秸秆不同空间覆盖对旱地西瓜生长及土壤环境的影响

【摘要】：针对西北旱区干旱缺水的资源现状及种植业特点,本研究于2011年3月～8月在西北农林科技大学武功镇羊圈村农业研究示范基地进行了旱地西瓜玉米秸秆覆盖试验,通过设置地表全覆盖(WM)、行间覆盖(SM)和根域覆盖(RM)三种不同的覆盖方式及平作和垄作两种不同的栽培方式,研究秸秆不同空间覆盖处理对旱地西瓜0-120cm土层的土壤水分、5-25cm土层的土壤温度、0-60cm土层的土壤养分、西瓜光合特性、生长及产量和品质的影响,为北方旱地园艺作物秸秆覆盖栽培技术提供理论依据。主要研究结果如下： 1.不同秸秆覆盖处理种植西瓜均具有良好的蓄水保墒效果。在西瓜各生育时期内,各秸秆覆盖处理均较不覆盖处理(CK)提高了0-120cm土层的土壤总贮水量,其中以WM处理的提高幅度最大,依次为RM和SM处理。各覆盖处理在开花座果期和膨大前期根域、行间的土壤贮水量与CK间差异最大,开花座果期均显著高于CK(P0.05),垄作根域、行间各覆盖处理较CK的增幅分别为29.9-41.6mm.33.6-48.Omm.平作根域、行间各覆盖处理较CK的增幅分别为27.8-41.5mm.20.6-39.1mm.膨大前期,垄作各覆盖处理根域、行间的土壤贮水量较CK的增幅分别为17.6-54.8mm.26.O-37.8mm,平作行间的土壤贮水量与CK差异不显著,而根域土壤贮水量均显著高于CK,较CK的增幅为25.4-35.9mm。各秸秆覆盖处理在西瓜的不同生育时期,对0-120cm土层土壤含水量的影响存在差异。开花座果期,不同土层WM.SM和RM处理垄作的土壤含水量较CK的增幅分别为20.0%、17.5%和15.2%(P0.05),平作各覆盖处理较CK的增幅分别为35.7%、28.8%和34.9%(P0.05)。膨大期,不同土层WM.SM和RM处理垄作的土壤含水量较CK的增幅分别为21.1%、17.6%和20.3%(P0.05),平作各覆盖处理较CK的增幅分别为33.9%、15.9%和19.1%(P0.05)。 2.各秸秆覆盖处理均较CK不同程度地降低了西瓜苗期和伸蔓期5-25cm土层的地温,根域以SM处理的降幅最小,行间以RM处理的降幅最小,且垄作各覆盖处理均较平作相应各覆盖处理降低土壤温度的幅度小；5～10cm土层的地温变化幅度最大,随土层加深覆盖处理降温幅度逐渐减小。且5～10cm土层的地温峰值均出现在14：00,14：00后各覆盖处理的地温开始下降,而15～25cm土层的地温一直处于缓慢上升状态,其峰值表现出滞后现象,均出现在20：00。在西瓜苗期,秸秆覆盖处理的土壤温度显著低于CK,各秸秆覆盖处理的日平均地温较CK的降幅为0.7-4.1℃；随着生育时期的推移,西瓜进入伸蔓前期,瓜蔓大面积覆盖地表,秸秆覆盖处理的低温效应大幅降低,伸蔓前期日平均地温较CK的降幅减小为0.6-2.9℃；伸蔓后期为0.1-2.7℃；至西瓜进入开花座果期,各秸秆覆盖处理与CK间的地温无明显差异。垄作各覆盖处理较平作各覆盖处理提高了西瓜的地温,尤其在西瓜根域的这种增温效果更显著。 3.垄作、平作WM、SM和RM各覆盖处理均提高了西瓜收获后0-60cm土层的土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量,且垄作各覆盖处理的各土层速效养分的含量均高于平作各覆盖处理相应土层的含量。各秸秆覆盖处理对碱解氮、速效磷和速效钾的影响各不相同,均以对速效磷的影响最小,对表层养分的影响最大,随土层加深,影响逐渐减小。各覆盖处理根域、行间不同土层速效磷的含量均低于碱解氮和速效钾的含量,较CK的增幅也均明显低于碱解氮和速效钾。 4.垄作的WM处理较CK提高SPAD值的幅度最大；各秸秆覆盖处理的净光合速率和蒸腾速率：垄作以RM处理、平作以WM处理较CK的增幅最大；胞间CO2浓度均以WM处理较CK的增幅最大。各秸秆覆盖处理均较CK降低了叶温,且垄作以RM处理、平作以WM处理较CK的降幅最大。 5.各秸秆覆盖处理对农艺性状的影响：各秸秆覆盖处理均较CK降低了西瓜伸蔓期的主蔓长度、叶片数和叶面积,不同程度地提高了开花座果期主蔓长度等指标；各秸秆覆盖处理增加西瓜的纵横经、体积及单果重等果实性状指标的幅度不大,且较CK提高了成熟期西瓜的生物量(根鲜重、茎叶鲜重及果实鲜重)；各覆盖处理均可显著提高西瓜产量(P0.05),3种不同秸秆覆盖处理亦显著提高了西瓜的水分利用效率(P0.05),且均以WM处理较CK增幅最大,各覆盖处理的产量及水分利用效率较CK的增幅分别为24.8%-47.0%、42.7%～92.0%；垄作和平作地表全覆盖处理均可显著提高果肉边缘及中间的可溶性固形物含量(P0.05),从而使西瓜的品质得到显著提高。 6.垄作地表全覆盖秸秆处理(WM)可大幅提高土壤水分、温度、速效养分含量、光合参数、产量、品质及水分利用效率,可作为旱地西瓜覆盖栽培的适宜模式。 【关键词】：秸秆覆盖 西瓜 土壤环境 作物光合特性 产量
