地膜和秸秆覆盖对黄土高原丘陵沟壑区旱作农田土壤物理特性及作物产量的影响.pdf

摘 要 摘要 西北黄土高原区属于典型的雨养农业区，土壤水分的缺乏成为这一地区农业 生产发展的主要制约因素，且多年不变的传统耕作方式导致耕层变浅和土壤板结 等问题，不利于该区水土保持和农业的可持续发展。本文为探索提高农田土壤水 分利用效率的有效农业技术措施，在陕北安塞县山地梯田进行了关于地表覆盖措 施的系统试验，监测并分析了作物地膜覆盖（ZM）、作物秸秆覆盖量5000 kg/hm2 2 （ZJ5）、作物秸秆覆盖量2500 kg/hm （ZJ2）和作物传统耕作（ZC，对照处理） 4 个处理对农田土壤水分、土壤温度、土壤电导率、农作物主要生物性状、产量 和水分利用效率的影响。主要结论如下： （1）各地表覆盖措施均可提高农田土壤水分含量，其中地膜覆盖的蓄水效 果优于秸秆覆盖。在作物生育期内，ZM 和ZJ5 处理0—280 cm 深度土壤剖面的 平均土壤体积含水量分别提高了30.08%—34.19%和21.15%—23.24%。在根系广 泛分布的0—60 cm 深度土壤剖面中，ZC 的生育期耗水量高于各地表覆盖措施， ZM 的耗水量高于ZJ5 处理0.82%—0.92%。 （2）在作物各生长阶段内，与传统耕作相比，地膜覆盖可提高 0—60 cm 深度土壤剖面的各层土壤温度，秸秆覆盖处理对土壤温度的影响具有双重作用， 既有增温作用又有降温作用。 （3）在0—60 cm 深度土壤剖面的各土层内，与传统耕作相比，地膜覆盖处 理可提高作物出苗期的土壤电导率。而秸秆覆盖处理可提高0—40 cm 深度土壤 剖面内各土层的出苗期土壤电导率。 （4）ZM 处理下的作物株高、单片叶面积、茎秆干重、总干重、百粒重及产 量均高于其它处理，ZJ5 和ZJ2 处理下的这些作物性状指标也均高于ZC 处理。 与ZC 相比，ZM 处理可使作物极显著(p＜0.01)增产23.80%—46.73%，ZJ5 处理 可使作物显著(p＜0.05)增产22.94%—34.61%，但ZM 和ZJ5 之间产量差异不显 著。ZM 处理下的土壤水分利用效率极显著(p ＜0.01)高于 ZC 处理 26.03%— 47.50%，ZJ5 处理下的土壤水分利用效率极显著(p＜0.01)高于 ZC 处理 26.30% —36.37%，但ZM 和ZJ5 之间的水分利用效率差异也未达到显著水平。 （5）在一定范围内，作物产量与其整个生育期内0—60 cm 深度土壤剖面的 土壤贮水量、土壤温度和土壤电导率呈正相关关系。并且相较于其他生长阶段， 作物产量与出苗期土壤水热盐条件密切相关，表现为作物产量与出苗期土壤贮水 量和土壤电导率极显著正相关。另外，出苗期土壤贮水量和土壤温度分别与出苗 期土壤电导率极显著正相关。 研究表明，传统耕作处理的水分含量、作物产量和水分利用效率均最低，而 I 西北农林科技大学硕士学位论文 土壤耗水量却最高，不利于旱作农业可持续发展。地膜覆盖和秸秆覆盖均能有效 地蓄持土壤水分、促进作物增产和提高土壤水分利用效率。在各地表覆盖措施中， 地膜覆盖具有较好的经济效益，可在黄土高原丘陵沟壑区旱作农田推广应用。然 而在欠水年或在塑料污染未被有效解决的情况下，秸秆覆盖可在一定程度上替代 地膜覆盖，且以5000 kg/hm2 的秸秆覆盖量较为合适。 关键词：地膜覆盖；秸秆覆盖；土壤水分含量；水分利用效率；黄土高原 II 目录 目录 摘要 I ABSTRACT III 第一章 绪论 1 1.1 研究背景与意义 1 1.2 地膜和秸秆覆盖研究进展2 1.2.1 地膜覆盖对土壤水分和作物生长影响的研究进展3 1.2.2 秸秆覆盖对土壤水分和作物生长影响的研究进展4 1.2.3 地表覆盖技术对土壤温度和电导率影响的