隨著全球氣候的變暖、干旱的加劇、水資源的嚴重短缺,旱地農業(yè)對保障未來全球糧食可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略地位。能否實現(xiàn)對自然降水的有效保持和高效利用就成為旱地農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵。如何通過保水、蓄水、用水來提高旱地作物產量和農田水分生產效率,有著十分重要的科學意義與實踐價值。本研究通過田間定位試驗,于2013-2017年先后在黃土高原中部山西旱作農田開展集雨覆蓋保水、耕作增容蓄水、群體調控用水等多種水分調控模式,以探討減蒸保水、耕作蓄水及作物用水與作物生長發(fā)育、產量和水分利用效率的關系。并對不同水分調控模式作物增產增效機理進行了分析。具體研究結果如下:1.通過對旱地玉米田集雨覆蓋保水調控研究,表明窄膜+秸稈二元覆蓋(MS)顯著提高0-160cm 土層土壤水平和垂直含水量,三年平均提高30.8mm,提高10.1%。覆蓋有效調節(jié)了土溫,窄膜+秸稈二元覆蓋、寬膜覆蓋和窄膜覆蓋處理0-15cm 土層平均地溫較對照分別增加0.91℃、0.64℃和0.63℃,全生育期土壤積溫較對照也相應提高12.5%、6.4%和7.9%。覆蓋改善了耕層土壤水分和溫度,促進了玉米地上、地下部的生長發(fā)育。覆蓋減少了生...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
第一章 引言
    1 水資源現(xiàn)狀及問題
        1.1 水資源總量
        1.2 農業(yè)用水存在問題
    2 旱地農業(yè)水資源利用原則
        2.1 合理利用自然降水
        2.2 提高旱地作物水分利用效率(WUE)
    3 旱地農田玉米需水與耗水特征
        3.1 旱地農田玉米需水規(guī)律
        3.2 旱地農田玉米耗水特征
    4 旱地水分利用效率的調控
        4.1 影響水分利用效率提高的因素
        4.2 提高農田WUE的調控機制
            4.2.1 集雨種植技術
            4.2.2 抑蒸減耗技術
            4.2.3 深松培肥增容技術
            4.2.4 限量補灌技術
    5 旱地農田增產潛力研究
    6 研究目的、內容及技術路線
        6.1 研究的目的及意義
        6.2 研究內容
        6.3 技術路線
    參考文獻
第二章 旱地玉米田集雨覆蓋保水調控研究
    1 材料與方法
        1.1 試驗地基本概況
        1.2 試驗設計
        1.3 測定項目及方法
            1.3.1 土壤含水量測定
            1.3.2 土壤溫度的測定
            1.3.3 土壤貯水量計算
            1.3.4 生育期耗水量計算
            1.3.5 作物水分利用效率
            1.3.6 植株生長發(fā)育指標測定
            1.3.7 根系測定
            1.3.8 產量及產量構成因素的測定
        1.4 數(shù)據(jù)分析方法
    2 結果與分析
        2.1 不同覆蓋方式對旱地玉米田土壤水分的影響
            2.1.1 0-160cm土壤貯水量水平和垂直動態(tài)變化
            2.1.2 播前、收獲后0-160 cm土壤貯水量變化
            2.1.3 0-160cm玉米全生育期土壤貯水量年際變化
            2.1.4 玉米各生育時期階段性耗水變化
        2.2 不同覆蓋方式對旱地玉米田土壤溫度的影響
            2.2.1 0-15cm土層平均地溫的變化
            2.2.2 不同土層土壤溫度的動態(tài)變化
            2.2.3 對玉米苗期土壤溫度日變化的影響
            2.2.4 對玉米各生育期土壤積溫(GDD)的影響
        2.3 不同覆蓋方式對旱地玉米地上部生長發(fā)育的影響
            2.3.1 對玉米株高的影響
            2.3.2 對單株葉面積指數(shù)的影響
            2.3.3 對單株干物質積累的影響
            2.3.4 對單株相對生長速率的影響
        2.4 不同覆蓋方式對旱地玉米根系生長的影響
        2.5 不同覆蓋方式對旱地玉米產量及水分利用效率的影響
            2.5.1 對玉米產量的影響
            2.5.2 對玉米水分利用效率的影響
        2.6 不同覆蓋方式對旱地玉米產量經濟效益的影響
    3 結論與討論
    參考文獻
第三章 旱地玉米田耕作及秸稈還田增容蓄水調控研究
    1 材料與方法
        1.1 試驗地基本概況
