【摘要】：普通地膜覆蓋導(dǎo)致的環(huán)境污染和土地退化已越來(lái)越嚴(yán)重,用環(huán)保地膜代替普通地膜覆蓋用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。為了探究環(huán)保地膜更加有效的覆蓋種植方式,試驗(yàn)于2013年和2014年在陜西楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的灌溉試驗(yàn)站進(jìn)行,采用液態(tài)地膜(YM)、降解地膜(JM)和普通地膜(DM)3種地膜與平地全覆蓋(1)、壟溝半覆蓋(2)和連壟全覆蓋(3)3種種植模式相結(jié)合的方式,與裸地平地種植方式(CK)作為對(duì)照,探討了不同地膜覆蓋種植方式對(duì)土壤溫度、水分、養(yǎng)分以及夏玉米生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響,研究結(jié)果如下:1.不同覆蓋種植方式對(duì)土壤溫度的影響YM、JM和DM處理下壟上土壤溫度5~25 cm均高于CK對(duì)照處理,其中整體保溫增溫效果表現(xiàn)為:DMJMYMCK,壟溝半覆蓋、連壟全覆蓋種植方式平地全覆蓋種植方式。對(duì)根區(qū)土壤溫度研究發(fā)現(xiàn),3種地膜覆蓋YM2、YM3,JM2、JM3和DM2、DM3處理下土層5~25 cm土壤平均溫度均低于CK對(duì)照處理,充分說(shuō)明了根區(qū)土壤溫度與覆蓋種植方式的關(guān)系,壟溝種植溝內(nèi)的溫度低于平地種植下的溫度。2.不同覆蓋種植方式對(duì)土壤水分的影響各個(gè)覆蓋處理均提高了土層0~200 cm土壤整體含水量,其中JM和DM處理保水保墑效果顯著。對(duì)不同種植方式研究發(fā)現(xiàn),2 a試驗(yàn)均表現(xiàn)為壟溝全覆蓋條件下土層0~200 cm土壤平均含水量最高,保水保墑效果最佳。對(duì)夏玉米生育期土壤蒸發(fā)研究表明,在夏玉米營(yíng)養(yǎng)生殖階段和生殖生長(zhǎng)階段,YM、JM、DM處理下土壤蒸發(fā)量?jī)赡昶骄^CK對(duì)照有不同程度的減少。其中在環(huán)保地膜中JM3處理下土壤減少蒸發(fā)的效果最為顯著。3.不同覆蓋種植方式對(duì)土壤養(yǎng)分的影響不同地膜覆蓋處理均降低了土層0~50 cm土壤有機(jī)質(zhì)平均含量,并促進(jìn)了土層0~50cm土壤養(yǎng)分平均含量的提高,其中JM和DM處理與CK對(duì)照差異顯著。對(duì)土層0~200cm土壤硝態(tài)氮研究發(fā)現(xiàn),各處理土層0~200 cm土壤平均硝態(tài)氮含量隨著播種后天數(shù)的增加呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢(shì),在播種后20~60 d硝態(tài)氮含量減小程度最為顯著,60~120d減小程度較為平緩。9種覆蓋處理土層0~200 cm土壤平均硝態(tài)氮累積量顯著高于CK處理(P0.05),其中YM3、JM3、DM3累積土壤硝態(tài)氮量最大,且隨著播種后天數(shù)的增加,硝態(tài)氮峰值向深層入滲明顯。對(duì)成熟期氮素整體累積量研究得出,各個(gè)處理下夏玉米成熟期地上部氮素累積吸收量均高于CK對(duì)照處理,其中YM3、JM3、DM3處理累積量最大,且在成熟期氮素累積吸收量在不同部位的分配情況分別表現(xiàn)為:果葉莖根。4.不同覆蓋種植方式對(duì)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育的影響對(duì)地上部生長(zhǎng)的影響研究發(fā)現(xiàn),各覆蓋處理夏玉米株高值、葉面積值和干物質(zhì)重均高于CK對(duì)照處理,其中YM處理夏玉米株高值、葉面積和干物質(zhì)重均顯著低于JM和DM處理。YM、JM和DM處理均提高了0~40 cm土層夏玉米根系密度。40~100 cm土層處,根系出現(xiàn)衰老斷層現(xiàn)象,CK對(duì)照表現(xiàn)尤為明顯,覆蓋處理具有減緩下層根系密度降低的效果。不同覆蓋處理2 a玉米根系參數(shù)均高于CK對(duì)照處理,且差異顯著(P0.05),其中普通地膜與降解地膜表現(xiàn)情況相似,液態(tài)地膜效果不及降解地膜。環(huán)保地膜中連壟全覆蓋處理(JM3)能更有效的促進(jìn)玉米根系的生長(zhǎng)發(fā)育。5.不同覆蓋種植方式對(duì)夏玉米產(chǎn)量及水、氮利用效率的影響液態(tài)地膜覆蓋YM1、YM2、YM3處理夏玉米產(chǎn)量分別較CK對(duì)照增加了1.86%、11.12%、21.63%,且YM2、YM3處理與CK對(duì)照差異顯著(P0.05);降解地膜覆蓋JM1、JM2、JM3處理夏玉米產(chǎn)量分別較CK對(duì)照增加了13.99%、19.58%、35.65%;普通地膜覆蓋DM1、DM2、DM3處理分別較CK對(duì)照增加了19.16%、27.26%、45.33%,均與CK對(duì)照差異顯著(P0.05)。其中,降解地膜和普通地膜覆蓋下果穗重、果穗長(zhǎng)、果穗粗及百粒重等均顯著高于CK對(duì)照處理。壟溝種植方式各產(chǎn)量組成部分要顯著高于平地全覆蓋種植和壟溝半覆蓋種植方式。對(duì)水氮利用效率研究發(fā)現(xiàn),不同覆蓋處理2 a夏玉米水分利用效率、氮素利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力均高于CK對(duì)照處理。在3種地膜覆蓋中,YM處理夏玉米水、氮利用效率顯著低于DM和JM處理(P0.05)。其中DM3、JM3、YM3處理下的夏玉米水、氮利用效率要明顯高于其他兩種種植方式下的水分利用效率。在環(huán)保地膜中,JM3處理水分利用效率最高,覆蓋效果最佳。6.利用主成分分析和熵值賦權(quán)的DTOPSIS法,根據(jù)玉米的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量、土壤溫度、水分和養(yǎng)分以及經(jīng)濟(jì)效益6方面的指標(biāo)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),結(jié)果顯示,連壟全覆蓋的效果優(yōu)于壟溝半覆蓋,最差為平地全覆蓋;普通地膜的效果比降解地膜和液態(tài)地膜好;環(huán)保地膜處理中,降解地膜連壟全覆蓋的綜合評(píng)價(jià)最高。由此可見(jiàn),3種覆蓋材料中,YM覆蓋處理對(duì)土壤特性還是對(duì)夏玉米生長(zhǎng)產(chǎn)量的影響均低于JM和DM處理。JM處理集水保墑、促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育等效果與DM有一定的差異,但兩者之間差異并不顯著,對(duì)于3種種植方式而言,降解地膜連壟全覆蓋處理(JM3)在集水保墑、促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量等效果上顯著高于壟溝半覆蓋和平地全覆蓋種植方式,本研究成果對(duì)于我國(guó)干旱半干旱地區(qū)環(huán)保地膜覆蓋種植方式及地膜選擇均具有一定的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
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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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S513
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本文編號(hào)：2419561