半干旱区苜蓿沟垄覆盖种植对集水保墒和土壤环境影响的研究

摘要

针对西北地区种植结构单一，生产力低下，水资源不足导致紫花苜蓿出苗率、成苗率低，生长发育不良、产量低的特点，研究不同起垄覆盖集水保墒技术对紫花苜蓿产量和品质的影响，观测不同覆盖材料和不同沟垄比对干草产量、出苗率、土壤贮水量及土壤质量的影响。试验以紫花苜蓿为材料，采用田间沟垄覆盖集水种植设计，垄为集雨区，沟为种植区，小区随机排列，共设9个处理（4个沟垄比处理×2种垄覆盖方式×1种沟覆盖方式+1平作（CK）），重复3次。4种沟垄比为60：30、60：45、60：60、60：75（单位cm），垄覆盖方式为覆膜垄和土垄，覆膜垄上塑料薄膜宽1.2m，厚度0.08mm，边缘用土压牢，以防被风损害，土垄为人工原土夯实。沟覆盖方式为播种后沟内用秸秆（小麦）覆盖，秸秆覆盖量6600～6750kg.hm-2，当牧草出苗率达70%时，去除秸秆覆盖（膜垄沟覆麦秆简称为膜垄沟秸，土垄沟覆麦秆简称为土垄沟秸）。集雨垄高20cm，顶部成弧形，垄面与地面成45°角，垄长6m，每个小区有四条垄三条沟。对照为平地不覆盖秸秆，所有处理播种量、播种方式、播种深度、田间管理措施相同。研究结果表明： 1.膜垄沟秸处理提高了苜蓿的出苗率和成苗率，缩短了出苗天数和成苗天数。膜垄沟秸的平均出苗率为82.7%，成苗率为70.81%；土垄集雨面平均出苗率为74.2%，成苗率为59.03%。平作（CK）的出苗率和成苗率分别为77.9%和67.16%。出苗率的排序为MR60>MR75>MR45>SR60>SR75>CK>MR30>SR45>SR30，成苗率的排序为MR60>MR75>MR45>CK>SR75>MR30>SR60>SR45>SR30，MR60的出苗率和成苗率最高，分别为90.37%a和78.33%a。 2.膜垄沟秸处理提高了单位面积的干草产量，促进了苜蓿对矿物质全磷全钙的吸收和粗蛋白粗脂肪的合成代谢，同时抑制了酸性纤维的合成。宽垄覆膜沟秸处理（沟宽：垄宽=75：60cm和沟宽：垄宽=60：60cm）的增产效果好于窄垄覆膜沟秸处理（沟宽：垄宽=45：60cm和沟宽：垄宽=30：60cm），各处理干草产量次序为MR60>MR75>MR45>MR30>SR60>SR75>SR45>SR30。MR60的综合表现最佳，苜蓿植株全钙含量为1.521%，全磷含量为0.571%，酸性纤维为11.294%，粗脂肪为2.973%，粗蛋白为27.413%。 3.垄膜沟秸处理对汇集雨水、降低土壤水分蒸发面、改善0-120cm土壤水分供应状况具有明显的作用和效果；土垄集雨作用并不明显。第一茬苜蓿生长阶段MR75处理土壤贮水量比CK高25.08mm，第二茬苜蓿生长阶段MR75处理土壤贮水量比CK高24.84mm。 4.沟垄覆盖集水栽培，一定程度上能够增加表层0-20cm土壤中有效养分，与CK相比，膜垄沟秸0-20cm表层土壤全氮含量显著提高，抑制了土壤有机碳含量的下降，降低了速效磷的下降程度，全磷全氮和有机质含量上升，速效成分下降。提高了水分效率，MR60的水分利用效率最高。 总之，膜垄沟秸处理与常规平作相比，特别是MR60和MR75处理，增加了土壤中养分含量，尤其是增加了土壤全氮含量，抑制有机质含量的下降速度，改善降水空间分配和土壤供水能力，增加局部水分供给，改善紫花苜蓿田间生态环境和水分利用率，提高雨水利用效率，提高苜蓿产量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章研究背景及意义

1.1半干旱地区生态环境的现状

1.2半干旱地区抗旱农业的发展趋势

1.3苜蓿在生态环境建设中的意义

1.3.1改善生态环境

1.3.2防止水土流失

第二章文献综述

2.1雨水集流的定义及其发展历史

2.1.1雨水集流的定义

2.1.2雨水集流系统的发展历史

2.2沟垄覆膜集雨技术

2.2.1沟垄覆膜集雨技术的概念

2.2.2沟垄覆膜集雨技术的理论基础

2.2.3国内外沟垄覆膜集雨技术的研究现状

2.3苜蓿的植物学和生物学特性

2.4问题的提出

2.5研究思路与技术路线

第三章材料与方法

3.1研究区域概况

3.2试验设计

3.3田间管理

3.4观测项目及方法

3.4.1土壤水分测定

3.4.2土壤养分测定

3.4.3紫花苜蓿产量性状和品质指标的测定

3.5数据统计

第四章结果与分析

4.1不同处理对苜蓿生产力的影响

4.1.1不同集雨处理对出苗率及出苗天数的影响

4.1.2不同处理对成苗率和成苗天数的影响

4.1.3不同处理对紫花苜蓿干草产量的影响

4.1.4土壤水分和出苗率成苗率的相关分析

4.2不同处理对苜蓿植株品质的影响

4.2.1不同处理对苜蓿植株全钙含量的影响

4.2.2不同处理对苜蓿植株全磷含量的影响

4.2.3不同处理对苜蓿植株酸性洗涤纤维含量的影响

4.2.4不同处理对苜蓿植株粗脂肪含量的影响

4.2.5不同处理对苜蓿植株粗蛋白含量的影响

4.3不同处理对土壤水分的影响

4.3.1不同处理对土壤贮水量的影响

4.3.2不同处理下不同土层土壤贮水量的差异

4.3.3不同处理对水分利用效率的影响

4.4不同处理对土壤养分变化的影响

4.4.1有机碳含量

4.4.2土壤全氮和碱解氮的含量

4.4.3土壤全磷和速效磷的含量

4.4.4有效K含量

第五章讨论与结论

一、讨论

1产量与出苗率和成苗率的关系

2不同处理下苜蓿植株的品质

3不同处理下土壤贮水量和水分利用效率

4不同处理下土壤的养分

二、结论

参考文献

致 谢

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