减氮结合不同覆盖对冬小麦产量、水氮利用及根系分布的影响

摘要

水分养分是影响作物产量保证可持续发展的两个关键因素。从资源利用和可持续发展的角度来看，旱地保水栽培措施是北方冬小麦农业发展的方向。在本研究中，以陕西省永寿县的冬小麦为研究对象，连续进行了4年田间定位试验，以不施氮肥为空白、施氮195kg/hm2为对照，设施氮150kg/hm2农户减氮、垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖，共6个处理。探讨了不同覆盖栽培对冬小麦产量、土壤水分和氮素利用效率及根系生长的影响。取得的主要结果有:
　　1.在施氮量由195kg/hm2减至150kg/hm2后，与无覆盖处理相比，采用垄覆沟播技术未能增加小麦产量，但增加了地上部的吸氮量，从而提高了籽粒产量形成的需氮量，降低了氮的生理效率;采用全膜穴播技术提高了籽粒产量，同时增加地上部吸氮量，但未增加籽粒产量形成的需氮量和氮生理效率;采用秸秆覆盖技术增加了产量，同时增加地上部吸氮量，籽粒产量形成的需氮量也增加，从而降低了籽粒产量形成的氮生理效率。
　　2.在施氮量150kg/hm2条件下，与无覆盖处理相比，垄覆沟播氮肥生理效率在第1年显著增加12％，耗水量在第2年显著增加7％，提高了氮肥生理效率和耗水量;全膜穴播产量、播前贮水量和氮肥生理效率在第1年分别显著增加15％、15％和16％，在第2年分别显著增加12％、10％和35％;秸秆覆盖产量和播前贮水量在第1年分别显著增加9％和16％，水分利用效率和地上部吸氮量在第2年分别显著增加12％和17％。农户减氮相比农户模式冬小麦产量、水氮利用均无显著影响。因此，减氮结合覆盖是实现旱地冬小麦增产增效的重要措施。
　　3.冬小麦的不同的覆盖方式也很大程度的影响硝态氮含量及其分布范围。与无覆盖处理相比，全膜穴播硝态氮残留量在2013～2014年与2014～2015年两个平水年和2015～2016欠水年分别显著减少78％、92％和69％;秸秆覆盖在2012～2013年与2015～2016年两个欠水年和2013～2014平水年分别显著减少26％、66％和68％。与农户减氮4年平均硝态氮累积量相比，垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖分别显著减少39％、55％和32％，随着年份的推移，土壤中硝态氮累积量逐渐减少，且峰值下移。
　　4.不同覆盖处理下，随着土层深度的增加，根系各指标均呈下降趋势。在0-20cm土层，根系的表面积密度、体积密度显著减少。垄覆沟播和全膜穴播总根长在第1年分别显著减少35％、26％;秸秆覆盖总根干重、总根长在第1年分别显著减少63％、43％;第2年分别显著减少41％和17％。垄覆沟播、全膜穴播和秸秆覆盖均显著降低冬小麦总根干重和总根长。覆盖地表后，土壤温度发生变化，覆膜升温，覆秸秆降温，从而抑制冬小麦根系的生长发育。根系生长发育与冬小麦不同生育期有关，本研究只测得开花期数据，因此相关的研究有待于进一步展开。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 试验研究的依据与意义

1．2 保水栽培的研究

1．3 秸秆覆盖

1．3．1 改善土壤水分状况

1．3．2 调节土壤温度

1．3．3 秸秆覆盖对土壤微生物、养分和产量的影响

1．3．4 秸秆覆盖的其它作用

1．3．5 秸秆覆盖存在的主要问题

1．4 垄沟栽培的研究

1．4．1 垄覆沟播对土壤水分的影响

1．4．2 垄覆沟播微集水技术的增温效应

1．4．3 垄覆沟播微集水技术对农作物产量的影响

1．5 全膜穴播

1．5．1 全膜穴播对土壤水分的影响

1．5．2 全膜穴播对农作物产量的影响

1．5．3 全膜穴播对微生物及生物量的影响

1．6 存在的问题及研究展望

第二章 减氮结合不同覆盖对冬小麦产量及氮磷钾含量的影响

2．1 材料与方法

2．1．1 试验地点

2．1．2 试验设计

2．1．3 样品采集与测定

2．1．4 数据处理及计算公式

2．2 结果与分析

2．2．1 冬小麦产量、生物量的影响

2．2．2 冬小麦籽粒含氮量、地上部吸氮量

2．2．3 冬小麦籽粒含磷量、地上部吸磷量

2．2．4 冬小麦籽粒含钾量、地上部吸钾量

2．2．5 冬小麦氮素吸收利用

2．3 讨论

2．4 结论

第三章 减氮结合不同覆盖对冬小麦氮磷钾需求量及生理效率的影响

3．1 材料与方法

3．1．1 试验地点

3．1．2 试验设计

3．1．3 样品采集与测定

3．1．4 数据处理及计算公式

3．2 结果与分析

3．2．1 冬小麦籽粒产量形成的氮磷钾养分需求量和生理效率

3．2．2 冬小麦籽粒产量形成的养分生理效率

3．2．3 冬小麦籽粒养分含量形成的氮磷钾养分需求量和生理效率

3．2．4 冬小麦籽粒氮、磷、钾含量形成的养分生理效率

3．3 讨论

3．4 结论

第四章 减氮结合不同覆盖对冬小麦及土壤水氮利用的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 试验地点

4．1．2 试验设计

4．1．3 样品采集与测定

4．1．4 数据处理及计算公式

4．2 结果与分析

4．2．1 0～200cm土层的水分变化

4．2．2 0～200cm土壤耗水量

4．2．3 冬小麦水分利用效率和休闲效率

4．2．4 播前土壤0～200cm剖面硝态氮分布

4．2．5 收获后土壤0-200cm剖面残留硝态氮分布

4．2．6 播前土壤硝态氮、铵态氮累积总量

4．2．7 土壤中残留的硝态氮、铵态氮累积总量

4．2．8 不同处理下的氮素平衡

4．3 讨论

4．4 结论

第五章 减氮结合不同覆盖对冬小麦根系分布的影响

5．1 材料与方法

5．1．1 试验地点

5．1．2 试验设计

5．1．3 样品采集与收获

5．1．4 数据处理及计算公式

5．2 结果与分析

5．2．1 0～100cm土层冬小麦开花期内总根干重、总根长

5．2．2 0～100cm土层冬小麦开花期内根干重密度

5．2．3 0～100cm土层冬小麦开花期内根长密度

5．2．5 0～100cm土层冬小麦开花期内根表面积密度

5．2．6 0～100cm土层冬小麦开花期内根体积密度

5．3 讨论

5．4 结论

参考文献

致谢

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