不同覆盖和秸秆还田方式对旱地小麦土壤水分的影响

【摘要】：西北黄土高原深处内陆，气候、土壤和生产条件等与我国北方其它旱作麦区有很大不同，旱情也比其它旱作区更为严酷，探索和推广新的栽培方式，最大限度提高有限降水条件下的小麦生产力，是该区农业生产的现实需要。本研究于2011～2012年在黄土高原典型旱作生态条件下，以冬、春小麦为对象，全面系统的研究了不同覆盖方式以及不同秸秆还田方式对土壤水分和产量形成的影响，主要结论如下： 1覆盖和秸秆还田对土壤水分的影响 0～200cm土壤含水量秸秆覆盖好于覆膜处理，残膜二茬利用好于新覆膜，冬前覆膜好于春季覆膜，冬小麦好于春小麦。冬小麦的残膜二茬利用处理（WT6）和春小麦的夏季覆膜+麦秸还田处理（ST6）在各时期、各土层土壤含水量普遍高于CK， WT6及ST6的0～200cm平均土壤含水量分别较CK高0.89、1.37个百分点。冬小麦其他覆盖处理开花前0~90cm土壤含水量高于CK，而开花后0～90cm土层以及全生育期90～200cm含水量普遍低于CK。春小麦其它覆盖处理（除春小麦春季覆膜（ST3））全生育期0～90cm土壤含水量高于CK，90～200cm土壤含水量在分蘖期～孕穗期和蜡熟期普遍低于CK，其余生育时期则高于CK。 冬、春小麦各处理的土壤水分差异土层间均表现为0~90cm土层大于90~200cm土层；时期间冬小麦以开花期～灌浆初期差异较大，春小麦以分蘖期～孕穗期差异较大。冬、春小麦土壤水分的变化幅度均表现为拔节前0~90cm土层90~200cm土层，而孕穗期后则相反。 0～200cm的土壤含水量小麦秸秆还田略好于玉米秸秆还田，春小麦好于冬小麦。秸秆还田总体改善冬、春小麦的0～200cm的土壤含水量，但冬小麦在开花期～灌浆初期、春小麦在蜡熟期低于CK。冬、春小麦均以秸秆还田+覆膜+播前镇压处理的0～200cm土壤含水量最好，分别比CK高0.48和1.18个百分点；冬、春小麦0～200cm平均含水量均以玉米秸秆还田+不覆膜+播前镇压处理（W2、S2）土壤含水量最低，分别比CK低0.07和0.16个百分点。 冬、春小麦各处理间的土壤水分差异，土层间分别以0～20cm、120～150cm最大；时期间均以分蘖期差异最大。各处理冬、春小麦土壤水分变化幅度均为拔节前0～90cm土层90～200cm土层，抽穗后则相反。 2覆盖和秸秆还田对小麦耗水特性的影响 覆盖处理能普遍提高冬、春小麦对土壤贮水的利用，进而增加生育期农田总耗水量。冬、春小麦农田总耗水量、土壤贮水消耗量及其占农田总耗水量的比例分别比CK高4.15%和5.05%、14.15%和35.53%、2.67和4个百分点，总体表现为冬小麦大于春小麦，覆膜大于秸秆覆盖。 秸秆还田处理的普遍降低了冬小麦对土壤贮水的利用，进而降低生育期农田总耗水量；而春小麦则与之相反。秸秆还田处理的农田总耗水量、土壤贮水消耗量及其占农田总耗水的比例，冬小麦平均分别比CK低2.59%、8.83%和1.89个百分点，而春小麦分别比CK高5.29%、39.67%和4.32个百分点，冬、春小麦均以覆膜+播前不镇压处理最低。 3覆盖和秸秆还田对小麦水分利用效率的影响 覆盖处理（除春小麦的小麦整秆覆盖（ST5））普遍提高冬、春小麦的产量和水分利用效率。产量和WUE的提高幅度总体表现为覆膜大于秸秆覆盖，新覆膜大于残膜二茬利用，冬前覆膜大于春季覆膜。覆盖处理冬、春小麦产量分别平均比CK高20.04%（4.98%～28.96%）和28.33%（21.71%～37.31%），WUE分别平均比CK高15.22%（8.88%～23.18%）和22.46%（18.91%～30.60%）。 秸秆还田处理（除冬小麦的小麦秸秆还田+W6）普遍提高冬、春小麦产量，平均分别比CK高13.19%（-7.37%～32.80%）、5.78%（0.08%～14.67%），并且均以秸秆还田+覆膜+播前镇压（W1、W4）处理最高，平均分别比CK高31.87%、36.07%。秸秆还田处理（除W6）冬小麦水分利用效率与产量变化一致，平均比CK高16.24%（-4.91%～36.19%）；而春小麦仅秸秆还田+覆膜+播前镇压（S1、S4）处理的WUE平均比CK高4.22%，其它处理总体低于CK，平均低1.47%。 【关键词】：地膜覆盖 秸秆覆盖 秸秆还田 土壤水分 产量 冬小麦 春小麦
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S512.1
【目录】：

