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【6h】

黑土不同耕层厚度对作物养分吸收及根系分布的影响

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摘要

1 前言

1.1 研究的目的及意义

1.2 国内外研究动态

1.2.1 耕层厚度对作物产量的影响

1.2.2 耕层厚度的模拟研究

1.2.2 作物根系形态对产量的影响

1.2.3 作物各部位养分含量及干物质积累对产量的影响

1.3 主要技术路线

2 材料与方法

2.2.3 样品采集

2.3 测定项目及方法

2.3.1 根系形态测定

2.3.2 植物样品的粉碎

2.3.3 植物样品的消煮

2.3.4 植株氮含量的测定

2.3.5 植株磷含量的测定

2.3.6 植株钾含量的测定

2.3.7 产量及产量构成因素的测定

2.4 数据分析

3 结果分析

3.1 黑土不同耕层厚度对大豆产量及其构成的影响

3.1.1 不同耕层厚度对大豆产量的影响

3.1.2 不同耕层厚度对大豆产量构成的影响

3.2 黑土不同耕层厚度对玉米产量及其构成的影响

3.3 黑土不同耕层厚度对大豆根系形态因子的影响

3.3.1 不同耕层厚度对土层不同深度大豆根重密度分布的影响

3.3.2 不同耕层厚度对土层不同深度大豆根长密度分布的影响

3.3.3 不同耕层厚度对土层不同深度大豆比根长分布的影响

3.4 黑土不同耕层厚度对玉米根系形态因子的影响

3.4.1 不同耕层厚度对土层不同深度玉米根重密度分布的影响

3.4.2 不同耕层厚度对土层不同深度玉米根长密度分布的影响

3.4.3 不同耕层厚度对土层不同深度玉米比根长分布的影响

3.5 黑土不同耕层厚度对大豆地上部与根部养分变化的影响

3.5.1 不同耕层厚度对大豆植株地上部与根部含氮量的影响

3.5.2 不同耕层厚度对大豆植株地上部与根部含磷量的影响

3.5.3 不同耕层厚度对大豆植株地上部与根部含钾量的影响

3.6 黑土不同耕层厚度对玉米地上部与根部养分变化的影响

3.6.1 不同耕层厚度对玉米植株地上部与根部含氮量的影响

3.6.2 不同耕层厚度对玉米植株地上部与根部含磷量的影响

3.6.3 不同耕层厚度对玉米植株地上部与根部含钾量的影响

4 讨论

4.1 黑土不同耕层厚度与作物产量和根系形态空间分布的关系

4.2 黑土不同耕层厚度与作物养分吸收及产量的关系

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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摘要

近年来,黑土土体水土流失,侵蚀面积不断扩大,侵蚀强度逐渐增加,黑土区出现了严重的退化问题,黑土层逐渐变薄,导致土壤有机质含量和肥力下降,农田生产力下降,生产成本增加。本研究在重建不同厚度黑土层的定位模拟试验区开展免耕玉米大豆轮作试验,设置3个黑土耕层厚度,分别为10 cm、20 cm和30 cm,在正常施肥管理条件下,探究了2016-2017年作物生长季,不同耕层厚度对大豆和玉米生育期间的养分吸收、根系形态空间分布及其产量的影响。研究结果表明: (1)模拟研究的耕层厚度0-30 cm范围内,2016年20 cm耕层厚度处理的大豆产量最高,30 cm耕层厚度玉米产量最高,分别比10 cm耕层厚度显著高出15.5%和24.1%。2017年,耕层厚度处理对玉米、大豆产量无显著影响,但均以30 cm耕层厚度的大豆玉米产量最高,分别比10cm耕层厚度的产量高出3.9%和8.2%。与大豆相比,玉米的产量对耕层厚度更为敏感。 (2)耕层厚度能显著增加大豆土层不同深度的根重密度,对表层0-10 cm土层的根重密度影响最为显著,但显著降低表层土层中的根长密度和比根长。各时期10 cm耕层厚度处理的均高于30 cm耕层厚度处理。黑土耕层厚度可能是通过影响生殖生长期大豆根重密度和根长密度的空间分布而增加大豆产量的。生育后期单位根长的根重高,根系更加粗壮是产量的保障。是根的重量,不是根的长短对大豆根系生长发育的产量贡献更为重要。 (3)耕层厚度也显著增加玉米0-10 cm土层的根重密度,对生育前期10-20 cm土层的根重密度影响较大,而对生育后期的根重密度和20-30 cm土层的根重密度没有影响。耕层厚度同样影响比根长,耕层厚度越厚,0-10 cm土层中的比根长越小。作物的根重密度、根长密度和比根长值年际间差异显著。 (4)耕层厚度对大豆根系和茎秆中氮素含量影响不大,对地上部及其根系中磷素含量也没有影响,但较厚的耕层厚度能显著增加R1和R6期叶片含氮量,促进大豆钾素的吸收和利用,增加大豆根,茎,荚皮中的含钾量。因此,较厚的耕层厚度大豆产量高,很可能是由于叶片中氮素含量高以及其他器官中钾素含量的增多所致。 (5)较厚的耕层厚度能明显增加玉米根,茎,叶中的含氮量和含钾量,但对各器官磷素含量没有影响,而且不同耕层厚度对籽粒中氮素也影响不大。耕层厚度影响玉米产量可能是由于增加了根,茎,叶中的氮素与钾素的含量所致。

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