【摘要】：全膜覆土穴播是黃土高原隴中旱作區(qū)小麥的主要栽培方式之一,但肥料一次基施,易造成作物生長后期脫肥,影響小麥水分生產(chǎn)潛力發(fā)揮。因此,優(yōu)化養(yǎng)分管理模式來提高養(yǎng)分效率、實(shí)現(xiàn)水肥高效利用是當(dāng)前旱地小麥高產(chǎn)高效栽培亟待解決的問題。目前,有關(guān)全膜覆土穴播小麥增產(chǎn)機(jī)制的研究主要集中在土壤水熱效應(yīng)及其對(duì)產(chǎn)量的影響方面,而從土壤水分—碳氮化學(xué)計(jì)量特征—光合作用的角度來研究全膜覆土穴播增產(chǎn)機(jī)制的研究較少。本文從化學(xué)計(jì)量學(xué)的角度,設(shè)置全膜覆土穴播+有機(jī)肥(PMO)、全膜覆土穴播(PMS)、裸地穴播(CK)三個(gè)處理,在隴中旱作區(qū)進(jìn)行田間定位試驗(yàn),研究不同處理春小麥生育期土壤水分、土壤碳氮及計(jì)量關(guān)系、光合生理生態(tài)指標(biāo)變化,分析它們之間的相互關(guān)系及其對(duì)產(chǎn)量和水分利用效率的影響,為小麥養(yǎng)分高效管理提供理論指導(dǎo)。取得以下主要結(jié)果:⑴在全生育期,PMO處理0~300 cm土層土壤貯水量分別較PMS和CK處理高1.30%~13.55%和6.95%~15.39%;灌漿期到成熟期PMS土壤貯水量低于CK,在成熟期較CK降低1.47%~3.16%。表明PMO可降低旱地春小麥水分脅迫強(qiáng)度,促進(jìn)春小麥增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。⑵PMO在春小麥生育后期(灌漿期至成熟期)中下層(100~300 cm)土壤貯水量高于PMS和CK;PMS處理則低于CK,表明PMO能夠優(yōu)化中下層土壤水分生境,降低土壤干層形成風(fēng)險(xiǎn)。PMO休閑效率較PMS和CK分別提高16.67%和63.49%,使播前土壤貯水量較PMS和CK分別提高5.70%和10.59%。說明PMO能更好的保蓄降水,減少連年地膜覆蓋對(duì)半干旱區(qū)農(nóng)田土壤水分平衡造成的負(fù)面影響。⑶經(jīng)過兩年定位試驗(yàn),第二年播前PMO 0-30 cm土層平均土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)含量較PMS和CK提高58.68%和49.91%,PMS 0-50 cm土層平均土壤有機(jī)質(zhì)含量較CK略有降低。全生育期,PMO 0-30 cm土層平均土壤有機(jī)碳(SOC)含量較PMS和CK提高50.04%和44.23%,PMS 0-30 cm土層土壤有機(jī)碳含量略低于CK;0-50 cm土層平均土壤速效氮(SAN)含量較PMS和CK提高131.96%和64.39%;PMS土壤速效氮含量較CK降低。PMO 30-50 cm土層土壤速效氮累積量顯著盈余。表明地膜覆蓋可能會(huì)降低耕層土壤有機(jī)質(zhì)、有機(jī)碳和速效氮含量,增施有機(jī)肥可顯著提高耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量,利于提升土壤水分和養(yǎng)分庫容,但促使速效氮累積量盈余。⑷挑旗期至揚(yáng)花期,PMO 0-30 cm土層土壤速效氮含量下降幅度較PMS和CK增加67.80%和201.62%,PMS在抽穗期至揚(yáng)花期0-30 cm土層土壤速效氮含量下降幅度低于CK,表明PMO較PMS和CK為春小麥生長發(fā)育提供充足氮素,PMS可能在生長中后期氮素受限加劇。PMO在挑旗期至成熟期的0-30 cm土層土壤C/N(SOC/SAN)較PMS平均降低22.25%、0-10 cm土層土壤C/N較CK平均降低60.22%;抽穗期至灌漿期旗葉C/N較PMS和CK平均降低5.72%和23.73%。可見,PMO較PMS和CK可降低旱地春小麥生長發(fā)育過程中耕層土壤C/N,緩解春小麥與土壤對(duì)速效氮的競爭,減輕氮素限制作用,提高氮素供應(yīng)能力,促進(jìn)氮素向旗葉分配。⑸在全生育期,PMO較PMS和CK提高了葉片SAPD值和單株生物量分別降低了群體冠層溫度。相比CK,PMO拔節(jié)期至灌漿期葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO_2濃度、蒸騰速率較PMS進(jìn)一步增加,葉片水分利用效率降低。PMO和PMS較CK均顯著提高春小麥的公頃穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重,但PMO提高幅度更大;籽粒產(chǎn)量較PMS和CK分別提高9.11%和53.74%;水分利用效率較PMS和CK分別提高26.50%和59.22%。綜合表明,PMO通過緩解旱地春小麥生長中受到的水分脅迫強(qiáng)度和氮素限制作用,增加葉片葉綠素含量,降低群體冠層溫度,提高光合效率,進(jìn)而促進(jìn)春小麥干物質(zhì)和籽粒固形物積累,優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成要素,使產(chǎn)量和水分利用效率提高。
【圖文】：

圖 2-1 小麥生育期降雨和氣溫變化Fig. 2-1 Precipitation and average air temperature during the growth stages of spring wheat取樣和測(cè)定均在施肥和覆膜完成之后進(jìn)行。具體時(shí)間：2016 年 3 月 20 日播種，分別于播前（3 月 18 日）、苗期（4 月 23 日）、拔節(jié)期（5 月 13 日）、抽穗001 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 111 116播種后天數(shù) Days after sowing (d)

圖 3-1 不同處理不同生育時(shí)期春小麥田 0～300 cm 土層土壤貯水量變化Fig 3-1 Soilwaterstorage dynamics in 0-300 cm soil profile at different spring wheat growthstages under different treatments3.2 增施有機(jī)肥對(duì)全膜覆土穴播春小麥生育階段作物耗水量的影響旱地春小麥生育期階段作物耗水量與生育進(jìn)程密切相關(guān)，，增施有機(jī)肥對(duì)全膜覆土穴播春小麥階段耗水量的影響顯著（表 3-1）。2016 年，PMO 處理在小麥播
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S512.12

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本文編號(hào)：2705823