秸稈殘茬覆蓋對土壤水熱效應(yīng)和玉米產(chǎn)量的影響研究

【摘要】：玉米是我國的主要糧食作物之一，東北地區(qū)為玉米主產(chǎn)區(qū)，在該地區(qū)玉米的種植以雨養(yǎng)為主，尤其近年來生態(tài)環(huán)境的惡化，以及年內(nèi)降水的分配不均，使得玉米在不同的生長期內(nèi)容易出現(xiàn)春旱的情況。19世紀(jì)末興起的保護(hù)性耕作技術(shù)，以秸稈殘茬覆蓋和少耕免耕為主要處理措施，具有提高土壤蓄水保水能力的作用，在全球各地區(qū)引起廣泛的重視。我國也有很多相關(guān)的研究，但是限于作物種類和生長地區(qū)氣候的差異，同樣的處理措施會有不同的結(jié)論。因此研究適用于不同地區(qū)的秸稈殘茬覆蓋方式是目前亟需解決的問題。 本論文是以沈陽地區(qū)為例，結(jié)合教育部留學(xué)回國人員科研啟動基金課題“秸稈殘茬覆蓋耕作蓄水保墑保土機(jī)理的研究”（教外司留[2010]1174號），探討秸稈殘茬覆蓋對該地區(qū)雨養(yǎng)玉米土壤水熱效應(yīng)和作物產(chǎn)量的影響。通過在田間試驗(yàn)采集不同秸稈殘茬覆蓋方式對土壤水分、溫度、作物生長指標(biāo)和產(chǎn)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，分析不同秸稈殘茬覆蓋方式下的土壤含水率、地溫和棵間蒸發(fā)量在生長期內(nèi)的變化，探討不同秸稈殘茬覆蓋方式對其影響的差異；根據(jù)水量平衡原理計(jì)算不同生育期內(nèi)的耗水量以及作物的水分利用效率。主要有以下成果。 （1）在一年內(nèi)，尤其在休閑期內(nèi)和降大雨時(shí)，由于秸稈覆蓋有利于降水的入滲，同時(shí)對地表的蒸發(fā)有很大的限制作用，所以秸稈殘茬覆蓋方式可以提高土壤的含水率。不過全生育期內(nèi)各種處理的含水率總體變化趨勢相似。 （2）連續(xù)小量降水的情況下：幾種處理在60cm深度內(nèi)含水率均有升高，在60cm~80cm范圍內(nèi)，除了（淺松覆蓋）QSG有點(diǎn)增大外，其余的含水率都是在降低；不過變化都沒有（傳統(tǒng)耕作）DZ的大。集中大量降水情況下：不同處理均提高了土壤的含水率，平均提高量最大的要屬（留茬全覆蓋）CJG，是DZ提高量的34%，（壓實(shí)覆蓋）YG的含水率比DZ提高的最小，但是也占了DZ提高量的24.5%。說明秸稈殘茬覆蓋對小量降水時(shí)的土壤水分吸收不利而降大雨時(shí)的水分入滲有利。 （3）各種處理與DZ棵間蒸發(fā)均值比較都有下降，效果最顯著的要屬YG，相當(dāng)于比DZ降低了28%。說明秸稈覆蓋能夠抑制水分的蒸發(fā)，并且地表覆蓋越密實(shí)對水分蒸發(fā)的影響越大。 （4）秸稈殘茬覆蓋方式對作物的耗水量的影響為：在苗期、拔節(jié)期、抽穗期和灌漿期內(nèi)始終是CJG的耗水量與DZ的差距最大，尤其在抽穗期內(nèi)，達(dá)到了30.73mm，占DZ耗水量的39%；在成熟期內(nèi)只有QSG的耗水量比DZ的大，其他處理均小于DZ，其中（留茬覆蓋）CG和DZ之間的差最大，值為是6.59mm，占DZ耗水量的32%?？傮w來說，在降低作物耗水量方面是CJG和YG的效果好。 （5）在苗期，0~25cm范圍內(nèi)的地溫整體上CJGYG（條帶覆蓋）TGDZ。而其它三種處理，尤其在地表10cm范圍內(nèi)，QSGDZCG。說明在苗期整根秸稈和殘茬覆蓋均不利于地溫的升高，而少耕和碎秸稈覆蓋對溫度升高有利。在作物的生整個生長期內(nèi)，不同秸稈殘茬覆蓋地溫均值的變化說明了所有處理都使地溫降低了，只是降低的程度不同，其中QSG和CG的地溫更接近于DZ一些，而CJG的地溫和DZ的差距最大，有1.48℃之多。 （6）不同秸稈殘茬覆蓋方式的地溫都是隨著深度的增加在不斷的降低，只是變化量的變化趨勢有所不同。QSG和DZ的地溫是隨著深度的增加溫度在降低，并且深度越大溫差越小；CG和TG兩種處理的地溫是隨著深度的增大溫度在不斷的降低，深度增大溫差在變小，但是在20cm深度處溫差出現(xiàn)增加現(xiàn)象，YG與CJG的變化趨勢和CG與TG的相似，只是轉(zhuǎn)折點(diǎn)在15cm處?？傊?，秸稈殘茬覆蓋方式使地溫偏低，并且深度的增大，降溫的幅度是先減小后增大。 （7）保護(hù)性耕作措施在玉米出苗率方面：少耕效果優(yōu)于免耕，免耕效果優(yōu)于壓實(shí)；出苗方面最好的處理是QSG。秸稈殘茬覆蓋對作物L(fēng)AI的影響方面：不同處理的LAI為QSG DZ CGTGCJGYG；尤其是QSG，與DZ的LAI最大的差值能夠達(dá)到0.5，是DZ的LAI最大值的12%左右。所以QSG的對LAI的提高有利。 （8）通過分析可以看出水分生產(chǎn)效率由高到低依次為：TG、QSG、CG、DZ、CJG和YG。TG和CG兩種處理的產(chǎn)量雖然低于DZ的，但是它們的耗水量也低于DZ，計(jì)算得出這兩種處理的WUE超越了DZ，同時(shí)表明，秸稈殘茬覆蓋方式雖然對產(chǎn)量產(chǎn)生了影響，但是由于其在作物生長期內(nèi)能夠提高土壤保持水分的能力，使土壤含水率變化緩慢，提升了土壤的水分生產(chǎn)利用率。 【關(guān)鍵詞】：秸稈殘茬覆蓋 土壤含水率 棵間蒸發(fā) 地溫 水分利用效率
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：S513
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 課題來源14
• 1.2 研究目的及意義14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究進(jìn)展及現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 保護(hù)性耕作研究的發(fā)展15-17
• 1.3.2 保護(hù)性耕作蓄水保墑的相關(guān)研究17-19
• 1.3.3 玉米保護(hù)性耕作的相關(guān)研究19-20
• 1.4 研究的內(nèi)容、方法和技術(shù)路線20-24
• 1.4.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.4.2 研究方法21
• 1.4.3 研究路線21-24
• 第二章 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與項(xiàng)目測定方法24-26
• 2.1 試驗(yàn)區(qū)概況24
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)24-25
• 2.3 測定項(xiàng)目及方法25
• 2.4 數(shù)據(jù)分析方法25-26
• 第三章 秸稈殘茬覆蓋對土壤水熱效應(yīng)的影響分析26-42
• 3.1 不同秸稈殘茬覆蓋方式對土壤含水率的影響26-32
• 3.1.1 對休閑期土壤蓄水量的影響26-27
• 3.1.2 對玉米生長期內(nèi)含水率的影響27-28
• 3.1.3 30cm 深度范圍內(nèi)土壤含水率的變化28-29
• 3.1.4 對特殊雨型下水分入滲的影響29-32
• 3.2 不同秸稈殘茬覆蓋方式對棵間蒸發(fā)的影響32-36
• 3.2.1 對玉米生長期內(nèi)棵間蒸發(fā)的影響32-33
• 3.2.2 對耗水量的影響33-35
• 3.2.3 棵間蒸發(fā)占作物耗水量的比例分析35-36
• 3.3 不同秸稈殘茬覆蓋方式對地溫的影響36-42
• 3.3.1 對苗期地溫的影響36-37
• 3.3.2 對玉米生長期內(nèi)地溫的影響37-38
• 3.3.3 對不同深度地溫變化的影響38-42
• 第四章 秸稈殘茬覆蓋對玉米生長性狀及產(chǎn)量的影響分析42-54
• 4.1 不同秸稈殘茬覆蓋方式對玉米生長性狀的影響42-49
• 4.1.1 對玉米出苗率的影響42-44
• 4.1.2 對葉面積的影響44-46
• 4.1.3 對株高和莖粗的影響46-49
• 4.2 不同秸稈殘茬覆蓋方式對產(chǎn)量構(gòu)成的影響49-51
• 4.3 不同秸稈殘茬覆蓋方式的水分利用效率分析51-54
• 第五章 結(jié)論與建議54-58
• 5.1 結(jié)論54-57
• 5.2 建議57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64-65
• 論文圖表統(tǒng)計(jì)65

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