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供水和种间互作对玉米豌豆根系特性和水分利用的影响

作　者: 代晋
导　师: 李广；柴强
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 种植模式隔根灌水水平根分布结瘤产量
分类号: S643.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

河西绿洲灌区地下水超采严重,因此针对当地实际情况,建立合理的灌溉技术对当地农业生产具有指导作用。本次试验在农田的环境下,采用原态根系分隔的方法,研究根系的形态以及垂直分布等。同时设定不同灌水水平和种植模式对玉米间作豌豆的产量、土壤含水量、叶面积指数等的变化进行研究。得到以下主要结论:(1)间作玉米豌豆的单株根干重大于单作玉米豌豆的根干重,并且在豌豆和玉米共生阶段二者根垂直分布层次是不同的。间作玉米豌豆根干重分别比单作增加18.6%和11.1%。玉米苗期间作玉米主要根系分布于0-20cm土层,而此时间作豌豆的根系主要分布于0-10cm,分别占根系总干重的97.34%和85.19%;玉米拔节期,豌豆处于盛花期。玉米根系已十分发达达到0-50cm,而豌豆的根系垂直分布也已达到0-40cm土层。玉米大喇叭口期,豌豆进入成熟期。豌豆的根系主要分布于0-50cm土层,随着深度的增加,各部分根量相应减少。相同的土壤层次上,间作玉米豌豆根干重大于单作玉米豌豆根干重,二者根部互相影响。表明种间互作影响根系的生长。同时,在相同的土壤环境条件下,间作比单作能更好的利用上层土壤的养分,满足作物的生长发育。(2)在三种不同隔根的方式下,无隔根豌豆结瘤重>尼龙网隔根豌豆结瘤重>塑料膜隔根豌豆结瘤重。在玉米/豌豆间作体系中,无分隔处理的豌豆根瘤重均显著高于尼龙网和塑料膜分隔以及单作豌豆处理,分别高出26.79%和48.21%和38.39%。并且可以看出在豌豆的结瘤数与结瘤重呈相同规律。表明同一间作体系种间根系相互作用越强,越有利于豌豆结瘤的产生,存在种间互利作用。(3)隔根使间作群体作物根系形态发生变化,同时隔根对玉米//豌豆群体的地上部和地下部产生影响,但差异不显著。塑料膜隔根使玉米根长增加了4.41%,活跃吸收面积降低了2.12%。塑料膜分隔豌豆和玉米地上部鲜重比无隔根处理下分别降低11.40%和13.96%,而尼龙网隔根豌豆、玉米地上部分鲜重比无隔根分别增加了2.001%和1.532%,但是二者差异不显著。各处理对玉米间作模式下玉米和豌豆的活跃吸收面积也有一定影响,塑料膜隔根的玉米和豌豆活跃吸收面积分别比无隔根下降0.90%和2.12%。(4)不同隔根方式对间作群体产量的影响:无隔根间作产量>尼龙网隔根间作产量>塑料膜隔根间作产量。在产量上尼龙网隔根比塑料膜隔根提高了21.8%,同时该隔根方式比无隔根方式也相应降低了5.7%。禾豆间作在增加产量上有巨大的优势,同时在间作条件下,两种间作作物品种的选择是很重要的,既要考虑品种生物性状的合理搭配,同时也要考虑资源的合理利用。同理尼龙网隔根产量的增加也是由于地下根系相互作用强度不同造成的。不隔根和尼龙网隔根间作群体产量表现之所以显著优于塑料膜隔根,就在于塑料膜隔根完全分隔了间作条件下两种作物的根系接触,以及水分和养分的交流。(5)不同灌水水平对产量有不同的影响,分析得出作物节约用水的阈值。当前农业用水存在巨大的浪费,灌水水平2既能满足作物生长需要,也起到一定的节水作用,是当地条件下的合理灌水方案。灌水水平1(地方习惯性灌水水量)是灌水量最高的条件,该条件下,间作群体产量最高。灌水水平2(比地方习惯性水量减少10%)的条件下,虽然比灌水水平1下的产量降低了5.39%,但是二处理产量差异不显著。灌水水平3(比地方习惯性灌水水量减少20%)条件下,此条件下产量分别比上两种降低了53.81%和46.32%。与灌水水平1和2的产量差异显著。因此得出结论,灌水水平2条件下,对产量影响不大,比地方习惯性灌水降低10%是可以实施的合理节水方案。(6)间作种植模式可以提高土地的利用效率,但合理的灌水水平,可以更好的提高土地利用效率,同时节约水资源。各个处理的土地当量比在1.01-1.48之间,且均大于1,表明间作具有增加粮食产量,提高农民的收入,同时使土地资源得到了充分的利用。灌水水平越高越有利于玉米间作豌豆的土地当量比,但是减量10%的水量(即灌水水平2)条件下,玉米间作豌豆的土地当量比与灌水水平1条件下的土地当量比差异不显著,表明比地方习惯性灌水水量减少10%水量(即灌水水平2)是合理的。

全文目录

摘要  2-4
Summary  4-8
前言  8-10
第一章文献综述  10-15
  1.1 间套作根系相关指标研究现状  10-12
  1.2 豆科作物在间作体系中固氮作用的研究  12-13
  1.3. 间作群体对水资源利用研究现状  13-15
第二章试验设计与方法  15-22
  2.1 研究目标及内容  15-16
    2.1.1 种间互作对根时空分布和根系生理特性影响  15
    2.1.2 隔根对豌豆瘤重瘤数的影响研究  15
    2.1.3 供水和根间作用对玉米豌豆间作产量和水分利用效率的影响  15-16
  2.2 技术路线  16
  2.3 试验区概况  16-17
  2.4 试验设计  17-19
  2.5 测定指标和方法  19-21
  2.6 分析方法  21-22
第三章不同种植模式以及不同隔根方式下根系的垂直分布  22-30
  3.1 不同种植模式下的根系时空分布  22-24
  3.2 不同种植模式对根干重的影响  24
  3.3 不同隔根方式下根系的垂直分布  24-28
    3.3.1 不同隔根方式下豌豆根系的垂直分布  24-26
    3.3.2 不同隔根方式下玉米根系的垂直分布  26-28
  3.4 不同处理对根系形态及生理特性的影响  28-29
  3.5 不同隔根方式对豌豆结瘤数和瘤重的影响  29-30
第四章不同处理对玉米间作豌豆的产量以及 5 资源利用效率的影响  30-38
  4.1 不同处理对土地利用效率的影响  30-31
  4.2 不同处理下产量的表现  31-33
  4.3 不同处理条件下叶面积指数变化  33-34
  4.4 玉米间作豌豆模式下土壤含水量的变化  34-36
    4.4.1 不同处理对全生育期 0-120cm 平均土壤含水量的影响  34-35
    4.4.2 不同时间不同处理条件下土壤含水量的动态变化  35-36
  4.5 不同处理对水分利用效率的影响  36-38
第五章结论与讨论  38-42
致谢  42-43
参考文献  43-49
导师简介  49-50
个人简介  50-51
附件  51-53

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