【摘要】：春玉米是西北雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)主要作物,主要采取地膜覆蓋種植。地膜覆蓋具有顯著增產(chǎn)保墑效應(yīng),但也存在地膜成本較高、殘膜污染的問題。利用玉米秸稈覆蓋種植,可以利用大量玉米秸稈剩余資源,避免地膜污染,實現(xiàn)覆蓋保墑和還田培肥相結(jié)合,有利于資源高效循環(huán)利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。近年利用玉米秸稈局部帶狀覆蓋種植冬小麥和馬鈴薯,可以克服保墑與降低地溫的矛盾,抗旱增產(chǎn)效果顯著,但玉米是喜溫作物,秸稈帶狀覆蓋在旱地玉米、尤其是籽稈兼收青貯玉米上應(yīng)用效果如何,需要開展深入系統(tǒng)的比較試驗研究。以目前全省主推的全膜雙壟溝白膜種植為對照(BM),設(shè)置玉米整稈帶狀覆蓋(JG)、全膜雙壟溝黑膜種植(HM)共三種栽培處理,在西北典型大田自然干旱條件下,比較研究了不同模式的產(chǎn)量、生長狀況和對土壤水分和溫度的影響效應(yīng)。三種處理單位面積種植密度(5.25萬株/ha)、施肥水平、品種、田間管理措施相同,其中JG處理的覆蓋帶:種植帶為50cm:70cm。主要結(jié)果如下:1.不同覆蓋栽培方式間籽粒產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量的水分利用效率、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)因素、生長發(fā)育、土壤溫度、土壤水分存在顯著差異(P0.05)�？傮w來看,兩種覆膜方式BM和HM籽粒產(chǎn)量差異不顯著,但JG較BM和HM兩種覆膜方式籽粒產(chǎn)量顯著降低21.1~21.8%,籽粒產(chǎn)量WUE顯著降低16.7%~30.6%。以BM的耗水量最大、以HM的WUE最高。籽粒產(chǎn)量對籽粒產(chǎn)量的WUE高低的決定度大于耗水量。不同覆蓋栽培方式間畝秸稈量、生物產(chǎn)量、生物產(chǎn)量的水分利用效率、存在顯著差異(P0.05)�？傮w來看,JG較BM和HM畝產(chǎn)秸稈量顯著降低8.9~16.5%,生物產(chǎn)量顯著降低14.5~18.5%,生物產(chǎn)量WUE顯著降低13.1%~24.8%。2.從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)因素分析產(chǎn)量差異機(jī)制,對產(chǎn)量高低的決定度粒重大于穗粒數(shù),但穗粒數(shù)和粒重顯著正相關(guān),表明在西北旱地現(xiàn)有水熱環(huán)境容量和群體結(jié)構(gòu)下,兩個產(chǎn)量構(gòu)成要素仍處于可同步提高階段,通過栽培途徑仍有較大增產(chǎn)潛力。JG減產(chǎn)主要與玉米對溫度比較敏感、秸稈覆蓋會導(dǎo)致地溫下降、進(jìn)而引起貪青晚熟和粒重下降有密切關(guān)系。全生育期0~25cm土壤平均溫度分別與單位面積籽粒產(chǎn)量、百粒重顯著和極顯著正相關(guān),與穗粒數(shù)相關(guān)不顯著。3.旱地玉米的高產(chǎn)建立在良好營養(yǎng)生長基礎(chǔ)上,籽粒產(chǎn)量與生物產(chǎn)量、株高極顯著正相關(guān),株高與生物產(chǎn)量、畝秸稈量也極顯著正相關(guān)。從營養(yǎng)生長和生殖、干物質(zhì)轉(zhuǎn)移分配角度分析產(chǎn)量差異機(jī)制,處理間產(chǎn)量高低主要取決于生物產(chǎn)量、收獲指數(shù)次之;與JG相比,BM和HM的百粒重、株高、秸稈產(chǎn)量、穗位高度、莖稈粗度都顯著增高、禿尖長度顯著變小。4.HM較BM降溫不顯著,但JG較BM顯著降溫,全生育期0~25cm的土壤溫度分別JG較BM降低1.3℃;處理間0~25 cm土壤平均溫度差異以苗期最大,BM-JG(3.9℃)。處理間最大溫差出現(xiàn)在苗期的25cm土層處,BM高出JG8℃。雖然總體來說,JG和HM較BM有明顯降溫效應(yīng),但隨生育時期和土層不同,JG和HM同時也出現(xiàn)增溫和降溫的雙重效應(yīng)。在分時期、分土層測定的共35個點(diǎn)次中,JG較BM降溫點(diǎn)次占63%,且各土層均有雙重效應(yīng)出現(xiàn),JG降溫效應(yīng)主要出現(xiàn)在播種~抽雄期,增溫效應(yīng)主要出現(xiàn)在開花期~吐絲期。全生育期0~25cm土壤平均溫度與單位面積生物產(chǎn)量和畝秸稈量正相關(guān)顯著和相關(guān)不顯著,表明秸稈和黑膜覆蓋雖然降低了土壤溫度,但不是提高青貯飼料產(chǎn)量的強(qiáng)烈限制因素。5.土壤水分總體來講,JG和HM好于BM,全生育期2m土體平均含水量HM和JG高于BM約0.7個百分點(diǎn);土壤水分一般隨土層加深逐漸降低,以0~20cm土層含水量最高,150~200cm土層含水量最低;處理間水分階段性差異也不同,以吐絲期差異最大、2m土體水分HM和JG最大相差5.1個百分點(diǎn);分土層比較,以0~40cm差異最大、60~120cm處最小;最大差值出現(xiàn)在吐絲期120~150cm土層,JG和HM最大可相差6.7個百分點(diǎn)。JG和HM也同樣表現(xiàn)出較BM增墑和降墑的雙重效應(yīng)。在分7個時期、8個土層共56個測定點(diǎn)次中,HM和JG分別較BM增墑點(diǎn)次比例分別為57.1%和60.7%,平均增墑0.8和1.3個百分點(diǎn);增墑點(diǎn)次在0~40cm上層最多,150~200cm下層次之,而90~120cm中層降墑較明顯。全生育期0~200cm土壤平均含水量與單位面積生物產(chǎn)量和畝秸稈量正相關(guān)不顯著和負(fù)相關(guān)顯著,表明秸稈和黑膜覆蓋對單位面積生物產(chǎn)量和畝秸稈量的影響受土壤含水量的影響較大。
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S513

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本文編號：2788602