【摘要】：為了解時空調控灌溉對冬小麥和夏玉米生理生化特性、產量和水分利用效率以及田間溫室氣體排放的影響與機理,在移動式防雨棚下測坑內進行了試驗。試驗設置6個處理,3次重復,包含2種灌溉方式,即畦灌和溝灌。其中:畦灌方式包含充分灌溉(全生育期充分供水)和調虧灌溉(返青-拔節(jié)期水分虧缺);溝灌方式包含隔溝交替灌溉(全生育期適宜水分隔溝灌)和時空調控灌溉,時空調控灌溉方式分別在冬小麥返青-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽穗期、抽穗-灌漿期設置55%~65%FC的水分虧缺處理和夏玉米苗期-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽雄期、抽雄-灌漿期設置60%~70%FC的水分虧缺處理。試驗期間測定土壤水分動態(tài)、作物光合特性、脯氨酸、可溶性糖、產量構成和溫室氣體排放通量等指標。試驗研究結果如下:1.充分灌溉處理的冬小麥旗葉具有最高的凈光合速率、蒸騰速率,但隔溝交替灌溉和時空調控灌溉方式的不同生育階段的水分調控處理表現(xiàn)出較高的葉片水分利用效率。時空調控灌溉方式下作物生育后期的水分脅迫對光合作用影響較大,復水后也難以有效補償,導致最終減產嚴重。2.脯氨酸含量能夠反映出作物受脅迫的程度,可能是作物抵抗干旱逆境的活性物質。本試驗結果表明,水分脅迫處理的葉片脯氨酸含量普遍高于充分供水處理。其中,時空調控灌溉下冬小麥返青-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽穗期、抽穗-灌漿期的水分脅迫處理的脯氨酸含量均值分別比隔溝交替灌溉處理高13.14%、27.44%、61.92%;時空調控灌溉下夏玉米苗期-拔節(jié)期、拔節(jié)-抽雄期、抽雄-灌漿期的水分脅迫處理脯氨酸含量均值分別比隔溝交替灌溉處理高6.49%,23.59%和83.25%,表明時空調控灌溉方式下各生育期的水分脅迫有利于冬小麥和夏玉米葉片脯氨酸積累。但可溶性糖含量的變化比較復雜,有待進一步研究。3.冬小麥試驗各處理產量順序為:T1T3T2T4T5T6;夏玉米試驗各處理產量順序為:T1T2T4T3T5T6。充分灌溉處理具有最高產量,但產量水平上的水分利用效率(WUE)卻大幅降低,冬小麥和夏玉米試驗中T5的產量WUE均高于其他處理。冬小麥試驗中,與T1相比,T2與T4減產1.98%(P0.05)和5.68%(P0.05),但分別節(jié)水10.01%(P0.01)和16.91%(P0.01),產量WUE分別提高9.04%(P0.05)和15.82%(P0.01)。夏玉米試驗中,T2和T4的產量分別較T1降低2.93%(P0.05)和6.21%(P0.05),但分別節(jié)水12.40%(P0.01)和20.59%(P0.01),產量WUE分別提高10.06%(P0.01)和17.32%(P0.01)。4.冬小麥和夏玉米在時空調控灌溉方式下,雖然在水分調虧階段能夠降低CO_2排放通量,但復水后CO_2排放通量又顯著增加,最終并無顯著的減排效應�？偟膩砜�,干濕交替增加了土壤的CO_2排放量,土壤過濕或者過干則會抑制CO_2排放。N_2O的排放通量主要與施肥量有關,受灌溉方式的影響較小。試驗觀測期內CH_4排放通量波動較大,但各處理基本表現(xiàn)CH_4的吸收現(xiàn)象,且CH_4的吸收總量隨土壤水分增加而減少;灌溉方式對CH_4排放的影響無明顯規(guī)律。綜合考慮不同灌溉方式的節(jié)水效應和環(huán)境效應,認為在保證底墑充足的情況下,冬小麥、夏玉米采取時空調控灌溉是可行的。冬小麥返青-拔節(jié)期適度水分脅迫(55%~65%FC)和夏玉米苗期-拔節(jié)期的適度水分脅迫(60%~70%FC),能夠保證作物在不大幅減產的情況下,有利于華北平原冬小麥-夏玉米輪作系統(tǒng)的節(jié)水與固碳減排。
【學位授予單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S513;S512.11
【圖文】：

圖 2.2 夏玉米壟作栽培示意圖Fig.2.1 Schematic diagram of ridge culture for summer maize表 2.1 冬小麥試驗設計Table 2.1 Experiment design strategy of winter wheat 處理內容 水分控制下限 備注 常規(guī)地面灌,全生育期保持適宜水分，畦灌 80~85% FC當土壤水分下降至 80%~85% F內，即灌至 95% FC 1/2 隔溝交替灌，壟溝灌 55%~65% FC當土壤水分下降至 55%~65% F內，即灌至 95% FC，1/2 灌 常規(guī)地面灌,返青期調虧，畦灌 55%~65% FC返青-拔節(jié)期水分控制在 55%~65其余階段同 T1 時空調控灌:返青-拔節(jié)期調虧，壟溝灌 55%~65% FC返青-拔節(jié)期水分控制在 55%~65其余階段同 T2 時空調控灌:拔節(jié)-抽穗期調虧，壟溝灌 55%~65% FC拔節(jié)-抽穗期水分控制在 55%~65其余階段同 T2 時空調控灌:抽穗-灌漿期調虧，壟溝灌 55%~65% FC抽穗-灌漿期水分控制在 55%~65其余階段同 T2

圖 2.1 冬小麥壟作栽培示意圖Fig.2.1 Schematic diagram of ridge culture for winter wheat圖 2.2 夏玉米壟作栽培示意圖Fig.2.1 Schematic diagram of ridge culture for summer maize表 2.1 冬小麥試驗設計

【參考文獻】

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本文編號：2728140