小杂粮保护性耕作条件下土壤水肥动态变化研究

摘要

黄土高原的陕北长城沿线风沙区是我国北方重要的旱作农业区域，该地区无霜期短，降水量少且分布不均，大部分集中在6-9月，春旱严重，播种困难，加之水土流失严重、生态环境恶化，致使作物产量低而不稳。而该区的主产作物小杂粮比较粗放的栽培方式使这一问题更加严峻，所以，加强小杂粮保护性耕作技术研究与示范推广，对促进当地小杂粮产业发展，实现当地农民增收、农业增效和现代农业发展具有重要的指导意义。 为了揭示农田土壤水分、养分变化动态，探讨和分析保护性耕作对小杂粮生长及产量的影响，明确保护性耕作措施在防止风蚀、水蚀等方面的生态效应，本研究采用免耕、深松耕、留茬覆盖及地膜覆盖等措施在陕北横山县古水村和邵家洼开展了试验，研究了小豆-糜子轮作系统的水分效应及产量效益、糜子-小豆-大豆轮作系统的水肥效应及产量效益和绿豆的水分利用效率及产量效益，得出以下主要结论： 1、深松耕和免耕均可提高籽粒的水分利用效率。糜子生育期深松耕与对照总耗水量差别不大，但水分利用效率比对照高15.8％。免耕总耗水量比对照高7.8mm，水分利用效率比对照高15.7％。说明深松耕和免耕对提高杂粮的产量和水分利用效率起着不可忽视的作用。在水分利用效率基本相同的情况下，深松耕处理的总耗水量比免耕处理低7.34mm，说明在偏干旱的年份，深松耕更有利于提高籽粒水分利用效率。 无论是小豆还是糜子，在不同的耕作方式下产出不同，保护性耕作较对照不仅减少了耕作次数，节省了人力财力，降低了成本，还获得了较高的产出。在2004年雨水正常年份，深松耕小豆产量最高，纯收入最高，较对照高出1871.5元/hm<'2>，免耕小豆较对照高出1486.5元/hm<'2>。而在2005年偏干旱年份，免耕糜子产量最高，纯收入最高，较对照高出270元/hm<'2>，深松耕糜子较对照高出182.5元/hm<'2>。 2、小豆、大豆籽粒水分利用效率以免耕留茬60cm覆盖为最高，在免耕三种留茬高度(留茬10cm、留茬35cm、留茬60cm)下总耗水量留茬60cm与留茬3.5cm基本相同，而籽粒水分利用效率却比留茬35cm高0.707 kg/mm·hm<'2>。免耕留茬60cm总耗水量比传统耕留茬60cm高4.9％，而籽粒水分利用效率比传统耕留茬60cm高34.1％，说明免耕高留茬最有利于提高籽粒水分利用效率。 连续三年保护性耕作后，有机质、碱解氮和速效磷呈现递增趋势，而速效钾呈衰减趋势。留茬覆盖均能提高耕层土壤有机质含量，在六个处理中，TS60提高幅度最大。免耕处理不同留茬高度的平均耕层碱解氮含量大于传统耕处理。在相同耕作方式下，35cm留茬碱解氮含量最高。耕层土壤速效磷免耕处理不同留茬高度平均含量低于传统耕处理，相同耕作处理下，留茬越高，速效磷含量越低。速效钾传统耕作不同留茬覆盖平均含量明显高于免耕。小豆、大豆产量均以免耕留茬60cm为最高，分别达到348kg/hm<'2>和756.0 kg/hm<'2>。 3、绿豆籽粒水分利用效率和干物质水分利用效率均以双沟覆膜栽培为最高，分别较露地栽培(对照)高出60.4．％和24.3％，且各处理籽粒水分利用效率均达到差异显著；产量也以双沟覆膜最高，达到73 kg/hm<'2>，分别较露地栽培(对照)和平覆膜栽培增产235.5kg/hm<'2>和73 kg/hm<'2>；生物产量也以双沟覆膜为最高。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 文献综述

1.1保护性耕作的定义、类型与原理

1.2保护性耕作的作用

1.2.1改善土壤结构

1.2.2调节土壤温度

1.2.3增加储水量，提高水分利用效率

1.2.4提高土壤肥力

1.2.5增加土壤微生物量，增强酶活力

1.2.6提高经济效益

1.2.7改善生态环境

1.3国内外保护性耕作发展状况

1.3.1国外保护性耕作的研究进展

1.3.2国内保护性耕作的研究进展

1.4研究的目的意义、内容与思路

1.4.1研究意义

1.4.2研究内容

第二章 免耕、深松耕对小豆—糜子轮作系统土壤水分效应及产量的影响

2.1材料与方法

2.1.1试验地概况

2.1.2试验材料与设计

2.1.3测定指标与方法

2.1.4数据处理方法

2.2结果与分析

2.2.1免耕、深松耕对小豆群体生长发育及产量的影响

2.2.2免耕、深松耕对糜子群体生长发育及产量的影响

2.2.3免耕、深松耕条件下糜子土壤水分变化

2.2.4免耕、深松耕条件下糜子水分利用效率

2.2.5免耕、深松耕条件下土壤透水性变化

2.2.6免耕、深松耕农田效益分析

2.3小结

第三章 不同留茬高度对糜子-小豆-大豆轮作系统的水肥效应

3.1材料与方法

3.1.1试验地概况

3.1.2试验材料与设计

3.1.3测定指标与方法

3.1.4数据处理方法

3.2结果与分析

3.2.1不同留茬高度对小豆群体生长发育及产量的影响

3.2.2不同留茬高度对大豆群体生长发育及产量的影响

3.2.3不同留茬高度土壤水分变化

3.2.4不同留茬高度水分利用效率比较

3.2.5不同留茬高度土壤养分含量变化

3.3小结

第四章不同覆盖栽培方式对作物产量的影响

4.1材料与方法

4.1.1试验地概况

4.1.2试验材料与设计

4.1.3测定方法

4.1.4数据处理方法

4.2结果与分析

4.2.1不同覆膜栽培方式对绿豆生育进程的影响

4.2.2不同覆膜栽培方式土壤水分变化

4.2.3不同覆膜栽培方式水分利用效率

4.2.4不同覆膜栽培方式对绿豆产量的影响

4.3小结

第五章结论与讨论

5.1结论

5.2讨论

参考文献

致谢

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