• 摘要2-4
• Summary4-8
• 第一章 文献综述8-19
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 小麦的耗水规律9
• 1.3 地膜覆盖栽培技术的研究与应用9-11
• 1.3.1 地膜覆盖的产量效应10
• 1.3.2 地膜覆盖的水分效应10-11
• 1.3.3 地膜覆盖栽培技术的弊端11
• 1.4 秸秆覆盖栽培技术的研究与应用11-15
• 1.4.1 秸秆覆盖的产量效应12-13
• 1.4.2 秸秆覆盖的水分效应13-15
• 1.4.3 秸秆覆盖栽培技术的弊端15
• 1.5 秸秆还田栽培技术的研究与应用15-17
• 1.5.1 秸秆还田的产量效应16
• 1.5.2 秸秆还田的水分效应16-17
• 1.5.3 秸秆还田栽培技术的弊端17
• 1.6 地膜覆盖、秸秆覆盖及还田产量、水分效应的比较17-19
• 第二章 试验材料与方法19-22
• 2.1 试验材料与设计19-21
• 2.1.1 不同覆盖方式试验19-20
• 2.1.1.1 冬小麦19-20
• 2.1.1.2 春小麦20
• 2.1.2 秸秆还田试验20-21
• 2.1.2.1 冬小麦20-21
• 2.1.2.2 春小麦21
• 2.2 测定项目与方法21-22
• 2.2.1 土壤含水量测定及耗水量的计算21
• 2.2.2 植株含水率的测定21
• 2.2.3 数据处理21-22
• 第三章 覆盖方式对旱地小麦土壤水分的影响22-45
• 3.1 冬小麦22-33
• 3.1.1 不同覆盖方式的水分差异22-29
• 3.1.1.1 夏闲期不同覆盖方式对 0～200cm土层土壤水分的影响22-23
• 3.1.1.2 不同土层和时期土壤水分的时空差异23-26
• 3.1.1.3 全生育期 0～200cm土壤平均含水量26
• 3.1.1.4 不同时期 0～200cm土壤平均含水量及动态变化26-27
• 3.1.1.5 各土层全生育期平均土壤含水量27-28
• 3.1.1.6 不同覆盖方式土壤含水量与植株水分状况的关系28-29
• 3.1.2 不同覆盖方式对农田耗水特征的影响29-31
• 3.1.2.1 对麦田总耗水量及其分配的影响29-30
• 3.1.2.2 对 0～200cm各土层土壤贮水消耗量的影响30-31
• 3.1.3 不同覆盖方式的产量和水分利用效率31-32
• 3.1.4 不同覆盖方式对农艺指标的影响32-33
• 3.1.5 不同覆盖方式产量及其构成与土壤水分的相关性33
• 3.2 春小麦33-45
• 3.2.1 不同覆盖方式的水分差异33-41
• 3.2.1.1 休闲期不同覆盖方式对 0～200cm土层土壤水分的影响33-34
• 3.2.1.2 不同土层和时期土壤水分的时空差异34-38
• 3.2.1.3 全生育期 0～200cm土壤平均含水量38
• 3.2.1.4 不同时期 0～200cm土壤平均含水量及动态变化38-39
• 3.2.1.5 各土层全生育期平均含水量39-40
• 3.2.1.6 不同覆盖方式土壤含水量与植株水分状况的关系40-41
• 3.2.2 不同覆盖方式对农田耗水特征的影响41-42
• 3.2.2.1 对麦田总耗水量及其分配的影响41
• 3.2.2.2 对 0～200cm各土层土壤贮水消耗量的影响41-42
• 3.2.3 不同覆盖方式的产量和水分利用效率42-43
• 3.2.4 不同覆盖方式对农艺指标的影响43-44
• 3.2.5 不同覆盖方式产量及其构成与土壤水分的相关性44-45
• 第四章 秸秆还田对旱地小麦土壤水分的影响45-69
• 4.1 冬小麦45-57
• 4.1.1 不同秸秆还田方式的水分差异45-52
• 4.1.1.1 不同土层和时期土壤水分的时空差异45-49
• 4.1.1.2 全生育期 0～200cm土壤平均含水量49
• 4.1.1.3 不同时期 0～200cm土壤平均含水量及动态变化49-50
• 4.1.1.4 各土层全生育期平均含水量50-51
• 4.1.1.5 不同秸秆还田方式土壤含水量与植株水分状况的关系51-52
• 4.1.2 不同秸秆还田方式对农田耗水特征的影响52-54
• 4.1.2.1 对麦田总耗水量及其分配的影响52-53
• 4.1.2.2 对 0～200cm各土层土壤贮水消耗量的影响53-54
• 4.1.3 不同秸秆还田方式的产量和水分利用效率54-55
• 4.1.4 不同秸秆还田方式对农艺指标的影响55-56
• 4.1.5 不同秸秆还田方式产量及其构成与土壤水分的相关性56-57
• 4.2 春小麦57-69
• 4.2.1 不同秸秆还田方式的水分差异57-64
• 4.2.1.1 休闲期不同还田方式对 0～200cm土层土壤水分的影响57-58
• 4.2.1.2 不同土层和时期土壤水分的时空差异58-61
• 4.2.1.3 全生育期 0～200cm土壤平均含水量61
• 4.2.1.4 不同时期 0～200cm土壤平均含水量及动态变化61-62
• 4.2.1.5 各土层全生育期平均含水量62-63
• 4.2.1.6 不同秸秆还田方式土壤含水量与植株水分状况的关系63-64
• 4.2.2 不同秸秆还田方式对农田耗水特征的影响64-65
• 4.2.2.1 对麦田总耗水量及其分配的影响64
• 4.2.2.2 对 0～200cm各土层土壤贮水消耗量的影响64-65
• 4.2.3 不同秸秆还田方式的产量和水分利用效率65-66
• 4.2.4 不同秸秆还田方式对农艺指标的影响66-67
• 4.2.5 不同秸秆还田方式产量及其构成与土壤水分的相关性67-69
• 第五章 结论与讨论69-77
• 5.1 不同覆盖方式对冬、春小麦土壤水分及产量的影响69-73
• 5.1.1 结论69-70
• 5.1.2 讨论70-73
• 5.2 秸秆还田对冬、春小麦土壤水分及产量的影响73-77
• 5.2.1 结论73-74
• 5.2.2 讨论74-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-87
• 作者简介87-88
• 导师简介88-89

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