黄土塬区等量供水条件下冬小麦生育期差别补水效应及农田与果园耗水过程比较

摘要

在黄土高原南部塬区，冬小麦是主要粮食作物，以旱作种植为主。播期土壤贮水与生育期降水共同构成了小麦生长发育的水分来源。通过不同底墒与生育期差别补灌（模拟不同的降水条件）组合的冬小麦田间试验，揭示在等量供水条件下，底墒与补灌组合处理对冬小麦产量、耗水量（ET）、水分利用效率（WUE）的影响，为旱作冬小麦稳产增产管理措施选择提供依据。针对旱塬区农田生产力的提高与农田大面积转变为苹果园的现状，通过低产、高产农田与13龄果园土壤水分长期定位观测试验，对比分析同样降水供给条件下农田、果园的土壤水分特征及动态变化、量化二者的耗水差异；分析低产、高产农田休闲期土壤储水增减动态及补给特征，进一步探讨降水贮存效率（PSE）及其影响因素。主要结果如下： 1、在等量供水条件下，提高底墒可增加冬小麦营养生长前期的茎蘖数；低底墒时，起身期灌水可弥补底墒不足的影响，提高成熟期有效穗数；CK处理生育期耗水量略高于其他处理，灌水时期对耗水量没有显著影响；各处理间WUE无显著差异，其中以CK处理最低。在底墒+生育期灌水形成的等量供水条件下，起身期、孕穗期灌水可发挥与等量底墒水一致的增产效应；灌浆期灌水的增产效应与底墒有关，底墒低灌水量高，增产效应减弱。在旱作农田管理中，重视夏闲期蓄水保墒、抑制生育期内土壤水分棵间蒸发是提高作物产量与WUE的关键。 2、低产、高产农田与13龄果园干湿交替层深度范围分别为0-220、0-160、0-140cm，深层土壤水分波动均较小，表现出一定的时间稳定性。土壤储水量年内始终表现为低产农田＞高产农田＞13龄果园，水分动态变化一致。在试验年份，经过一年的水分平衡，农田土壤储水略有增加，而果园储水有所减少。3个样地均发现有不同程度的土壤干燥化，其中13龄果园形成了厚度超过5米的轻度土壤干层。在黄土塬区，无论农田还是果园，需要大力推广有效的蓄水保墒措施以增加对降水的贮存与利用。 3、农田休闲期土壤水分补给受降水、蒸散、土壤前期储水等多个因素的影响。在夏闲期，多年结果表明低产农田降水贮存效率为33%，高产农田为40%；在冬闲阶段，低产农田蒸散量大于高产农田。夏闲期高产农田降水贮存效率与降水量存在显著正相关关系，随降水量的增加，低产、高产农田降水贮存效率的差异逐渐增大。夏闲期初始土壤水分状况影响对降水的贮存，初始土壤储水量每增加1mm，蒸散量增加0.76mm；随土壤水分亏缺量的增加，降水贮存效率增大。

目录

声明

第一章 绪论

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究目的与意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 冬小麦产量及水分利用效率

1.2.2 果园、农田土壤水分及耗水特征

1.2.3 农田休闲期对降水的贮存

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章 试验区概况与试验设计

2.1 试验区概况

2.2 试验设计

2.2.1 冬小麦田间试验设计

2.2.2 果园、农田长期定位观测

2.3.1 土壤水分测定及计算

2.3.2 冬小麦相关指标测定及计算

2.3.3 统计分析及绘图

第三章 不同水分处理对冬小麦生长发育过程的影响

3.1.1 对冬小麦株高的影响

3.1.2 对冬小麦茎蘖数的影响

3.1.3 对冬小麦生物量的影响

3.2.1 对冬小麦株高的影响

3.2.2 对冬小麦茎蘖数的影响

3.2.3 对冬小麦生物量的影响

3.3 讨论

3.4 小结

第四章 冬小麦产量、耗水量、水分利用效率对底墒-灌水组合处理的响应

4.1 不同水分处理冬小麦耗水特征

4.1.1 冬小麦生育期耕层土壤水分含量动态变化

4.1.2 土壤水分消耗特征

4.1.3 冬小麦耗水组成及特点

4.2 冬小麦产量、水分利用效率对不同处理的响应

4.2.1 等量总供水条件下底墒与生育期灌水对冬小麦产量、WUE的影响

4.2.2 不同底墒与起身期灌水差别对冬小麦产量、WUE的影响

4.3 讨论

4.3.1 不同水分处理冬小麦耗水特征

4.3.2 不同水分处理冬小麦产量的形成及水分利用效率

4.4 小结

第五章 农田与果园土壤水分特征及动态变化

5.1.1 土壤水分含量垂直分布特征

5.1.2 土壤水分含量垂直变异特征

5.2.1 降水及土壤储水动态变化

5.2.2 农田与果园水量平衡特征

5.3 农田与果园土壤干燥化现象

5.4 讨论

5.4.1 农田、果园降水贮存与利用

5.4.2 农田、果园土壤水分平衡及土壤干燥化

5.5 小结

第六章 农田休闲阶段土壤储水补充及影响因素

6.1.1 休闲期降水特征

6.1.2 休闲期农田储水增减变化

6.2.1 休闲期农田水量平衡

6.2.2 休闲期农田降水贮存效率影响因素

6.2.3 休闲期土壤水分补给特征

6.3 讨论

6.4 小结

第七章 主要结论与展望

7.1 主要结论

7.2 研究展望

参考文献

致谢

个人简历