冬小麦不同覆盖物与种植方式的节水效应研究
【摘要】：
本实验于2004～2005年在山东农业大学农学试验站完成,研究了3个灌溉水平下,冬小麦秸秆覆盖、膜垄(垄面覆膜,沟内播种)和常规平作等覆盖种植方式的根系和土壤水分变化特点、生长发育和生理特性以及水分利用效率。目的是研究半湿润地区如何通过“充分利用降水、高效利用灌溉水”来降低灌溉定额,提高小麦产量。主要结果如下:
1覆盖和灌溉对土壤水分和冬小麦根系生长的影响
不同覆盖和种植方式下,土壤表层土壤水分变化幅度较大,深层变化平缓,灌溉加剧了表层的变化。秸秆覆盖冬小麦30cm以下土壤含水率高于膜垄,受降雨和灌溉影响,膜垄对0-30cm土壤含水率的提高贡献最大。进入拔节期后,随着冬小麦生育进程的推进,膜垄在30-120cm土层含水率降幅较大,形成一个水分亏缺带,而秸秆覆盖在该土层的含水率一直较高。灌溉增加了作物耗水量,但减少了作物对土壤70cm以下水分的利用,降低了底墒利用效率。试验表明,膜垄在保水保墒和土壤水分垂直分布方面表现出与秸秆覆盖完全不同的特点。
两种覆盖种植方式冬小麦根重最大值出现在灌浆期,常规平作出现在拔节期,根系活力规律相同。拔节期灌水增加了根重,增重主要产生在0-40cm;不灌水使得40-60cm根系比例增加。秸秆覆盖降低了根系干重,膜垄根重最高且增加了0-20cm根系比例。
2覆盖和灌溉对冬小麦光合特性及水分利用效率的影响
与不覆盖处理相比,在灌浆期秸秆覆盖和膜垄处理能有效提高冬小麦14:00以后的光合速率,膜垄处理能极显著提高冬小麦12:00后叶片水平水分利用效率,秸秆覆盖处理降低了10:00-14:00的蒸腾速率,从而能提高中午的水分利用效率;两种覆盖处理能提高冬小麦生育后期的叶片水平光合速率及水分利用效率,但在产量及群体水平WUE上并无优势。覆盖处理间比较,膜垄较秸秆覆盖显著提高了降水和灌溉水利用效率;膜垄通过加大对土壤水分的利用而极显著地提高产量,秸秆覆盖由于收获时穗数减小而导致减产。
【关键词】：冬小麦 膜垄 秸秆覆盖 节水效应 【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：S512.11
【目录】：
- 关于学位论文原创性和使用授权的声明3-4
- 符号及缩略词说明4-8
- 中文摘要8-10
- 英文摘要10-13
- 1 前言13-24
- 1.1 作物水分利用效率研究进展13-19
- 1.1.1 作物水分利用效率的内涵13-14
- 1.1.2 作物水分利用效率的影响因素14-16
- 1.1.3 作物水分利用效率的提高途径及灌溉调控16-19
- 1.2 作物覆盖节水的研究现状19-24
- 1.2.1 秸秆覆盖的研究现状19-23
- 1.2.2 微集水种植技术的研究现状23-24
- 2 材料与方法24-29
- 2.1 供试材料及试验设计24-26
- 2.2 测定项目及方法26-29
- 3 结果与分析29-69
- 3.1 覆盖和灌溉条件下冬小麦农田根土研究29-36
- 3.1.1 覆盖和灌溉条件下冬小麦田土壤水分的时空变化29-33
- 3.1.2 不同覆盖对冬小麦棵间蒸发的影响33-34
- 3.1.3 覆盖和灌溉对冬小麦根量及根系活力的影响34-36
- 3.2 覆盖和灌溉对冬小麦光合参数及水分利用效率的影响36-48
- 3.2.1 覆盖和灌溉对冬小麦旗叶叶绿素荧光参数的影响36-41
- 3.2.2 覆盖和灌溉对冬小麦叶片水平水分利用效率的影响41-44
- 3.2.3 覆盖和灌溉对冬小麦群体水平水分利用效率的影响44-46
- 3.2.4 覆盖和灌溉对冬小麦产量及其构成因素的影响46
- 3.2.5 覆盖和灌溉对冬小麦水分利用效率的影响46-48
- 3.3 覆盖和灌溉条件下冬小麦农田小气候的研究48-54
- 3.3.1 覆盖和灌溉条件下冬小麦的群体特征48-49
- 3.3.2 覆盖和灌溉对冬小麦农田地温的影响49-50
- 3.3.3 覆盖和灌溉对冬小麦群体温度的影响50-52
- 3.3.4 覆盖和灌溉对冬小麦光照辐射的影响52-54
- 3.4 覆盖和灌溉条件下冬小麦旗叶相关干旱指标的研究54-61
- 3.4.1 覆盖和灌溉对冬小麦叶片含水量及饱和亏的影响54-56
- 3.4.2 覆盖和灌溉对冬小麦叶片水势的影响56-57
- 3.4.3 对硝酸还原酶的影响57
- 3.4.4 覆盖和灌溉条件下叶片保护酶系统的响应57-61
- 3.5 覆盖和灌溉条件下部分参数间的关系和模型研究研究61-65
- 3.5.1 不同覆盖下气孔导度－蒸腾速率－胞间 C02浓度的变化特点61-63
- 3.5.2 不同处理籽粒灌浆参数与增重模型63-64
- 3.5.3 半湿润灌区微集水种植农田沟垄比的优化设计64-65
- 3.6 覆盖和灌溉对冬小麦籽粒品质指标的影响65-69
- 3.6.1 对籽粒粗淀粉和蛋白质含量的影响66-67
- 3.6.2 对湿面筋和沉降值的影响67
- 3.6.3 对容重及粉质仪参数的影响67-69
- 4 讨论69-75
- 4.1 秸秆覆盖冬小麦的产量与耗水量69-70
- 4.2 膜垄冬小麦产量、耗水特性及水分利用效率70-71
- 4.3 小麦对覆盖方式的生理生态响应与“多变低水”环境71-73
- 4.4 覆盖农田的小气候与小麦品质73-74
- 4.5 灌溉与覆盖的交互作用74-75
- 5 结论75-77
- 5.1 膜垄和秸秆覆盖对小麦产量的影响75
- 5.2 膜垄和秸秆覆盖的保墒效果75
- 5.3 膜垄和秸秆覆盖对农田小气候及籽粒品质的影响75-77
- 参考文献77-85
- 致谢85-86
- 攻读硕士期间发表论文情况86
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