秸秆还田条件下土壤水分变化动态及其与小麦根系生长和功能的关系研究

摘要

为提高秸秆还田效果及推广应用秸秆还田技术，本研究以黄淮麦区大面积推广种植的小麦品种―百农矮抗58‖为供试材料，设置2种秸秆还田方式，即秸秆还田（RS）和秸秆不还田（CK）；3种土壤水分处理，分别为田间最大持水量的50％～55%（干旱处理，D），60%～65%（轻旱处理，SD）和70%～75%（适宜水分处理，N），通过连续两年的防雨棚微区控水试验，探索了秸秆还田和水分调控对小麦生长发育、秸秆腐解、产量及水分利用效率的影响。主要结果如下：
　　1、干旱条件下，小麦群体数量、单株叶面积、干物质积累量显著下降，单株次生根的发生和生长受到显著影响，根系活力及0～25cm土层中的根干重密度显著降低；与CK处理相比，RS处理的最大群体数量提高。干旱条件下RS处理的单株叶面积、地上部干物质积累量降低，生育后期根系活力及25～50cm土层中的根干重密度下降幅度高于CK。轻旱和适宜水分条件下，RS处理的最大群体数量显著增加，单株叶面积和地上部干物质积累量增加，生育后期根系活力及25～50cm土层中的根干重密度下降幅度减缓。
　　2、干旱条件下，小麦穗数和产量显著下降，灌水量和总耗水量显著降低，土壤贮水消耗量增加，水分利用效率提高；与CK处理相比，RS处理的产量和水分利用效率显著降低。轻旱和适宜水分条件下，与CK处理相比，RS处理的土壤水分条件明显改善，土壤贮水消耗量显著增加，总耗水量降低，穗数、穗粒数增加，产量和水分利用效率显著提高。结果还表明，秸秆还田方式和水分调控的交互作用对小麦产量和水分利用效率的影响达显著水平。
　　3、秸秆腐解前期（130d），干旱条件下秸秆腐解速率、氮素释放率显著降低，小麦收获后，不同土壤水分条件下的秸秆腐解速率、氮素释放率基本趋于一致。与播前相比，成熟期不同处理土壤有机质含量基本上表现为降低趋势，但RS处理土壤有机质含量的下降幅度较CK处理降低，与CK处理相比，返青期、成熟期RS处理的土壤有机质含量分别提高17.22%、13.47%，达显著水平。相同水分条件下不同生育时期RS处理的土壤碱解氮含量显著增加。另外，RS处理降低了籽粒蛋白质的含量，但与CK处理间的差异不显著，干旱条件下，RS处理的蛋白质产量显著降低了20.36%。

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中文摘要

1 文献综述

1.1 秸秆还田研究进展

1.1.1 秸秆资源及利用现状

1.1.2秸秆腐解及其影响因素

1.1.3 秸秆还田的效应

1.2 土壤含水量对作物生长发育及产量的影响

1.2.1 对作物根系生长发育的影响

1.2.2 对作物地上部生长发育及产量的影响

2 引言

3 材料与方法

3.1 试验区概况

3.2 供试材料

3.3 试验设计

3.4 田间管理

3.5 测定项目与方法

3.5.1土壤含水量

3.5.2群体数量

3.5.3株高

3.5.4地上部干物质量及叶面积

3.5.5根干重及根干重密度

3.5.6 根系活力

3.5.7 籽粒产量及其构成因素

3.5.8 土壤养分含量测定

3.5.9 秸秆腐解速率

3.6数据处理与统计分析

4 结果与分析

4.1玉米秸秆还田条件下麦田土壤水分变化动态及水分利用效率

4.1.1土壤水分变化动态

4.1.2小麦水分利用效率

4.2不同水分处理对玉米秸秆腐解的影响

4.2.1对秸秆腐解速率的影响

4.2.2 对秸秆氮素释放率的影响

4.3不同水分条件下玉米秸秆还田对土壤养分含量的影响

4.3.1 对土壤有机质含量的影响

4.3.2对土壤碱解氮含量的影响

4.4不同水分条件下玉米秸秆还田对小麦生长发育及产量和品质的影响

4.4.1对小麦群体动态及成穗率的影响

4.4.2对株高的影响

4.4.3对单株叶面积的影响

4.4.4对地上部干物质量的影响

4.4.5对单株次生根数的影响

4.4.6对不同土层根干重密度的影响

4.4.7对根系活力的影响

4.4.8对产量及构成因素的影响

4.4.9对收获指数的影响

5 结论与讨论

5.1不同水分条件下玉米秸秆还田对小麦生长发育的影响

5.2 不同水分条件下玉米秸秆还田对小麦产量及水分利用效率的影响

5.3 不同水分条件下秸秆还田对秸秆腐解和土壤养分影响

5.4 小结

参考文献

英文摘要