本文選題：溝壟集雨栽培　切入點(diǎn)：麥玉復(fù)種　出處：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：農(nóng)業(yè)水資源缺乏已成為全球面臨的重要問題,隨著糧食需求量及世界人口的急劇增加,該問題日趨嚴(yán)重。半濕潤易旱區(qū)作為中國糧食的一個重要產(chǎn)區(qū),灌溉水缺乏已經(jīng)成為限制該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素,發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)將會對該地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到巨大的促進(jìn)作用。溝壟集雨栽培作為一種節(jié)水高效的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于干旱和半干旱區(qū),然而關(guān)于溝壟集雨栽培能否被應(yīng)用于半濕潤易旱區(qū)麥玉復(fù)種體系(冬小麥-夏玉米)的研究較少。本研究立足于西北半濕潤易旱區(qū),設(shè)置三個栽培處理(平作+不灌水:CK,溝壟集雨栽培:RFPFM,平作+充分灌溉:WI)、兩個施氮水平(高氮:每季作物225kgN ha-1,低氮:每季作物75kgN ha-1)和兩個冬小麥-夏玉米復(fù)種品種(西農(nóng)979-正農(nóng)9號,小偃22-鄭單958),系統(tǒng)研究半濕潤易旱區(qū)溝壟集雨栽培模式對冬小麥-夏玉米產(chǎn)量、生理生態(tài)特性及節(jié)水增效的影響。該研究不僅可為溝壟集雨節(jié)水高效栽培技術(shù)在半濕潤易旱區(qū)復(fù)種體系下的應(yīng)用和推廣提供理論和實(shí)踐支撐,而且對溝壟集雨栽培理論的拓展和豐富也有重要的價值。本研究主要結(jié)論如下:(1)與CK相比,RFPFM處理下冬小麥和夏玉米出苗提前2天,冬小麥的揚(yáng)花期推后1-3天,生育期延長2-4天;夏玉米吐絲期提前4天,而生育期沒有明顯差異。RFPFM較CK處理能顯著增加冬小麥和夏玉米的株高,提高冬小麥生育中后期及夏玉米拔節(jié)期和灌漿期的葉面積指數(shù)(LAI),而低于WI處理,差異不明顯。RFPFM顯著的增加冬小麥和夏玉米的干物質(zhì)積累量,其分別較CK提高55.7%和37.4%;RFPFM下冬小麥干物質(zhì)積累量可以達(dá)到WI的81.9%,夏玉米與之沒有顯著差異。RFPFM下冬小麥的光能截獲量和總光能利用效率(RUE)較CK分別提高42.5%和43.4%,較WI都略低,但差異不顯著。RFPFM下,夏玉米光截獲量和RUE分別較CK提高了9.4%和26.7%,而與WI比較,光截獲量顯著降低,但RUE與WI沒有顯著差異。RFPFM下冬小麥-夏玉米周年RUE較CK顯著提高了22.4%,與WI沒有顯著差異。(2)冬小麥季,灌漿前期強(qiáng)勢粒的平均灌漿速率表現(xiàn)出WIRFPFMCK;揚(yáng)花期旗葉葉面積表現(xiàn)出WI和RFPFM分別較CK顯著提高119.4%和25.1%,且WI顯著高于RFPFM;灌漿后期WI處理的旗葉相對葉綠素含量(SPAD值)要高于CK和RFPFM。相關(guān)分析表明,由于各栽培處理對起始生長勢和活躍灌漿期影響不同,進(jìn)而導(dǎo)致粒重在WI、CK和RFPFM間表現(xiàn)不同規(guī)律。夏玉米季,生長終極量、灌漿速率最大時的百粒重(Wmax)和平均灌漿速率(Gmean)表現(xiàn)出RFPFMWICK;灌漿前期平均灌漿速率和粒重增量表現(xiàn)出RFPFMWICK;在灌漿中后期籽粒增量也表現(xiàn)為RFPFMWICK;CK的穗位葉SPAD值在灌漿后期下降幅度高于WI和RFPFM處理,WI和RFPFM處理間差異不明顯,且高氮下穗位葉SPAD值高于低氮。