不同覆盖方式和作物条件下农田土壤呼吸、产量形成及水分利用特征

【摘要】：本研究通过在黄土高原南部长武塬区的大田试验,探讨了不同覆盖方式下旱地冬小麦和春玉米单作系统中土壤呼吸速率日变化和生育期变化特征,并对薄膜和秸秆两种覆盖模式下的冬小麦和玉米农田土壤剖面水分垂直分布、作物产量和水分利用效率进行了分析,获得的主要研究结果如下: 1.冬小麦农田土壤呼吸速率日变化特征表现为单峰曲线,最大值出现在中午12:00左右。从返青到收获,拔节期时土壤呼吸速率达到最大值。在整个观察期间内,无覆盖处理的平均土壤呼吸速率为1.6μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1),薄膜覆盖的平均土壤呼吸速率(1.9μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1))较CK提高了15%,达到显著差异。在春玉米的整个生育期内,薄膜覆盖的土壤呼吸速率(2.4μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1))较无覆盖处理(2.1μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1))提高了14.5%,差异达到显著水平。 2.在土层0-200cm深度内,冬小麦在主要生育时期内的平均土壤含水量依次为:秸秆9000kg/hm~2覆盖(14.63%)秸秆4500kg/hm~2覆盖处理(14.17%)地膜覆盖处理(13.91%)夏闲期秸秆覆盖(13.52%)无覆盖处理(13.33%)。这表明,两种覆盖方式下的土壤在供给作物水分消耗利用的同时,也保持有较高的土壤贮水,并且秸秆覆盖下土壤含水量高于薄膜覆盖。 3.不同覆盖处理下的小麦产量差异明显。秸秆4500kg/hm~2覆盖处理,秸秆9000kg/hm~2覆盖和夏闲期秸秆覆盖的小麦产量比无覆盖处理分别提高了7.5%、6.6%,和6.3%,增产分别为375 kg/hm~2、325.5 kg/hm~2和307.5kg/hm~2。对不同覆盖处理下的产量进行分差分析,结果表明,小麦经济产量差异是由于不同的覆盖措施产生的影响而造成的。作物水分利用效率秸秆9000kg/hm~2覆盖较无覆盖处理的增加幅度为5.7%。 4.通过在黄土塬区旱作大田试验,对薄膜和秸秆覆盖两种覆盖模式下的玉米农田土壤剖面水分垂直分布、作物产量和水分利用效率进行了分析。结果表明,不同处理0-200cm土层作物生育期平均含水量秸秆覆盖(16.2%)薄膜覆盖(15.4%)无覆盖处理(15.3%),其中秸秆覆盖与其它两个处理差异达到显著性水平。与对照相比,薄膜覆盖处理玉米产量提高了12.26%(P0.01),秸秆覆盖降低了7.8%(P0.05)。作物水分利用效率薄膜覆盖较对照提高了10.8%(P0.05)。综合土壤物理蒸发抑制、产量及水分利用效率提高效果而言,旱作玉米农田使用薄膜覆盖的效果好于秸秆覆盖。

【关键词】：土壤呼吸速率 土壤含水量 产量 水分利用效率
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S154
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