【摘要】：為了解時空調(diào)控灌溉對冬小麥和夏玉米生理生化特性、產(chǎn)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(nèi)進行了試驗。試驗設(shè)置6個處理,3次重復(fù),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(diào)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(diào)控灌溉,時空調(diào)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(shè)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(shè)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(chǎn)量構(gòu)成和溫室氣體排放通量等指標(biāo)。試驗研究結(jié)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(diào)控灌溉方式的不同生育階段的水分調(diào)控處理表現(xiàn)出較高的葉片水分利用效率。時空調(diào)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(fù)水后也難以有效補償,導(dǎo)致最終減產(chǎn)嚴(yán)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(zhì)。本試驗結(jié)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(diào)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(diào)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(diào)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(fù)雜,有待進一步研究。3.冬小麥試驗各處理產(chǎn)量順序為:T1T3T2T4T5T6;夏玉米試驗各處理產(chǎn)量順序為:T1T2T4T3T5T6。充分灌溉處理具有最高產(chǎn)量,但產(chǎn)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(chǎn)量WUE均高于其他處理。冬小麥試驗中,與T1相比,T2與T4減產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(diào)控灌溉方式下,雖然在水分調(diào)虧階段能夠降低CO_2排放通量,但復(fù)水后CO_2排放通量又顯著增加,最終并無顯著的減排效應(yīng)�？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(guān),受灌溉方式的影響較小。試驗觀測期內(nèi)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(yīng)和環(huán)境效應(yīng),認為在保證底墑充足的情況下,冬小麥、夏玉米采取時空調(diào)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(chǎn)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(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(shè)計Table 2.1 Experiment design strategy of winter wheat 處理內(nèi)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(dāng)土壤水分下降至 80%~85% F內(nèi)，即灌至 95% FC 1/2 隔溝交替灌，壟溝灌 55%~65% FC當(dāng)土壤水分下降至 55%~65% F內(nèi)，即灌至 95% FC，1/2 灌 常規(guī)地面灌,返青期調(diào)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(diào)控灌:返青-拔節(jié)期調(diào)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(diào)控灌:拔節(jié)-抽穗期調(diào)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(diào)控灌:抽穗-灌漿期調(diào)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(shè)計

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡程達;劉榮花;王秀萍;劉忠陽;李彤宵;;干旱對冬小麥光合、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗氧化酶活性的影響[J];中國農(nóng)業(yè)氣象;2015年05期

2 王書吉;康紹忠;李濤;;基于節(jié)水高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)目標(biāo)的冬小麥適宜水分虧缺模式[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2015年12期

3 姚寧;宋利兵;劉健;馮浩;吳淑芳;何建強;;不同生長階段水分脅迫對旱區(qū)冬小麥生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年12期

4 王文娟;張新民;金建新;周繼瑩;田建斌;何文瑞;;干旱區(qū)春小麥壟作溝灌技術(shù)研究[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;2015年02期

5 傅豐貝;陸文娟;李伏生;;不同控水時段根區(qū)局部灌溉對玉米生理和水分利用效率的影響[J];植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報;2014年06期

6 陸文娟;李伏生;農(nóng)夢玲;;不同水肥條件下分根區(qū)交替灌溉對玉米生理特性和水分利用的影響[J];生態(tài)學(xué)報;2014年18期

7 王克鵬;張仁陟;董博;謝軍紅;;長期保護性耕作對黃土高原旱地土壤水分及作物葉水勢的影響[J];生態(tài)學(xué)報;2014年13期

8 于文穎;紀(jì)瑞鵬;馮銳;趙先麗;張玉書;;不同生育期玉米葉片光合特性及水分利用效率對水分脅迫的響應(yīng)[J];生態(tài)學(xué)報;2015年09期

9 齊玉春;郭樹芳;董云社;彭琴;賈軍強;曹叢叢;孫良杰;閆鐘清;賀云龍;;灌溉對農(nóng)田溫室效應(yīng)貢獻及土壤碳儲量影響研究進展[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年09期

10 孟兆江;段愛旺;王景雷;高陽;王曉森;楊慎驕;;調(diào)虧灌溉對冬小麥不同生育階段水分蒸散的影響[J];水土保持學(xué)報;2014年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 郝衛(wèi)平;干旱復(fù)水對玉米水分利用效率及補償效應(yīng)影響研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2013年

2 王磊;銀杏對分根區(qū)交替灌溉的適應(yīng)性研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2013年

3 胡笑濤;溫室番茄局部控制灌溉節(jié)水調(diào)控機制與水分虧缺診斷[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

4 孟兆江;調(diào)虧灌溉對作物產(chǎn)量形成和品質(zhì)性狀及水分利用效率的影響[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

5 孫景生;控制性交替隔溝灌溉的節(jié)水機理與作物需水量估算方法研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 馬錦良;局部灌溉玉米水分虧缺的土壤水分判別指標(biāo)試驗研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2014年

2 牛云慧;日光溫室番茄對水分虧缺的響應(yīng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

3 郭海濤;調(diào)虧灌溉對番茄生理特征及品質(zhì)產(chǎn)量的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2007年

4 李虎;黃淮海平原農(nóng)田土壤CO_2和N_2O釋放及區(qū)域模擬評價研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2006年

5 韓艷麗;根系分區(qū)交替供水對玉米養(yǎng)分吸收影響的機理與效應(yīng)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2001年

本文編號：2728140