相關(guān)分析表明,由于RFPFM可以提高夏玉米Wmax和Gmean,進(jìn)而對灌漿期的籽粒增量及成熟期粒重都有促進(jìn)作用,且RFPFM和WI之間的粒重差異并不明顯。(3)在冬小麥揚(yáng)花后20天,冬小麥的株高和LAI表現(xiàn)出WIRFPFMCK,差異顯著,其中RFPFM的LAI較CK提高99.2%;透光率表現(xiàn)出CKRFPFMWI,差異顯著;RFPFM和CK下冬小麥的單株干重及單株充實(shí)度顯著高于WI;RFPFM和WI較CK能顯著提高冬小麥基部第2節(jié)的節(jié)間長和節(jié)間直徑;RFPFM的節(jié)間充實(shí)度和節(jié)間壁厚分別比WI處理顯著高20.9%和4.2%。RFPFM較WI能顯著提高抗折力23.9%,較CK能顯著提高彎曲力矩25.4%;倒伏指數(shù)表現(xiàn)出WIRFPFMCK,差異顯著。相關(guān)分析表明,由于受株高、單位面積穗數(shù)、LAI、產(chǎn)量、地上部干物質(zhì)量、抗折力、彎曲力矩和基部第2節(jié)節(jié)間長的影響,RFPFM處理下冬小麥的抗倒伏能力要高于WI處理,但低于CK處理。在夏玉米乳熟期,不同栽培處理下株高、穗位高、重心高度、單株干重和LAI的大小為WIRFPFMCK,RFPFM與CK間差異顯著,與WI間差異并不明顯;基部第3節(jié)節(jié)間長、節(jié)間干重和鮮重、穿刺強(qiáng)度也表現(xiàn)出相同的規(guī)律;群體透光率和抗彎強(qiáng)度表現(xiàn)出CKRFPFMWI;抗倒伏指數(shù)也表現(xiàn)出CKRFPFMWI,且差異顯著。相關(guān)分析表明,由于受株高、穗位高、重心高度、LAI、產(chǎn)量、抗彎強(qiáng)度及基部第3節(jié)節(jié)間長的影響,RFPFM處理下夏玉米的抗倒伏能力明顯高WI處理,但差于CK處理。(4)與CK相比,RFPFM處理能顯著提高冬小麥單位面積穗數(shù),進(jìn)而顯著提高冬小麥的產(chǎn)量,其可達(dá)WI的76%;從水分利用效率看,RFPFM的水分利用效率(WUE)較CK和WI分別提高了53.7%和46.3%。同樣,RFPFM較CK能顯著增加夏玉米的穗粒數(shù)和千粒重,進(jìn)而顯著的提高夏玉米的產(chǎn)量,同時其產(chǎn)量與WI沒有顯著差異;RFPFM下的WUE較CK和WI顯著提高29.2%和70.5%。RFPFM能顯著提高冬小麥-夏玉米周年產(chǎn)量、WUE和氮肥利用效率,產(chǎn)量較CK提高了37.1%,達(dá)到了WI的89.5%,而灌水量較WI減少533mm;RFPFM下的周年WUE分別較CK和WI提高了38.9%和61.0%;RFPFM下冬小麥-夏玉米的周年氮肥偏生產(chǎn)力和氮素吸收效率分別較CK提高了40.7%和44.2%,與WI差異不明顯;RFPFM下冬小麥-夏玉米每公頃每年能夠較CK提高凈收入5000-11000元,而與WI沒明顯差異;可見,RFPFM有明顯的節(jié)水增效作用。因此,RFPFM可以成為半濕潤易旱區(qū)麥玉復(fù)種體系下較理想的節(jié)水高效栽培模式。
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【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S513;S512.11
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本文編號：1571171