間作較單作具有提高產(chǎn)量和水分利用效率等優(yōu)點,但受資源缺水的影響,間作應用面臨巨大挑戰(zhàn),間作水分高效利用理論與技術研究勢在必行。種間互作是間作優(yōu)勢產(chǎn)生的重要生態(tài)學基礎,但已有研究或側重于地下互作或側重于地上互作,對地上與地下協(xié)同互作效應研究較少,使得生產(chǎn)實踐中缺乏通過地下與地上組織協(xié)同優(yōu)化提高間作產(chǎn)量和水分利用效率的理論依據(jù)。2015-2017年,本研究以小麥間作玉米為研究對象,通過根系分隔技術創(chuàng)造間作作物不同地下作用強度,設置不同玉米種植密度形成不同地上作用強度,探討地上部與地下互作提高水分利用效率的機理。主要結論如下:(1)地上地下互作促進密植效應發(fā)揮,提高間作籽粒產(chǎn)量和水分利用效率。地上地下完全互作較部分地下互作和無地下互作處理間作優(yōu)勢提高10.1%和23.0%,其中地上地下完全互作對籽粒產(chǎn)量的貢獻率為23.7%,密度增加使其增加7.3%。間作完全地下互作處理水分利用效率較部分地下互作處理和無地下互作處理水分利用效率分別提高11.6%和24.6%,玉米密度增加促使完全地下互作水分利用效率提高12.0%。(2)間作地上地下互作顯著降低間作耗水量、棵間蒸發(fā)量以及關鍵生育時期蒸散比,優(yōu)化...

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
SUMMARY
前言
第一章 根冠協(xié)同與間作水分利用相關關系研究進展述評
    1.1 作物根冠作用與水分利用的相關關系研究進展
        1.1.1 作物根系與水分利用的相關關系
        1.1.2 作物冠層與水分利用的相關關系
        1.1.3 間作模式的根冠結構與單作的殊同
    1.2 作物根冠協(xié)同調控的農(nóng)藝措施
        1.2.1 灌溉制度
        1.2.2 耕作措施
        1.2.3 施肥制度
        1.2.4 種植密度
    1.3 間作水分高效利用與根冠的相關關系研究進展
        1.3.1 間作水分高效利用與根系的相關關系
        1.3.2 間作冠層對水分利用效率的影響
    1.4 間作根冠協(xié)同的研究進展
        1.4.1 間作根冠互作的影響
        1.4.2 間作根冠互作研究方法
    1.5 小結
第二章 研究內容和試驗設計
    2.1 試區(qū)概況
    2.2 研究內容
    2.3 技術路線圖
    2.4 試驗材料與方法
        2.4.1 試驗設計
        2.4.2 試驗材料和田間管理
        2.4.3 測定指標及方法
        2.4.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析
第三章 地上地下互作對間作土壤水分利用的調控
    3.1 土壤水勢對種植模式和間作地上地下互作的響應
        3.1.1 種植模式及間作地上地下互作對全生育期土壤水勢動態(tài)的影響
        3.1.2 地上地下互作強度對小麥、玉米帶全生育期土壤水勢動態(tài)的影響
        3.1.3 間作關鍵生育時期土壤水勢垂直剖面差異
    3.2 地上地下互作對間作土壤水分以及帶間水分運移的影響
        3.2.1 不同處理土壤含水量全生育期動態(tài)
        3.2.2 間作群體地上地下互作對小麥、玉米帶土壤含水量動態(tài)影響
        3.2.3 間作關鍵生育時期地上地下互作對土壤垂直剖面水分含量的調控
        3.2.4 不同地上地下互作下間作帶間水分運移量
    3.3 不同地上地下互作對耗水動態(tài)的影響
        3.3.1 不同處理耗水量差異
        3.3.2 不同處理下棵間蒸發(fā)量的時間動態(tài)差異
        3.3.3 不同處理下蒸散比的差異
    3.4 潛在運移量與耗水量、棵間蒸發(fā)量的相關性分析
    3.5 小結
第四章 地上地下互作對小麥間作玉米根系分布的調控
