發(fā)布時(shí)間：2020-05-28 03:47

【摘要】：紅壤在我國南方分布廣泛,是重要的土地生產(chǎn)資料。由于紅壤持蓄水能力弱,可利用的有效水含量低,而且夏秋季節(jié)溫度高,蒸發(fā)強(qiáng),降雨少,易發(fā)生季節(jié)性干旱。干旱時(shí)土壤深層含水量相對(duì)較高,但因南方作物根系下扎較淺而無法利用。合理的耕作能提高土壤水分含量,促進(jìn)作物根系下扎,降低干旱對(duì)作物的風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害。所以,根-土水分關(guān)系是研究耕作緩解干旱脅迫對(duì)作物生長(zhǎng)影響的關(guān)鍵。本試驗(yàn)通過田間小區(qū)試驗(yàn),研究耕作和干旱對(duì)玉米生育期內(nèi)土壤水分時(shí)空動(dòng)態(tài)變化和根系生長(zhǎng)形態(tài)、空間分布變化,進(jìn)一步分析根-土水分關(guān)系和產(chǎn)量狀況,探討土壤干旱與作物干旱之間的聯(lián)系,分析不同干旱水平下耕作措施對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響,以期找到合適有效的耕作措施減輕干旱的危害,從而有效地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。田間小區(qū)試驗(yàn)于2016年6~9月在湖北省賀勝橋鎮(zhèn)的華中農(nóng)業(yè)大學(xué)紅壤試驗(yàn)站進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)置深耕D、常規(guī)耕作C、免耕N和壓實(shí)P共4個(gè)耕作處理,每個(gè)耕作處理裂分為3個(gè)干旱水平,即充分灌水CK、輕度干旱S、中度干旱M,每個(gè)處理有2次重復(fù),共24個(gè)小區(qū)。供試土壤為第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育的紅壤,玉米品種是鄭單958。在玉米8葉期(V8)開始進(jìn)行干旱處理。輕度干旱小區(qū)土壤含水量用自動(dòng)水分探頭(Water Scout SMEC300)監(jiān)測(cè),其余小區(qū)在玉米關(guān)鍵生育期用烘干稱重法測(cè)定,每個(gè)處理重復(fù)3次。在V8和VT時(shí)期測(cè)定玉米生長(zhǎng)指標(biāo)、根系指標(biāo),收獲后考種計(jì)產(chǎn)。得到以下研究結(jié)果:土壤含水量在土層中的分布受到耕作和干旱的影響。土壤含水量隨著土層深度的增加而增大,不同耕作之間有差異,土層20~30 cm處的水分變化活躍;隨著干旱加劇,深耕和常規(guī)耕作消耗的土壤貯水量的變化量高于其他處理,尤其是10~30 cm土層;深耕在土層10~30 cm處日累積土壤貯水量的變化量比免耕和壓實(shí)高11.92和12.42 mm;隨著干旱加劇不同耕作的蒸散量減小,深耕和常規(guī)耕作的蒸散量比其他處理高;土層0~20 cm蒸散量大于20~40 cm處蒸散量,深耕和常規(guī)耕作在10~20 cm處的蒸散量要顯著高于其他處理,免耕和壓實(shí)在表層0~10 cm的蒸散量最大。耕作和干旱處理對(duì)根系生長(zhǎng)發(fā)育及空間構(gòu)型有影響。微觀上,干旱加劇,各耕作下的皮層厚度和皮層細(xì)胞個(gè)數(shù)顯著減小,而免耕變化卻相反;皮層厚度與根半徑比值減小,維管束面積增大;深耕和常規(guī)耕作的皮層細(xì)胞隨著土層深度發(fā)生形變,免耕和壓實(shí)在任何干旱和土層中都發(fā)生形變。