秸秆覆盖条件下垄作沟灌夏玉米节水效应试验研究

发布时间：2020-03-31 17:14

【摘要】：结合我国干旱半干旱区农业灌溉特点,以降低农业用水、提高区域农业水资源利用效率为目标,采用大田试验、理论研究以及数学分析相结合的技术路线,主要研究了垄作沟灌水分下限处理和秸秆覆盖量处理共同作用下夏玉米各生育阶段的生长发育情况、全生育期各层土壤含水率分布情况、生理指标等相关变化规律,并进一步对夏玉米阶段耗水特性及籽粒产量及构成因子的影响进行分析,取得的主要成果如下:(1)研究了不同水分处理下秸秆覆盖量对夏玉米垄作沟灌生长发育影响在夏玉米处于营养生长阶段,水分控制下限越高,苗期-抽雄期的生育期时长的延迟作用越明显,当夏玉米处于抽雄-成熟期时的夏玉米外部形态的大部分营养物质和水分已基本完全转化到玉米内部器官,并为满足籽粒提供所需能量而殆尽,覆盖量和水分下限的改变均不能增加其生育周期。水分控制下限过低(55%FC),覆盖处理显著抑制苗期出苗率提高,较高水分控制下限较高时,虽然能有效促进夏玉米出苗率的增加,但覆盖量过大,易形成压苗现象,对夏玉米出苗率产生抑制作用;采用Logistic模型能较好地描述夏玉米地上干物质积累过程,并将夏玉米全生育期内的地上干物质累积过程分为分为渐增期、快增期和缓增期3个时期,并且不同水分控制下限条件下夏玉米生育期内的干物质积累持续时间为缓增期最大、渐增期次之,快增期最小;而夏玉米生育期内地上干物质累积量则为快增期最大、缓增期次之,渐增期最小。水分下限的提高有利于夏玉米拔节期—抽雄期叶片快速生长,其中70%FC和80%FC水分控制下覆盖量4500kg/km~2时对夏玉米叶面积的促进作用最为明显;当处于拔节期前期,水分控制下限较低时,覆盖量变化对夏玉米株高的影响不显著,当达到拔节期-成熟期时,覆盖量越大,叶面积提高越明显;相反,当水分控制下限较高时,覆盖量的变化对叶面积差异性变化不显著。(2)研究了不同水分处理下秸秆覆盖量对夏玉米垄作沟灌土壤水分分布变化影响在相同水分处理下,夏玉米苗期土壤含水率表现出随土层深度的增加而先增大后减小继而再略有增加的趋势,拔节期土壤含水率表现出随土层深度的增加而先增大后减小的趋势,抽雄期土壤含水率表现出随土层深度的增加而逐渐减小的趋势,灌浆期土壤含水率表现出随土层深度的增加而逐渐增加的趋势,成熟期土壤含水率表现出随土层深度的增加而先减小而后逐渐增大的趋势。全生育期内,水分控制下限70%FC的各土层深度处土壤平均含水率随着秸秆覆盖量的增大而增大,秸秆覆盖对夏玉米不同土层深度处含水率的影响均显著高于不覆盖处理(P0.05)。(3)研究了不同水分处理下秸秆覆盖量对夏玉米垄作沟灌耗水特性变化影响当水分下限仅为55%FC时,覆盖量的变化对穗粒数、百粒重、籽粒产量影响差异具有显著性,当水分下限70%FC时,覆盖量不同对其穗粒数、百粒重、籽粒产量影响差异性逐渐减小,并且在两因素交互作用下,显著提高了夏玉米穗行数和百粒重,从而增加了籽粒产量;当水分控制下限为70%FC、秸秆覆盖量7500 kg/hm~2时水分利用效率(WUE)和降水利用效率(PUE)均最高,有效抑制了无效水的消耗,提高了籽粒产量和水分利用效率,并使单位玉米籽粒产量的耗水系数达到最小。
【图文】：

试验场,基地,试验设计

2 试验设计与研究理论方法2. 试验设计与研究理论方法验区概况2017 年 6 月-2017 年 10 月在平顶山市郏县华庄试验基地开展试验（34°0，海拔 180.4 m）。具体见图 2-1。该地属暖温带大陆性季风气候，地处暖，年均气温 14.6 ℃、多年平均降水量 678.6 mm、平均日照时数 5.4 h、无该地主要为粉砂壤土，含有少量黏土，容重 1.34 g/cm3，1 m 深度内田间持Capacity，%FC）25%。土壤全氮、有机质、速效磷、碱解氮、速效钾质量.0549%、0.79%、12.3 mg/kg、42～63 mg/kg、103.2mg/kg。

夏玉米,气温变化,雨量,生育期

图 2-2 夏玉米生育期内降雨量与气温变化2-2 Changes of Rainfall and Temperature in Summer Maize Growth 料情况：供试夏玉米品种为‘郑单 958’，由于株型紧凑，，果穗国标 1 级标准，是河南省农科院作物所育成的高产、稳产、已成为黄淮夏玉米主产区中等地力以上地块种植的主栽品种度 10 cm，供试肥料统一管理，施肥量一致，以尿素为供试氧化钾 K2O 质量分数占 50.0%、过磷酸钙 P2O5质量分数占同。计与布置用水分下限控制和秸秆覆盖量双因素设计（见表 2-1），试验为 55%FC、60%FC、70%FC 和 80%FC（简写 I1、I2、I3、限时沿着垄沟进行灌水，设水分处理以土壤水分下限占田间水标准；设 4 种秸秆覆盖量：包括无覆盖处理（CK），覆盖量
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S513

【参考文献】