    4.1 不同處理作物根系的形態(tài)特征
        4.1.1 小麥開花期不同處理根系的形態(tài)特征
        4.1.2 玉米灌漿期不同處理根系的形態(tài)特征差異
    4.2 不同處理作物根系在垂直剖面的分布
        4.2.1 小麥開花期不同處理下小麥根系垂直分布
        4.2.2 小麥開花期不同處理下玉米根系垂直分布
        4.2.3 玉米灌漿期不同處理下玉米根系垂直分布
    4.3 不同間作處理麥收后玉米根系的恢復效應
        4.3.1 間作玉米根系相對單作生長速率
        4.3.2 間作玉米根系恢復效應
    4.4 間作根系量與耗水特性的相關關系
    4.5 小結
第五章 根系分隔和密度對小麥間作玉米光合生理的影響
    5.1 不同處理下小麥的光合生理特征
        5.1.1 小麥光合速率
        5.1.2 小麥蒸騰速率
        5.1.3 小麥葉片水分利用效率
        5.1.4 小麥葉水勢
            5.1.4.1 小麥全生育期葉水勢動態(tài)差異
            5.1.4.2 小麥葉水勢全生育期平均日變化
    5.2 不同處理下玉米光合生理特征
        5.2.1 玉米光合速率
        5.2.2 玉米蒸騰速率
        5.2.3 玉米葉片水分利用效率
        5.2.4 玉米葉水勢全生育期動態(tài)差異
        5.2.5 玉米葉水勢全生育期平均日變化
    5.3 不同處理下作物葉日積變化
        5.3.1 不同處理下作物全生育期葉日積差異
        5.3.2 不同處理小麥各生育時期葉日積差異
        5.3.3 不同處理玉米各生育時期葉日積差異
        5.3.4 間作處理各生育階段的葉日積差異
    5.4 間作耗水特性與作物光合生理指標的相關性分析
    5.5 間作根系參數(shù)與小麥玉米生理特性的相關關系
    5.6 小結
第六章 地上地下互作下小麥間作玉米種間競爭與互補
    6.1 不同處理下小麥間作玉米干物質積累
        6.1.1 不同處理的小麥干物質積累量差異
        6.1.2 不同處理玉米干物質積累量差異
    6.2 不同地上地下互作下小麥相對于玉米的種間競爭力動態(tài)變化
    6.3 不同地上地下互作小麥間作玉米的相對擁擠系數(shù)動態(tài)
    6.4 不同地上地下互作下對小麥收獲后玉米的恢復效應的影響
    6.5 種間互作與間作耗水特性、根系量以及帶間水分運移量的相關關系
    6.6 小結
第七章 地上地下互作調控小麥間作玉米水分利用效率的基本機制
    7.1 不同處理下小麥間作玉米的產(chǎn)量表現(xiàn)
        7.1.1 間作處理的土地當量比
        7.1.2 不同處理下小麥間作玉米的籽粒產(chǎn)量
        7.1.3 不同處理下小麥間作玉米的收獲指數(shù)
    7.2 不同處理對小麥間作玉米水分利用效率的影響
    7.3 間作籽粒產(chǎn)量和水分利用效率與帶間水分運移量和生理生態(tài)特性的相關關系
    7.4 間作籽粒產(chǎn)量和水分利用效率與根系指標的相關關系
    7.5 間作籽粒產(chǎn)量和水分利用效率與葉日積的相關關系
    7.6 間作籽粒產(chǎn)量和水分利用效率與種間競爭的相關關系
    7.7 小結
第八章 討論與結論
    8.1 討論
        8.1.1 地上地下互作下間作土壤含水量及耗水特征
        8.1.2 間作土壤水勢及帶間水分運移量對地上地下互作的響應
        8.1.3 地上地下互作下間作根系的分布
        8.1.4 地上地下互作對間作地上部光合特性的影響
        8.1.5 地上地下互作影響間作種間互作特征
        8.1.6 間作地上地下互作對產(chǎn)量和水分利用效應的影響
    8.2 結論
參考文獻
致謝
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本文編號：3849894