【摘要】：在京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略中,冀西北寒旱區(qū)被明確定位為國家重要的水源保護(hù)區(qū)和生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)。區(qū)域氣候冷涼、低溫短季、干旱少雨,為典型的喜涼類作物一年一熟區(qū)。受制于降水年際與季節(jié)間的寬幅波動,以及土壤水肥庫容與投入的有限性,區(qū)域作物產(chǎn)量低而不穩(wěn),依此為原料的飼草畜牧業(yè)舉步維艱。面對區(qū)域作物種植方式隨意,茬口銜接無據(jù)的問題,本研究在設(shè)置田間定位試驗(yàn)、監(jiān)測作物間全部倒茬關(guān)系的產(chǎn)出效果、以及相應(yīng)的茬口水分、養(yǎng)分等特征基礎(chǔ)上,通過作物間倒茬關(guān)系的生態(tài)學(xué)定性評價、定量分析,以明確冀西北寒旱區(qū)主栽作物的茬口特性與茬口適應(yīng)性,以及茬口特性形成的機(jī)理,為該區(qū)農(nóng)田生產(chǎn)的適生性作物選擇與時序配置提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.作物倒茬方式間產(chǎn)量效應(yīng)差異明顯馬鈴薯、莜麥與甜菜連作明顯減產(chǎn);莜麥茬、玉米茬、甜菜茬、蠶豆茬馬鈴薯平均產(chǎn)量分別是連作馬鈴薯平均產(chǎn)量2852.34 kg.hm~(-2)的1.94(P0.05)、1.7(P0.05)、1.59、1.58倍。連作莜麥的平均經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為1541.59 kg.hm~(-2),馬鈴薯茬、蠶豆茬、玉米茬、甜菜茬的莜麥平均產(chǎn)量分別是連作莜麥的1.70(P0.05)、1.46、1.43、1.16倍。馬鈴薯茬、玉米茬、蠶豆茬、莜麥茬甜菜分別是連作甜菜平均產(chǎn)量7187.91 kg.hm~(-2)的1.53(P0.01)、1.41(P0.01)、1.40(P0.05)、1.28倍。蠶豆和飼用玉米連作也有減產(chǎn)趨勢,但差異不顯著。2.明確了冀西北寒旱區(qū)主栽作物的茬口效應(yīng)20種倒茬處理中85%的倒茬處理使后茬作物獲得“有利效應(yīng)”,其中30%差異顯著;15%為“有害效應(yīng)”。莜麥茬、玉米茬、蠶豆茬、甜菜茬的馬鈴薯,玉米茬、馬鈴薯茬、莜麥茬蠶豆,馬鈴薯茬、蠶豆茬、玉米茬、甜菜茬莜麥,馬鈴薯茬、玉米茬、蠶豆茬、莜麥茬甜菜均表現(xiàn)“有利效應(yīng)”(LERc1),3.明確了冀西北寒旱區(qū)土地利用效率較高的倒茬組合在10種倒茬方式中,莜麥→馬鈴薯的LERr值最高,達(dá)1.87,且與其他倒茬方式達(dá)到顯著水平;其次為馬鈴薯→甜菜、馬鈴薯→玉米的LERr值,分別為1.58、1.45,極顯著高于以下倒茬方式,馬鈴薯→蠶豆、蠶豆→莜麥、蠶豆→玉米、莜麥→甜菜、莜麥→玉米、蠶豆→甜菜、玉米→甜菜,諸此LERr值分別為1.36、1.27、1.23、1.22、1.21、1.12、1.12。4.明確了茬口明顯影響接茬作物的水分利用效應(yīng)。莜麥作為馬鈴薯的前茬作物,與馬鈴薯連作相比能顯著提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量,達(dá)93.98%,相應(yīng)水分利用效率提高95.75%。馬鈴薯、玉米作為前茬作物能使莜麥水分利用效率提高59.11%、49.40%。倒茬均能較連作處理提高甜菜水分利用效率26.79%~39.99%,但差異不顯著。各茬口對蠶豆、玉米的水分利用效率沒有顯著的影響。5.明確了茬口明顯影響接茬作物的養(yǎng)分利用效應(yīng)。連作馬鈴薯N的產(chǎn)投比為0.44,莜麥茬、玉米茬馬鈴薯N的產(chǎn)投比分別較連作提高97%、88%(P0.05);連作馬鈴薯P的產(chǎn)投比為0.22,莜麥茬、玉米茬馬鈴薯P的產(chǎn)投比分別較連作提高了72%、68%(P0.05)。連作甜菜N的產(chǎn)投比為0.58,馬鈴薯茬、玉米茬甜菜N的產(chǎn)投比分別較連作提高102%、79%(P0.05);連作甜菜P的產(chǎn)投比為0.15,馬鈴薯茬、蠶豆茬、玉米茬甜菜P的產(chǎn)投比分別較連作提高94%(P0.01)、64%(P0.05)、50%(P0.05)。各茬口蠶豆、玉米、莜麥的產(chǎn)投比差異不顯著。6.明確了病情指數(shù)增高是草甸栗鈣土田連作甜菜和馬鈴薯減產(chǎn)的重要原因。2018年連作甜菜和馬鈴薯的病情指數(shù)均高于倒茬處理。甜菜連作的褐斑病病情指數(shù)為32%,是馬鈴薯茬與蠶豆茬甜菜的1.28倍,是莜麥茬、玉米茬甜菜的1.33、2.0倍。馬鈴薯晚疫病的病情指數(shù)連作田最高,達(dá)47%,蠶豆茬、莜麥茬、玉米茬與甜菜茬的1.18、1.68、1.74、2.76倍。綜上所述,在冀西北寒旱區(qū)草甸栗鈣土田主栽作物間相互倒茬均表現(xiàn)偏利補(bǔ)償效應(yīng)和互利增益效應(yīng),倒茬方式優(yōu)選順序?yàn)檩湣R鈴薯、馬鈴薯→甜菜、馬鈴薯→玉米、馬鈴薯→蠶豆、蠶豆→莜麥、蠶豆→玉米、莜麥→甜菜、莜麥→玉米、蠶豆→甜菜、玉米→甜菜;土壤水分是影響茬口效應(yīng)的主要因素;馬鈴薯、甜菜連作加重了病害,成為減產(chǎn)的重要原因。
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S31
【圖文】：

