种植模式、作物组合和物种多样性对半干旱区旱地农田生产力的效应

摘要

在黄土高原半干旱地区，低温、水资源短缺和贫瘠的土资源是限制该地区作物生长的主要因素。为了提高该地区作物的产量和经济效益，从种植模式、作物组合和物种多样性的角度出发，探究种植模式、作物组合和物种多样性对总产量的影响，试验于2015-2016年在半干旱地区进行了连续2个生长季的大田示范性试验。试验设置17个处理：以玉米、豌豆和马铃薯单作为对照，设置玉米/豌豆、玉米/马铃薯和豌豆/马铃薯在1:1、1:2、2:1和2:2下4种行比的间作，同时设置玉米/豌豆/马铃薯间作的2种行比是1:1:1和2:2:2，研究不同物种间作组合和间作行比下玉米、豌豆、马铃薯的主要农艺性状和经济效益，同时探讨了种植模式和物种多样性对作物总产量的影响。主要获得以下研究结果：
　　在两年的生长季，各间作处理的总产量均小于玉米单作（MT），玉米/马铃薯间作的总产量显著高于豌豆/马铃薯间作的总产量。在保持各小区面积不变的情况下，因为间作行比的变化导致物种种植密度的变化，受玉米种植密度的影响，玉米/豌豆间作的总产量在两个生长季均小于MT的产量。在2015年，各间作种植模式下的土地当量比（LER）均大于1，且玉米/马铃薯间作的总产量显著大于马铃薯单作（ST），但与玉米单作（MT）的产量无显著性差异，玉米/马铃薯在四种行比间作下的总产量无显著性差异。在2016年，玉米/马铃薯在间作行比2:1和2:2下的总产量与MT无显著性差异，其余各处理的总产量均小于MT。在2015年，各间作处理下的单株玉米产量无显著差异，但在2016年间作对玉米的单株产量有一定的影响。在2015年和2016年，间作模式对豌豆和马铃薯的单株产量也有一定的影响。
　　与MT相比，玉米/豌豆在四种行比间作下的玉米农艺性状无明显变化，在玉米/马铃薯间作以及玉米/豌豆/马铃薯间作模式中，不同种植模式对玉米的株高和穗长有一定的影响；与豌豆单作（PT）相比，间作对百粒重无影响，但间作对株高、分枝数和单株荚数有一定的影响；与马铃薯（ST）相比，间作模式对株高、单株结薯数和单株商品数均有一定程度的影响。
　　在2015年，P2S2即豌豆与马铃薯按2:2行比间作的经济效益最高，每公顷产值可达10002元，分别较单作豌豆和单作马铃薯提高了205.6％、25.6%；2016 年M2S2即玉米与马铃薯按2:2行比的间作的经济效益最高，每公顷产值可达9583元，分别较单作玉米和单作马铃薯提高了6.8%、79.9%。导致两年试验经济效益差异的可能原因是由于2016年生长季降水及气候造成作物大量减产。
　　本试验结果表明：种植模式对总产量有显著性影响，其中，作物组合起决定性的作用，而物种多样性与总产量之间不存在某种必然的联系。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1黄土高原半干旱区概述

1.2 黄土高原半干旱区农业概况

1.3 玉米/豌豆间作研究

1.4 玉米/马铃薯间作研究

1.5 豌豆/马铃薯间作研究

1.6 间套作与物种多样性关系

1.7 研究内容

第二章 材料与方法

2.1 试验区概况

2.2 试验设计及材料

2.3 田间操作

2.4 取样及测定方法

2.5 数据分析

第三章 研究结果

3.1 不同间作模式的总产量比较

3.2 不同间作模式对玉米产量及产量性状的影响

3.3不同间作模式对豌豆产量及农艺性状的影响

3.4 不同间作模式对马铃薯产量及其产量性状的影响

3.5 不同种植模式下的经济效益分析

3.6 物种多样性对总产量的影响

第四章 讨论

4.1 不同种植方式对玉米、豌豆、马铃薯产量的影响

4.2 不同种植模式间作对作物农艺性状的影响

4.3 不同种植模式对经济效益的影响

4.4 物种多样性与总产量的相互关系

第五章 主要结论与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

在学期间科研成果

致谢