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秸秆还田对隔茬冬小麦抗性生理及土壤肥力的影响

高茂盛  
【摘要】: 随着我国现代集约农业的不断发展,人口不断增加、耕地面积不断减少,人们为了追求高产而大量使用化学肥料,致使土壤肥力特别是土壤有机质含量迅速下降,同时大量未被利用的土壤养分流失给环境带来了巨大的压力,降低了农作物的抗逆能力和抗衰老能力,最终导致农作物减产和品质恶化。本文旨在通过秸秆翻压还田改善土壤生态环境,提高土壤肥力,增加作物抗性,从而提高作物产量、改善产品品质。 试验于2005年~2006年在西北农林科技大学农作一站进行,作物种植方式为小麦—玉米一年两熟,小麦品种为西农979,玉米品种为陕单902。试验共设4个小麦秸秆还田量(对照、4500kg/hm2、6000 kg/hm2、7500 kg/hm2),比较系统地观测、研究了土壤养分含量、接茬作物玉米产量、隔茬作物冬小麦根系生长量和旗叶的部分抗性生理指标以及冬小麦产量和部分品质等指标,得出如下有参考价值的结论: 1不同秸秆还田量对接茬作物玉米产量的影响 秸秆翻压还田后对接茬作物玉米的产量测定结果表明:适量的秸秆还田对接茬作物产量没有显著的影响,对照和处理Ⅳ(7500kg/hm2)之间产量差异显著,对照和处理Ⅱ(4500kg/hm2)、处理Ⅲ(6000kg/hm2)以及处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ之间差异均不显著,产量以处理Ⅰ为最高,处理Ⅳ为最低。这说明适量的小麦秸秆还田(处理Ⅱ、处理Ⅲ)对接茬作物产量没有显著影响。秸秆还田量过高反而导致了接茬作物产量的下降。 2不同秸秆还田量对隔茬冬小麦抗衰老能力的影响 2.1对根系衰老的影响 本试验研究表明:处理Ⅲ的冬小麦根系生长量最大,在土壤15~20cm、20~30cm中处理Ⅲ的冬小麦根干重显著高于对照,处理Ⅳ的根系生长量在各生育期较对照显著下降;在15~20cm土壤处,开花期处理Ⅲ的根系TTC还原强度较对照增加了0.448×10-5 gTTC/g(FW)·h),成熟期处理Ⅲ的根系TTC还原强度较对照增加了0.949×10-5 gTTC/g(FW)·h);在20~30cm土壤处,花期处理Ⅲ的根系TTC还原强度较对照增加了0.231×10-5 gTTC/(gFW)·h),成熟期处理Ⅲ的根系TTC还原强度较对照增加了0.939×10-5 gTTC/g(FW)·h)。适量(6000 kg/hm2)秸秆还田后可显著促进隔茬冬小麦根系的生长,增加根系在深层土壤中的分布,延缓后期根系生长量的下降速率,提高小麦根系活力,特别是提高了深层土壤中的根系活力 2.2对隔茬冬小麦旗叶叶片衰老的影响 试验表明通过适量秸秆还田后隔茬冬小麦生育后期旗叶叶绿素含量、光合速率、SOD活性、POD活性及可溶性蛋白质含量等各项抗衰老指标都比对照有所提高,其中以处理Ⅲ的效果最好,处理Ⅳ的各项抗衰老指标反而比对照有所下降。 3不同秸秆还田量对隔茬冬小麦产量的影响 秸秆翻压还田后对隔茬作物冬小麦产量的测定结果表明:除处理Ⅰ与处理Ⅱ产量差异不显著外,其它各处理都达到显著差异,处理Ⅲ的产量最高,为7126.2kg/hm2。处理Ⅲ较对照增产152.5 kg/hm2、较处理Ⅱ增产140 kg/hm2。通过对接茬作物玉米和隔茬作物冬小麦的测产结果显示,适量的秸秆还田后对当季作物产量减产不显著的情况下可明显提高隔茬冬小麦的产量,总体上处理Ⅲ的效果是最佳的。 4不同处理对冬小麦籽粒糖分及淀粉含量的影响 通过对各个处理冬小麦籽粒糖分、淀粉的含量的测定,结果表明,适量的秸秆还田可提高冬小麦籽粒糖分和淀粉含量,并在一定的范围内随着还田量的加大而效果更加明显,以处理Ⅲ的效果为最好,到了处理Ⅳ的还田量糖分和淀粉含量反而下降。 5不同秸秆还田量对土壤肥力的影响 秸秆还田促进了土壤有机质的积累,迅速提高土壤中速效磷、速效钾的含量,缓步提高速效氮和全氮水平,特别对增强作物钾素营养作用尤为明显。综合两次土壤肥力测定结果以处理Ⅲ的增肥效果为最好。 在秸秆还田的前期,土壤各养分在表层有较大的增加,其它几层的增长相对较少,而随着秸秆还田时间的增长,下面层次的养分明显增加,这说明秸秆还田对土壤养分的影响随着时间的增长,影响的深度也不断加强。 6冬小麦旗叶抗性生理指标与土壤速效肥含量的相关性 通过对各抗性指标与土壤速效肥含量的相关性分析表明,冬小麦旗叶光合速率与速效氮、磷、钾含量都有相关性,其中速效氮和速效磷与光合速率达到了极显著和显著正相关性;土壤速效氮含量与POD活性、丙二醛含量及可溶性蛋白质含量相关性显著;土壤速效磷含量与各抗性指标相关性显著;土壤速效钾含量与SOD活性及可溶性蛋白质含量相关性显著。说明秸秆还田后土壤肥力增加,改善了冬小麦旗叶生育后期的抗性生理代谢,延缓了旗叶的衰老。 通过对各抗性指标与光合速率的相关性分析表明,各抗性指标在抑制冬小麦衰老过程中的作用大小依次为:丙二醛可溶性蛋白质POD活性SOD的活性(丙二醛-0.999**;可溶性蛋白质0.997**; POD活性0.976*;SOD活性0.954*)。


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