3 結(jié)果與分析3.1 各倒茬作物的產(chǎn)出效果3.1.1 各作物生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的相關(guān)性以馬鈴薯、蠶豆、莜麥、甜菜的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和生物產(chǎn)量的風(fēng)干重作相關(guān)性分析見圖 1，根莖類作物的馬鈴薯、甜菜經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量均呈極顯著線性相關(guān)，r 在 0.981~0.997 之間；而蠶豆、莜麥均呈顯著非線性相關(guān)，r 在 0.981~0.954 之間。飼用玉米為喜溫作物，在壩上不產(chǎn)籽粒。2-）2-）

3 結(jié)果與分析3.1 各倒茬作物的產(chǎn)出效果3.1.1 各作物生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的相關(guān)性以馬鈴薯、蠶豆、莜麥、甜菜的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和生物產(chǎn)量的風(fēng)干重作相關(guān)性分析見圖 1，根莖類作物的馬鈴薯、甜菜經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量均呈極顯著線性相關(guān)，r 在 0.981~0.997 之間；而蠶豆、莜麥均呈顯著非線性相關(guān)，r 在 0.981~0.954 之間。飼用玉米為喜溫作物，在壩上不產(chǎn)籽粒。2-）2-）

3 結(jié)果與分析3.1 各倒茬作物的產(chǎn)出效果3.1.1 各作物生物產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的相關(guān)性以馬鈴薯、蠶豆、莜麥、甜菜的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和生物產(chǎn)量的風(fēng)干重作相關(guān)性分析見圖 1，根莖類作物的馬鈴薯、甜菜經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量均呈極顯著線性相關(guān)，r 在 0.981~0.997 之間；而蠶豆、莜麥均呈顯著非線性相關(guān)，r 在 0.981~0.954 之間。飼用玉米為喜溫作物，在壩上不產(chǎn)籽粒。2-）2-）

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