宏觀上,根干重在土層中縱向分布規(guī)律呈負(fù)指數(shù)y=ae曲線“S”型分布,遞減率|b|值越小,深層根量就越多;輕度干旱下,根干重增加,根徑變粗,而根長(zhǎng)和根表面積減少,中度干旱下,根干重、根長(zhǎng)、根表面積均減少,根徑變粗,根系生長(zhǎng)受到抑制;深耕下根系的根長(zhǎng)、根表面積和根干重大于其他處理;免耕在中度干旱下的根長(zhǎng)和根表面積嚴(yán)重減少,根系受損嚴(yán)重。耕作和干旱處理下玉米根系生長(zhǎng)與土壤水分變化有關(guān)。耕作處理下根系的根質(zhì)量密度、根長(zhǎng)密度、根表面積與含水量之間有顯著關(guān)系(P0.01),用二次方程擬合的r值隨著干旱加劇減小,說明影響根系生長(zhǎng)的除了水分還有其他因素;10~20 cm土層的含水量與該層根系有顯著的相關(guān)性,該層根系特性與整個(gè)土層根系相關(guān);不同耕作在0~40 cm土層中根系的根長(zhǎng)密度、根質(zhì)量密度、根表面積與含水量關(guān)系用y=ae曲線擬合;耕作和干旱處理下的整個(gè)土層的總根長(zhǎng)、總根表面積與耗水量之間有極顯著正相關(guān)關(guān)系(P0.01),而根系平均直徑與耗水量是極顯著的線性負(fù)相關(guān)關(guān)系(P0.01)。耕作和干旱對(duì)玉米產(chǎn)量的影響都達(dá)到了極顯著水平(P0.01)。不同干旱條件下玉米產(chǎn)量的變化規(guī)律是DCN、P,干旱加劇產(chǎn)量減少嚴(yán)重,而免耕受到干旱脅迫減產(chǎn)最嚴(yán)重,分別減少了44.19%和85.40%;10~20 cm處根系的根質(zhì)量、根長(zhǎng)、根表面積與產(chǎn)量之間有顯著地相關(guān)性;同時(shí),細(xì)根比例的根長(zhǎng)和根表面積與產(chǎn)量也有極顯著的正相關(guān)關(guān)系(P0.01)�？梢�,產(chǎn)量的形成、根系生長(zhǎng)特性和土壤水分變化之間有著密不可分的關(guān)系。耕作和干旱處理顯著影響紅壤玉米根-土水分關(guān)系。根系生長(zhǎng)和水分關(guān)系復(fù)雜,耕作改變土壤水分運(yùn)移,影響根系生長(zhǎng)和產(chǎn)量。深耕改善干旱時(shí)土壤水分狀況,特別是10~20 cm土層,調(diào)整根系構(gòu)型和深層根系生長(zhǎng),提高產(chǎn)量,增強(qiáng)抗旱性;而紅壤免耕對(duì)作物根系和產(chǎn)量有妨害作用,不利于緩解作物干旱脅迫。
【圖文】：

圖2賀勝橋試驗(yàn)站平面示意圖Fig.2 Plan sketch of the Heshengqiao experimental station 供試土壤性質(zhì)本試驗(yàn)供試土壤是由第四紀(jì)紅色黏土母質(zhì)發(fā)育而成的紅壤，土壤質(zhì)地為粘土國制)，未實(shí)施處理時(shí)的土壤基本理化性質(zhì)如表 1、表 2。表1供試土壤基本理化性質(zhì)Table1 Physical and chemical properties of the experimental soil土壤剖面pH有機(jī)質(zhì)(g·kg-1)堿解氮(mg·kg-1)速效磷(mg·kg-1)速效鉀(mg·kg-1)土壤粒徑組成 (%)2 ~0.05mm0.05 ~0.002mm<0.002mm ~ 10 4.89 14.46 54.95 26.96 115.94 7.77 37.42 54.810 ~ 20 4.84 10.92 36.28 9.74 99.26 7.91 36.28 55.810 ~ 30 4.53 8.05 38.90 3.43 66.22 8.88 28.51 62.61
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S513;S152.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2684657