        1.2 試驗設計
        1.3 測定項目及方法
            1.3.1 土壤容重、孔隙度
            1.3.2 土壤貯水量
            1.3.3 水分利用效率(WUE)
            1.3.4 降水利用效率(PUE)
            1.3.5 玉米產量測定
        1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計方法
    2 結果與分析
        2.1 不同耕作及秸稈還田對土壤容重、孔隙度的影響
        2.2 不同耕作及秸稈還田對玉米休閑期0-200cm土壤蓄水的影響
        2.3 不同耕作及秸稈還田對玉米生育期土壤水分的影響
            2.3.1 對玉米各生育時期土壤水分垂直變化的影響
            2.3.2 對玉米各生育時期土壤貯水量的影響
            2.3.3 對玉米全生育期平均0-200cm土壤貯水量的影響
            2.3.4 對日平均降雨量及日蓄水變化的分析
            2.3.5 對玉米不同生育階段土壤耗水量的影響
            2.3.6 對玉米產量和WUE的影響
    3 結論與討論
    參考文獻
第四章 旱地玉米田補充灌溉下群體調控用水研究
    1 材料與方法
        1.1 試驗地基本概況
        1.2 玉米全生育期需水與降水分析
        1.3 試驗設計
        1.4 測定項目及方法
            1.4.1 土壤含水量
            1.4.2 作物需水量
            1.4.3 水分利用效率(WUE)
            1.4.4 玉米生長發(fā)育指標
            1.4.5 葉片光合特性
            1.4.6 籽粒灌漿特性
            1.4.7 產量及產量構成因素測定
        1.5 數(shù)據(jù)分析方法
    2 結果與分析
        2.1 不同補灌水平和群體密度下玉米田土壤水分變化
            2.1.1 0-100cm土壤水分垂直變化特征
            2.1.2 玉米全生育期0-160土壤貯水量變化
            2.1.3 玉米各生育時期耗水特性分析
        2.2 不同補灌水平和群體密度對葉片生理特性的變化
        2.3 不同補灌水平和群體密度對葉片光合特性的影響
            2.3.1 群體光合勢的變化
            2.3.2 葉片水分利用效率(WUE_L)的影響
        2.4 不同補灌水平和群體密度對籽粒灌漿特性的影響
        2.5 不同補灌水平和群體密度對玉米籽粒產量的影響
            2.5.1 對玉米籽粒產量的分析
            2.5.2 對產量構成因子的分析
        2.6 不同補灌水平和群體密度對水分利用效應的分析
    3 結論與討論
    參考文獻
第五章 旱地玉米產量潛力分析及量化研究
    1 材料與方法
        1.1 試驗地基本概況
        1.2 試驗設計
        1.3 測定項目與方法
            1.3.1 降水量
            1.3.2 測產及考種
            1.3.3 葉面積指數(shù)
            1.3.4 干物質積累量
            1.3.5 籽粒灌漿速率
            1.3.6 生育期耗水(ET)及水分利用效率(WUE)
        1.4 數(shù)據(jù)分析方法
    2 結果與分析
        2.1 不同栽培模式下玉米產量差及產量構成因素的影響
            2.1.1 玉米產量差形成的分析
            2.1.2 增減各栽培因子對產量的貢獻分析
            2.1.3 對玉米產量構成因素的分析
            2.1.4 對玉米收獲指數(shù)的分析
        2.2 不同栽培模式對玉米生長發(fā)育動態(tài)的影響
            2.2.1 對玉米株高的影響
            2.2.2 對葉面積指數(shù)(LAI)的影響
            2.2.3 對玉米地上部干物質積累的影響
            2.2.4 對玉米干物質分配與轉運的影響
            2.2.5 對玉米籽粒灌漿速率的影響
        2.3 不同栽培模式對生育期耗水及水分利用效率的影響
    3 結論與討論
    參考文獻
第六章 結論與展望
    1 主要結論
    2 研究的創(chuàng)新與特色
    3 存在問題與展望
ABSTRACT
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文目錄
致謝



本文編號：3752644