不同种植制度下耕作措施对黑垆土物理性质和作物产量的影响

摘要

渭北旱塬地处黄土台塬南部，存在着降水短缺及其季节分布不均等问题，对冬小麦和春玉米的生长发育不利。黑垆土是渭北地区主要的耕作土壤，土壤紧实化和调控水、肥、气、热等能力降低问题日益严重，选择适宜的种植制度和耕作措施才能保持良好的土壤结构，提高蓄水保墒能力进而提高作物产量，是大家普遍关注的问题。为此，我们以渭北旱塬区9年（2007~2016年）定位试验为对象，在小麦-玉米轮作、小麦连作两种种植制度下，于 2016 年 6 月中旬小麦收获时采取土壤样品，研究连年翻耕（CT/CT）、免耕（NT/NT）、深松（ST/ST）和翻耕/免耕（CT/NT）、免耕/深松（NT/ST）、翻耕/深松（CT/ST）六种耕作措施对土壤容重、土壤含水量、团聚体分布和稳定性的影响，探讨土壤物理性状与水分利用效率和产量的关系，以筛选出适宜渭北旱塬区旱作小麦种植和耕作模式。试验研究结果如下： （1）不同耕作措施下土壤的容重和含水量不同。NT/ST、NT/NT处理在麦玉轮作田、小麦连作田中的平均容重均高于CT/CT处理；ST/ST处理在麦玉轮作田、小麦连作田的20~35 cm土层分别比CT/CT处理显著降低了6.7%、7.0%。在麦玉轮作田中，NT/ST处理在0~50 cm土层的土壤含水量比CT/CT处理显著提高，而在小麦连作田中的10~50 cm 土层则低于 CT/CT 处理；NT/NT 处理的土壤含水量在表层土壤均显著高于其他处理；ST/ST处理的土壤含水量在小麦连作方式中的10~35 cm土层显著高于CT/CT处理。 从不同的种植制度上看，在0~50 cm土层，麦玉轮作田各处理的平均容重高于小麦连作田，两种种植制度下各处理在 0~50 cm 土层的土壤蓄水量差异不显著，NT/ST、ST/CT、CT/NT、NT/NT处理在麦玉轮作田中的土壤蓄水量高于小麦连作田，而ST/ST、CT/CT处理则呈相反规律。 (2) 不同耕作措施下土壤团聚体的分布和大小不同。在麦玉轮作田中，NT/NT和NT/ST处理的粒径>0.25 mm的水稳定性团聚体（WR0.25）在0~50 cm土层整体上高于CT/CT处理，在35~50 cm土层，NT/NT、ST/ST处理的MWD值比CT/CT处理分别显著提高26.5%、32.4%。在小麦连作田中，除20~35 cm土层外，与CT/CT处理相比， NT/NT、ST/ST、NT/ST处理均提高了土壤WR0.25含量、MWD值，降低了土壤PAD值。综合来看，小麦连作田的WR0.25含量低于麦玉轮作田，而粒径>0.25 mm的力稳定性团聚体含量（DR0.25）高于麦玉轮作田。麦玉轮作田的水稳定性团聚体的MWD值均高于小麦连作田。 (3) 不同耕作措施下作物产量和水分利用效率不同。NT/ST处理的产量和WUE均高于其他5种处理，与CT/CT处理相比，NT/ST处理的产量和WUE在麦玉轮作田中分别提高了19.3%、7.1%，而在小麦连作田中分别提高了14.3%、29.4%。在两种种植制度农田中，麦玉轮作田各处理的WUE均高于小麦连作田。 (4) 不同耕作下土壤物理性质与产量、WUE的相关关系。在麦玉轮作田中，20~35 cm土层的土壤WR0.25、10~20 cm、20~35 cm、35~50 cm的土壤含水量与产量呈显著正相关，20~35 cm土层的PAD值与产量呈显著负相关（P＜0.05），10~20 cm、20~35 cm、35~50 cm的土壤含水量与WUE呈显著正相关。在小麦连作田中，35~50 cm土层的WR0.25与产量呈显著正相关，35~50 cm土层的PAD值、20~35 cm土层的土壤含水量与产量呈显著负相关，10~20 cm土层的土壤容重、土壤含水量、WR0.25、MWD均与WUE呈显著负显著，而该土层的PAD与WUE呈显著正相关。 综合来看，不同耕作措施下，NT/ST、NT/NT处理可以提高土壤团聚体含量和稳定性，改善土壤的结构，并且有利于提高作物产量和水分利用效率，其中免耕/深松（NT/ST）效果最好。在相同的耕作措施下，麦玉轮作方式比小麦连作更有利于提高土壤含水量、水稳定性团聚体稳定性以及作物产量和水分利用效率。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1研究目的和意义

1.2不同种植制度对土壤物理性质和产量的影响

1.3耕作措施对土壤物理性质的影响

1.4 研究内容

1.4技术路线图

第二章 材料与方法

2.1试验地概况

2.2试验设计

第三章 不同种植制度下耕作措施对土壤容重和水分的影响

3.1材料与方法

3.2数据处理与统计分析

3.3 结果与分析

3.4讨论

3.5小结

第四章 不同种植和耕作措施对土壤团聚体的影响

4.1 材料与方法

4.2 数据处理与统计分析

4.3 结果与分析

4.4讨论

4.5小结

第五章 不同种植和耕作措施对作物产量和WUE的影响

5.1材料与方法

5.2数据处理与统计分析

5.3 结果与分析

5.4讨论

5.5小结

第六章 不同种植制度下土壤物理性质与作物产量的关系

6.1数据处理与统计分析

6.2 结果与分析

6.3讨论

6.4小结

第七章 主要结论与研究展望

7.1主要结论

7.2 研究展望

参考文献

致谢

作者简介