【摘要】：根系是冬小麥吸收土壤水分的重要器官,根系的生長分布狀況直接關(guān)系著冬小麥抗旱能力的強弱和產(chǎn)量的形成。本文將計劃濕潤層與冬小麥根系分布深度緊密聯(lián)系,分別于2014年10月-2015年6月和2015年10月-2016年6月在山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院節(jié)水灌溉試驗基地應(yīng)用地埋PVC管土柱法進行水分調(diào)控下冬小麥根系生長試驗,通過改變灌溉方式,設(shè)置5個不同灌水深度(即處理Ⅰ為地面灌溉、處理Ⅱ為計劃濕潤層取根系分布深度的40%、處理Ⅲ為計劃濕潤層取根系分布深度的60%、處理Ⅳ為計劃濕潤層取根系分布深度的75%,處理Ⅴ為計劃濕潤層取根系分布深度的90%),比較分析深層灌溉與地面灌溉對冬小麥根系生長及吸水特性的影響,尋求冬小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)合理的水分調(diào)控方案,為我國干旱半干旱地區(qū)冬小麥合理灌溉、變被動抗旱為主動抗旱提供理論依據(jù)。研究結(jié)果表明:(1)不同灌水深度條件下,冬小麥根區(qū)0-300cm各土層土壤水分動態(tài)變化幅度明顯。冬小麥各生育期土壤剖面水分隨土層深度的增加呈先增大后減少再增大的變化趨勢,且地面灌溉的表層土壤含水量均高于深層灌水處理的,而表層以下則相反,且灌水深度越大,土壤剖面深層含水量越高,灌溉深度為根系分布深度的90%為最大值。(2)不同灌水深度條件下,當土壤深度較淺(土層深度150cm時),在同一土壤深度處,地面灌溉處理的土壤溫度明顯低于其他四個灌水深度處理對應(yīng)的土壤溫度,灌水深度為根系分布深度的90%處理的土壤溫度為最大值,這表明改變灌水深度,可以在一定程度上提升土壤溫度,對作物的生長起到積極作用。在整個生育期內(nèi),土壤剖面溫度在拔節(jié)期內(nèi)呈先減小后緩慢增大的趨勢;在抽穗期、灌漿期和成熟期,土壤溫度隨著土層深度的增加呈現(xiàn)減小的趨勢。(3)隨著灌溉深度的增大,冬小麥根系的下扎深度越大,總根長及總根重有不同程度的增加。各處理的總根長及總干重一般在抽穗期或灌漿期達最大值,至成熟期減少。在冬小麥生育后期,并不是灌水深度越大根系生長越好,灌水深度為根系分布深度的90%的處理會對根系的生長產(chǎn)生不利影響,使得總根長和總根重降低。與地面灌溉方式相比,深層灌溉方式使冬小麥表土層(0-30cm)根系的根長密度有所減少,但卻明顯提高了下層(30cm以下)土壤中的根長密度�；诟魈幚矶←湼L密度隨土層深度的變化,建立了根長密度的垂向分布函數(shù)RLD(?);考慮各處理冬小麥根長密度隨土層深度和生育期的變化,建立了根長密度二因素擬合函數(shù),即RLD(?)。(4)相比地面灌水方式,深層灌溉方式改變了根系活力的空間分布狀況,顯著提高了土壤剖面下層的根系活力。適當?shù)纳顚庸嗨绞?即灌溉深度為根系分布深度的75%和60%,在生育后期有利于延緩冬小麥的衰老進程,減緩上層根系活力值下降速度,使冬小麥根系整體保持較大根系活力值。(5)利用氫氧穩(wěn)定同位素技術(shù)測試分析得出,冬小麥在整個生育期根系吸水深度主要集中于0-40cm,但在抽穗和灌漿期,冬小麥對深層土壤水的依賴加深,深層土壤水分的供給對冬小麥生長發(fā)育非常重要;不同灌溉深度處理對冬小麥根系吸水深度的影響,主要體現(xiàn)在提高了深層土壤水分的吸收利用,尤其是灌溉深度為根系分布深度的75%和90%處理,顯著的影響了冬小麥抽穗和灌漿期的根系吸水深度。而且,通過相關(guān)性分析和通徑分析表明,冬小麥根系吸水與根系生長、土壤水分狀況有顯著相關(guān)性。(6)與地面灌溉相比較,深層灌溉條件下主要是通過提高單柱穗數(shù)、單穗粒數(shù)以及千粒重來增加產(chǎn)量,且以灌溉深度為根系分布深度的75%的處理產(chǎn)量最高,為8492.76kg/hm2,較地面灌溉提高了29.9%。(7)深層灌溉處理總耗水量小于地面灌溉的,且灌水深度為根系深度的75%處理耗水量最大。深層灌水提高了降雨和灌溉水的利用,增加了土壤貯水量,提高了水分利用效率。通過分析可得,灌溉深度為根系深度的75%處理,其冬小麥水分利用效率較高。(8)綜合分析不同灌溉深度下冬小麥土壤含水率分布、土壤溫度變化、根系生長、吸水特性、產(chǎn)量及水分利用效率,可以得出灌水深度為根系分布深度的75%處理是本試驗條件下得出的最優(yōu)灌溉深度。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S512.11

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本文編號：2477071