保护性耕作措施对土壤理化性质及旱地冬小麦茎秆生理特性的影响

摘要

试验于2008年10月-2009年6月在胶州市胶东镇国家保护性耕作试验基地进行，试验地为旱地，供试材料为济麦20。共设4个处理:传统耕作(CT)、整秆还田(NT1)、还田免耕(NT2)、深松还田(NTS)，试验研究了保护性耕作措施对土壤理化性状、冬小麦抗倒性、部分生理特性及产量和经济效益的影响，主要结果如下:
　　 1.保护性耕作措施有利于改善旱地土壤结构，达到蓄水保墒、培肥土壤的目的。在整个生育期中，保护性耕作处理0-20cm土层平均含水量高出传统处理10.77％-12.92％，20-40cm为8.55％-16.14％,整秆还田和还田免耕能增加耕层土壤含水量，深松更是有利于耕层以下土壤水分的增加;小麦返青后，保护性耕作处理0-20cm耕层土壤容重比传统处理低，有利于小麦植株根系的健壮生长;成熟期土壤有机质含量、全氮、速效氮、速效磷和含量速效钾都高于传统处理，但是20-40cm土壤养分各项指标除深松处理与0-20cm表现相同趋势外，整秆还田和还田免耕都有减小的趋势。土壤养分保证了植株生长所需营养的供应，尤其是钾肥能增强光合作用强度，促进糖分向茎秆输送，增强原生质的水化度、粘滋度和弹性，有利于纤维素形成，缩短节间长度，增强茎秆机械强度，使茎秆粗壮，从而有利于抗倒。
　　 2.保护性耕作措施在一定程度上增强了小麦机械组织强度，提高了抗倒性。灌浆中后期保护性耕作处理小麦旗叶SPAD值相对较高，小麦花后旗叶光合能力提高，有效延缓小麦后期衰老，延长叶片光合功能期;乳熟期深松及还田免耕处理小麦茎秆基部第一、第二节间生理特点:机械组织发达，细胞层数多，细胞壁增厚早且快，木质化程度高;维管束长且宽，数量多;秆壁厚度在抽穗前增厚迅速，且在开花乳熟期仍有增加，有着茎秆物质丰富、木质化程度高的特点。小麦基部节间抗倒伏性状明显增强，提高了小麦抗倒伏能力。
　　 3.保护性耕作措施相对延长了灌浆高峰持续期，提高了灌浆盛期的灌浆强度，更有利于籽粒增重。保护性耕作处理小麦由于出苗率降低造成了公顷穗数比传统处理大约减少240万/hm2，但因土壤水分增加，拔节后小麦生长逐渐变强，花后旗叶光合特性增强，光合功能期延长，干物质积累快，增强了籽粒灌浆速率，最终实现了穗粒数和千粒重的提高，特别是深松处理的穗粒数和千粒重具有显著性差异，一定程度上弥补了公顷穗数的不足，比传统处理增产近300kg/hm2;而整秆还田和还田免耕处理分别比传统处理减产1610.92kg/h2、1198kg/hm2，由此可见，保护性耕作措施下小麦产量形成主要依靠提高单株干物质积累量增加对小麦籽粒源的供应，提高灌浆中后期的籽粒增长速率，从而提高小麦穗粒数及千粒重。同时，三种保护性耕作措施的经济系数明显高于传统处理，更说明了保护性耕作措施能够增强冬小麦的个体生产能力，有效抑制植株倒伏，减少倒伏面积，降低倒伏减产量。
　　 通过对各处理进行经济效益分析可知，深松与传统处理产值和纯效益差异不明显，但显著高于整秆还田和还田免耕;深松处理净增产值299.19元/hm2，还田免耕和整秆还田处理净产值分别减少627元/hm2和1846.38元/hm2;产投比以还田免耕最高，传统和深松处理相当，整秆还田最低。由此可见，秸秆还田免耕播种结合土壤深松措施的保护性耕作方式能在不增加产投比的前提下，提高小麦植株的抗倒伏能力，获得较高的产量和经济效益。
　　 综合分析认为:保护性耕作提高旱地冬小麦抗倒性的关键是土壤深松与秸秆还田免耕播种，能综合改善耕层及其以下土壤理化性状，促进拔节后小麦个体发育能力，增强生育后期抗倒性，延长籽粒灌浆，最终达到优质高产，从而提高旱地小麦的综合生产能力。

目录

符号和缩略词说明

摘要

前言

材料与方法

1．供试材料

2．试验设计

3．测定项目和方法

结果与分析

1 保护性耕作措施对冬小麦生育期土壤理化特性的影响

1．1 保护性耕作措施下土壤容重的变化

1．2 保护性耕作措施对土壤孔隙度的影响

1．3 保护性耕作措施对土壤含水量的影响

1．4 保护性耕作措施对土壤养分的影响

2 保护性耕作措施对冬小麦光合特性的影响

2．1 保护性耕作措施对冬小麦叶绿素含量(SPAD值)的影响

2．2 保护性耕作措施对冬小麦旗叶光合速率(Pn)的影响

2．3 保护性耕作措施对冬小麦籽粒灌浆速率的影响

3 保护性耕作措施对冬小麦抗倒性的影响

3．1 保护性耕作措施对冬小麦根系的影响

3．2 保护性耕作措施对小麦茎秆及基部节间的影响

3．3 机械组织的变化

3．4 保护性耕作措施对冬小麦基部第二节间可溶性糖及蔗糖含量的影响

3．5 保护性耕作措施对乳熟期冬小麦节间氮素含量的影响

4 保护性耕作条件下倒伏对冬小麦生长发育及产量的影响

4．1 保护性耕作措施对冬小麦出苗和成穗的影响

4．2 倒伏的面积

4．3 倒伏对产量的影响

4．4 对冬小麦产量、产量构成及经济系数的影响

结论与讨论

参考文献

致谢

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