發(fā)布時間：2018-01-30 02:25

  本文關(guān)鍵詞： 旱地冬小麥 氣候變化 晚熟新品種 播種日期 氮肥管理　出處：《西北農(nóng)林科技大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：氣候變化深刻影響了黃土高原地區(qū)作物的生長。溫度升高導致作物的水分脅迫更加嚴重,農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境更加脆弱;極端氣候事件,如干旱和短時間暴雨事件頻發(fā),增加了作物產(chǎn)量的年際波動,加大了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的風險;全球變暖造成農(nóng)田氣象條件改變,使得農(nóng)民不得不增加農(nóng)業(yè)物資的投入來應對氣候變化。面對越來越劇烈的氣候變化,如何改變黃土高原旱作區(qū)田間管理措施以適應氣候變化,趨利避害,穩(wěn)定并增加作物單位面積產(chǎn)量,是擺在科研人員面前的重要研究問題。本研究以陜西長武連續(xù)8年冬小麥(Triticum aestivum L.)-春玉米(Zea mays L.)輪作試驗和2年冬小麥施肥試驗為基礎,以根區(qū)水質(zhì)模型(Root Zone Water Quality Model 2,RZWQM2)為工具,以降雨時空分布為主線,探究了RZWQM2模型對黃土高原旱區(qū)作物的適用性;研究了氣候變化背景下黃土高原旱地冬小麥生長和產(chǎn)量對適度晚播的響應;基于RZWQM2模型模擬,建立并引進了虛擬冬小麥晚熟新品種,評價其對當?shù)貧夂蚝铜h(huán)境的適用性;并深入分析了當?shù)赝寥浪謱@種冬小麥晚熟新品種的承載力;定量研究了黃土高原地區(qū)降雨時空分布與施氮策略的耦合關(guān)系。本論文主要取得以下研究成果:(1)調(diào)參之后的RZWQM2模型可以較好地模擬黃土高原旱作區(qū)不同播期下冬小麥的生長發(fā)育動態(tài)變化、土壤的水分動態(tài)變化和作物的產(chǎn)量;RZWQM2模型對“單施基肥”和“追肥+追肥”模式下的冬小麥的產(chǎn)量、生物量、植株吸氮量和土壤剖面硝態(tài)氮含量均表現(xiàn)出了較好的模擬效果;RZWQM2模型可以較好地應用于黃土高原旱地冬小麥的模擬研究。(2)黃土高原旱作區(qū)平均溫度隨著年份的推移而增加,自1980s以來增溫趨勢更加顯著;冬小麥生育期內(nèi)有效積溫也顯著增加;年平均降雨量隨著年份的推移,總體呈減小趨勢�；赗ZWQM2模型模擬,冬小麥生長時間縮短的趨勢與溫度升高趨勢基本同步,表明溫度升高導致冬小麥整個生育期時間隨年份的推移而縮短,自1980s以來小麥生長時間縮短趨勢更加明顯;生長時間縮短使得冬小麥地上部生物量和產(chǎn)量顯著減少;由于產(chǎn)量的減小趨勢比蒸發(fā)蒸騰量更顯著,導致冬小麥水分利用效率隨著年份推移而減小。(3)冬小麥適度晚播使得小麥營養(yǎng)生長期土壤水分條件得到改善,間接改善了土壤的肥力條件;適度晚播也促進了植株根系對氮素吸收,有助于更多的光合產(chǎn)物向冬小麥營養(yǎng)器官的轉(zhuǎn)運和貯存,促進了冬小麥營養(yǎng)器官的生長。適度晚播推遲了小麥的開花期和成熟期時間,使得小麥的生殖生長階段處于更加溫暖濕潤的時期,有利于冬小麥灌漿期根系對氮素的吸收,促進了干物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運和再分配,最終提高了冬小麥的產(chǎn)量和水分利用效率。基于模型模擬,以9月20日為基準,黃土高原冬小麥在豐水年和平水年可以適度推遲播種時間10 d左右,在干旱年適度推遲播種時間15 d左右,可以較好地適應當?shù)貧夂蜃兓?不能過度晚播,過度晚播容易造成減產(chǎn)。(4)基于RZWQM2模型模擬的虛擬冬小麥晚熟新品種較好地適應了黃土高原地區(qū)的氣候變化和降雨分布的特征,有效延長了冬小麥整個生育期,使得冬小麥灌漿期越來越接近當?shù)氐挠昙?晚熟新品種增加了小麥生育期內(nèi)降雨,有效緩解了冬小麥整個生育期內(nèi)土壤水分的虧缺狀況,優(yōu)化了冬小麥產(chǎn)量形成階段的土壤水分條件;晚熟新品種可以充分有效地利用黃土高原豐富的光熱資源,有效地緩解,甚至抵消氣候變化不利影響,顯著提高了冬小麥的籽粒產(chǎn)量和水分利用效率;本研究為育種專家找出了一條基于模型模擬的應對氣候變化的育種新思路和新方法。(5)黃土高原旱地冬小麥的最佳追肥時期為返青至拔節(jié)階段;返青追氮的施肥模式相比單施基肥的施肥模式,可以顯著增加小麥需氮關(guān)鍵期(返青期之后)土壤中礦質(zhì)氮的數(shù)量,為小麥生長的充分吸氮提供保障。追施氮肥的模式可以較好地協(xié)調(diào)小麥生長需氮和土壤供氮的一致同步,達到水肥耦合的條件,有效地緩解了降雨和土壤氮肥水平對黃土高原旱地冬小麥生長的限制,使小麥產(chǎn)量得到提升。追施氮肥的施肥模式在黃土高原320-400 mm降雨量區(qū)域中有著更為顯著的節(jié)約氮肥的潛力。
[Abstract]:Based on RZWQM2 model , this paper studies the effects of RZWQM2 on winter wheat yield , biomass , plant nitrogen uptake and nitrate nitrogen content of winter wheat under climate change . The RZWQM2 model can be applied to the simulation of winter wheat in dryland of Loess Plateau . ( 2 ) The average temperature of winter wheat increased with the years of winter wheat , and the growth time of winter wheat decreased with the years . ( 5 ) The optimum period of fertilizer application of winter wheat in dry land in Loess Plateau is returning to the jointing stage . Compared with the fertilization mode of single applied base fertilizer , the fertilizer application mode of returning green and pursuing nitrogen can significantly increase the amount of mineral nitrogen in the soil of wheat growth and provide guarantee for the full nitrogen absorption of wheat .

【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S512.11

【參考文獻】

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本文編號：1475032