旋耕机研制[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 侍言 关云;蝶变:从“作坊式加工”到“旋耕机之都”[N];连云港日报;2010年
2 高铁峰;旋耕机的使用与调整维修[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2005年
3 吕学敏;旋耕机的维护及使用[N];山西科技报;2004年
4 ;旋耕机的调整与维修[N];山西科技报;2001年
5 本报记者 万晓东;过半旋耕机质量问题突出[N];中国消费者报;2004年
6 本报记者 朱礼好;春华旋耕机:不盲目追求量的扩张[N];中国农机化导报;2008年
7 向旭平 本报记者 张伟 王荔;涪城农民驾驭“铁牛”轻松“双抢”[N];绵阳日报;2010年
8 赵天冬;旋耕机行业呼唤政策扶持[N];农民日报;2008年
9 段应华郭君;旋耕机的选购、使用和保养[N];周口日报;2008年
10 本报记者 王大庆;播种机、旋耕机隐患多 [N];中国工业报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑成岩;土壤水分与耕作方式对冬小麦水分利用特性和碳氮代谢及产量的影响[D];山东农业大学;2011年
2 左青松;甘蓝型油菜不同氮素籽粒生产效率类型品种的基本特征[D];扬州大学;2009年
3 昝亚玲;氮磷对旱地冬小麦产量、养分利用及籽粒矿质营养品质的影响[D];西北农林科技大学;2012年
4 王红光;灌溉和雨养条件下高产小麦耗水特性和产量形成的生理基础[D];山东农业大学;2012年
5 孟维伟;土壤水分对不同小麦品种水分利用特性和产量及品质的影响[D];山东农业大学;2012年
6 刘杰;小麦—玉米轮作体系农田氮素长期有效性,盈亏规律,模拟及其应用研究[D];中国农业科学院;2012年
7 姚凤娟;施氮和花后灌溉对强筋小麦籽粒产量和品质的调控效应[D];山东农业大学;2009年
8 侯雪坤;不同耕作方式下土壤耕层理化性状和生物学特性时空分布研究[D];黑龙江八一农垦大学;2011年
9 王瑜;水磷耦合对冬小麦水、磷利用与产量的影响及其生理基础[D];山东农业大学;2012年
10 蔡剑;氮钾肥对啤酒大麦籽粒产量和蛋白质形成的影响及其生理机制[D];南京农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高志强;土壤水分和耕作方式对小麦水分利用特性及产量形成的影响[D];山东农业大学;2012年
2 张振兴;普通玉米高油化应用模式研究[D];山东农业大学;2006年
3 胡春燕;大马力旋耕机组匹配中旋耕机参数化模型研究[D];河南科技大学;2011年
4 吴翠平;高温胁迫下不同氮肥运筹对冬小麦籽粒产量及品质的影响[D];山东农业大学;2007年
5 胡焕焕;播种期和密度对冬小麦群体质量和产量的调控效应[D];河北农业大学;2008年
6 高春华;不同小麦品种耗水特性和产量形成生理基础的研究[D];山东农业大学;2010年
7 门洪文;不同灌水模式对冬小麦籽粒产量和水氮利用效率的影响[D];山东农业大学;2011年
8 梁红霞;基于高光谱遥感技术的变量施肥算法及机理研究[D];安徽农业大学;2005年
9 陈炜;不同栽培模式下旱地小麦灌浆过程中同化物转运的研究[D];西北农林科技大学;2010年
10 田晓青;耕作方式的变迁及国家的作用[D];华中师范大学;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978