【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】：2012
【分类号】：S651
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 文献综述13-18
• 1.1 研究背景13
• 1.2 秸秆覆盖对土壤环境的影响13-15
• 1.2.1 秸秆覆盖对土壤水分的影响13-14
• 1.2.2 秸秆覆盖对土壤温度的影响14-15
• 1.2.3 秸秆覆盖对土壤养分的影响15
• 1.3 秸秆覆盖对作物光合特性及SPAD值的影响15-16
• 1.4 秸秆覆盖对作物生长、产量及品质的影响16-17
• 1.4.1 秸秆覆盖对作物生长的影响16
• 1.4.2 秸秆覆盖对作物产量的影响16
• 1.4.3 秸秆覆盖对作物品质的影响16-17
• 1.5 研究目标与内容17-18
• 1.5.1 研究目标17
• 1.5.2 研究内容17-18
• 第二章 材料与方法18-22
• 2.1 试验地概况18
• 2.2 试验设计18-19
• 2.3 测定项目与方法19-21
• 2.3.1 土壤水分19
• 2.3.2 土壤温度19-20
• 2.3.3 土壤养分20
• 2.3.4 光合参数及SPAD值20
• 2.3.5 农艺性状20
• 2.3.6 产量20
• 2.3.7 果实性状20-21
• 2.3.8 生物量21
• 2.3.9 作物耗水量及水分利用效率21
• 2.3.10 品质21
• 2.4 数据统计与分析21-22
• 第三章 秸秆覆盖对旱地西瓜土壤水分的影响22-30
• 3.1 秸秆覆盖处理对垄作西瓜土壤水分的影响22-25
• 3.1.1 秸秆不同空间覆盖下垄作西瓜全生育期土壤贮水量动态22-23
• 3.1.2 秸秆不同空间覆盖下垄作西瓜全生育期土壤水分的垂直变化23-25
• 3.2 秸秆覆盖处理对平作西瓜土壤水分的影响25-30
• 3.2.1 秸秆不同空间覆盖下平作西瓜全生育期土壤贮水量动态25-27
• 3.2.2 秸秆不同空间覆盖下平作西瓜全生育期土壤水分的垂直变化27-30
• 第四章 秸秆覆盖对旱地西瓜土壤温度的影响30-36
• 4.1 秸秆不同空间覆盖下西瓜日平均地温的变化30-32
• 4.1.1 西瓜根域日平均地温的变化30-31
• 4.1.2 西瓜行间日平均地温的变化31-32
• 4.2 秸秆不同空间覆盖下西瓜平均地温的日变化32-36
• 4.2.1 西瓜苗期平均地温的日变化32-34
• 4.2.2 西瓜伸蔓期平均地温的日变化34-36
• 第五章 秸秆覆盖对旱地西瓜土壤养分的影响36-39
• 5.1 秸秆不同空间覆盖西瓜收获后土壤碱解氮的差异36-37
• 5.2 秸秆不同空间覆盖西瓜收获后土壤速效磷的差异37-38
• 5.3 秸秆不同空间覆盖西瓜收获后土壤速效钾的差异38-39
• 第六章 秸秆覆盖对旱地西瓜光合特性的影响39-44
• 6.1 秸秆覆盖对西瓜功能叶SPAD值的影响39
• 6.2 秸秆覆盖对西瓜功能叶净光合速率的影响39-40
• 6.3 秸秆覆盖对西瓜功能叶蒸腾速率的影响40-41
• 6.4 秸秆覆盖对西瓜功能叶气孔导度的影响41-42
• 6.5 秸秆覆盖对西瓜功能叶胞间CO_2浓度的影响42
• 6.6 秸秆覆盖对西瓜功能叶叶温的影响42-44
• 第七章 秸秆覆盖对旱地西瓜生长、产量及品质的影响44-49
• 7.1 秸秆覆盖对西瓜农艺性状的影响44-45
• 7.2 秸秆覆盖对西瓜果实性状的影响45-46
• 7.3 秸秆覆盖对西瓜成熟期生物量的影响46-47
• 7.4 秸秆覆盖对西瓜产量及水分利用效率的影响47-48
• 7.5 秸秆覆盖对西瓜品质的影响48-49
• 第八章 结论与讨论49-55
• 8.1 秸秆覆盖对土壤水分的影响49-50
• 8.2 秸秆覆盖对土壤温度的影响50-51
• 8.3 秸秆覆盖对土壤养分的影响51
• 8.4 秸秆覆盖对西瓜光合特性的影响51-52
• 8.5 秸秆覆盖对西瓜生长、产量和品质的影响52-55
• 8.5.1 秸秆覆盖对西瓜生长的影响52-53
• 8.5.2 秸秆覆盖对西瓜产量的影响53-54
• 8.5.3 秸秆覆盖对西瓜品质的影响54-55
• 参考文献55-60
• 致谢60-61
• 作者简介61

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