冬小麥-夏大豆種植方式與全年水分利用關(guān)系的研究.pdf

1、2008-2010年，在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)站，以冬小麥、夏大豆兩種類型作物為供試材料進(jìn)行大田試驗(yàn)研究，探討種植方式和灌溉對冬小麥-夏大豆全年水分利用效率的影響及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用價(jià)值。冬小麥在1.8×106株·hm-2密度下，設(shè)置種植方式和灌水兩種處理，種植方式分別為25 cm等行距、“20+40”大小行、“20+40”溝播三種；每種種植方式設(shè)三個(gè)灌水水平，分別為90 mm、135 mm、180 mm，分別在拔節(jié)期、抽穗期和灌漿期進(jìn)行灌

2、溉，每個(gè)時(shí)期的灌水量均為總量的1/3。夏大豆在冬小麥不同灌水處理基礎(chǔ)上，在3.09×105株·hm-2密度下設(shè)置30 cm等行距、“20+40”大小行、“20+40”壟作三種種植方式。研究表明，種植方式能明顯影響作物的產(chǎn)量和全年水分利用效率，有效改善作物的群體發(fā)育動態(tài)、農(nóng)田小氣候、生理生態(tài)特性及耗水規(guī)律。具體結(jié)果如下：
　　 ⑴種植方式對群體發(fā)育動態(tài)的影響。冬小麥試驗(yàn)中，“20+40”處理較等行距處理群體莖蘗數(shù)量少，但二者個(gè)體發(fā)

3、育健壯，LAI分別比等行距處理高12.47％和7.25％，干物質(zhì)比等行距處理分別高13.71％和6.11％，達(dá)顯著差異（P<0.05）；灌溉明顯影響冬小麥發(fā)育動態(tài)，其影響程度高于種植方式，隨著灌溉量的增多，群體單莖數(shù)量、LAI、干物質(zhì)總量逐漸升高，增幅逐漸較小。夏大豆試驗(yàn)中，“20+40”壟作豆莢重分別比等行距、“20+40”平作高9.51％和15.91％，差異顯著（P<0.05）；底墑明顯影響夏大豆群體發(fā)育動態(tài)，影響程度比種植方式明顯

4、；夏大豆LAI、干物質(zhì)積累總量、豆莢重均隨底墑的增加而增大，增幅逐漸較小。
　　 ⑵種植方式對農(nóng)田小氣候的影響。冬小麥“20+40”溝播處理增加了PAR透射率，減少了反射率，增加了冠層中下部葉片的光能利用率，提高了總光能利用率。灌溉進(jìn)一步改善了近地面農(nóng)田小氣候狀況，不僅提高了冬小麥的光能利用率，而且降低了田間空氣溫度和地表溫度、提高了空氣相對濕度，有利于保持涼爽、濕潤的田間小氣候，增強(qiáng)作物抵御干熱風(fēng)等環(huán)境脅迫能力。
　　

5、 ⑶種植方式對葉片生理特性的影響。冬小麥“20+40”處理能夠顯著提高旗葉水分利用效率、凈光合速率和葉綠素?zé)晒馓匦?，維持較好的葉片持水能力和光合生理特性。灌溉可顯著提高和改善冬小麥旗葉片相對含水量、水勢和光合、熒光參數(shù)等生理特性。各葉片生理參數(shù)均隨冬小麥灌水量的增加而增大（葉片水分利用效率除外），增幅逐漸縮小。夏大豆葉片相對含水量、水勢和光合、熒光參數(shù)葉片生理在三種種植方式下均表現(xiàn)為“20+40”壟作>30 cm等行距>“20+40”平

6、作。三種底墑條件下，135 mm和180 mm處理葉片相對含水量、凈光合速率、葉綠素相對含量指數(shù)及ΦPSⅡ均顯著高于90 mm處理，且135 mm和180 mm處理間差異不顯著（P<0.05）。葉片水分利用效率以冬小麥135 mm灌水處理?xiàng)l件下，冬小麥溝播-夏大豆壟作處理組合最高。
　　 ⑷種植方式對農(nóng)田耗水規(guī)律及WUE的影響。冬小麥“20+40”溝播處理能夠明顯提高了各層次土壤含水量和總貯水量，降低了農(nóng)田蒸散量；灌溉提高了土壤

7、水分和總蒸散量，減小了種植方式之間的差距。夏大豆壟作處理顯著提高了淺層土壤水分。三種底墑條件下，135 mm和180 mm處理均可使夏大豆表層保持較高的土壤水分含量,40–60 cm范圍內(nèi)各處理土壤水分含量相差不大；同時(shí)135 mm處理對土壤水分含量具有“上高下低”的調(diào)節(jié)作用，有利于減少土壤水分的滲漏量，提高土壤水分利用效率。冬小麥種植方式間WUE表現(xiàn)為“20+40”溝播>“20+40”大小行>25 cm等行距，其中，“20+40”大小

8、行和“20+40”溝播顯著分別高于等行距處理為5.24％和6.40％，但“20+40”大小行和“20+40”溝播處理間差異不顯著（P<5％）。夏大豆種植方式間WUE表現(xiàn)為“20+40”壟作>30 cm等行距>“20+40”大小行。冬小麥灌135 mm處理不僅能使自身有效發(fā)揮土壤水分的作用，而且還可提高夏大豆水分利用效率。相關(guān)分析表明，冬小麥WUE與總耗水量呈顯著負(fù)相關(guān)（R=-0.749*），與灌水量呈極顯著負(fù)相關(guān)（R=-0.894**）

9、。種植方式和灌溉（底墑）都可以影響冬小麥（夏大豆）的WUE，二者不僅存在單獨(dú)作用，還存在交互效應(yīng)。
　　 ⑸種植方式與作物農(nóng)田總蒸散量、總產(chǎn)量及全年WUE的關(guān)系。三種種植方式下，作物農(nóng)田總蒸散量、產(chǎn)量及全年WUE以溝壟處理最高，大小行處理居中，等行距處理最低。導(dǎo)致產(chǎn)量降低的直接原因是穗粒數(shù)和千粒重下降（冬小麥）或主莖莢數(shù)和分枝粒數(shù)的顯著減少（夏大豆）；灌溉影響冬小麥-夏大豆農(nóng)田總蒸散量、總產(chǎn)量和全年WUE，農(nóng)田總蒸散量及總產(chǎn)量隨