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沟垄集雨种植和灌溉对关中灌区小麦产量及水肥利用效率的影响

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第一章 文献综述

1.1研究目的与意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 沟垄集雨种植对土壤水分的影响

1.2.2沟垄集雨种植对土壤温度的影响

1.2.3 沟垄集雨种植对作物产量的影响

1.2.4 沟垄集雨种植对作物水分利用效率的影响

1.2.5 土壤水分对作物生长发育的影响

1.2.6 冬小麦非充分灌溉概述

1.3 研究内容和技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章 材料与方法

2.1 试验地概况

2.2 试验设计

2.3 测定指标及方法

2.3.1 茎蘖动态

2.3.2 叶面积指数

2.3.3 干物质积累

2.3.4 植株氮素含量

2.3.5 土壤含水量

2.3.8 水分利用效率

2.3.9 氮肥利用效率

2.4 数据处理与分析方法

第三章 结果与分析

3.1 沟垄集雨种植和灌溉对土壤水分的影响

3.1.1冬小麦生育季0-40 cm土壤水分动态变化

3.1.2 冬小麦各生育时期0-100 cm土层土壤含水量的垂直变化

3.1.3冬小麦全生育期耗水状况

3.2 沟垄集雨种植和灌溉对土壤温度的影响

3.2.1 冬小麦生长季内5 cm土层土壤温度动态变化

3.2.2 冬小麦生长季内10 cm土层土壤温度动态变化

3.2.3 冬小麦生长季内15 cm土层土壤温度动态变化

3.3 沟垄集雨种植和灌溉对冬小麦生长发育的影响

3.3.1 各处理对冬小麦生育进程的影响

3.3.2 各处理对冬小麦茎蘖数的影响

3.3.3 各处理对冬小麦叶面积指数的影响

3.3.4 各处理对冬小麦干物质积累的影响

3.3.5 各处理对冬小麦氮素积累的影响

3.4 沟垄集雨种植和灌溉对冬小麦产量及构成因素的影响

3.5 沟垄集雨种植和灌溉对冬小麦水肥利用效率的影响

3.5.1 各处理对冬小麦水分利用效率的影响

3.5.2 各处理对冬小麦氮肥利用效率的影响

第四章 讨论与结论

4.1 讨论

4.1.1 沟垄集雨种植和灌溉对土壤水温的影响

4.1.2 沟垄集雨种植和灌溉对冬小麦生长发育的影响

4.1.3 沟垄集雨种植和灌溉对冬小麦产量和水肥利用效率的影响

4.2 结论

4.2.1 沟垄集雨种植和灌溉对土壤水温的影响

4.2.2 沟垄集雨种植和灌溉对冬小麦生长发育的影响

4.2.3 沟垄集雨种植和灌溉对冬小麦产量与水肥分利用效率的影响

参考文献

致谢

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摘要

小麦是我国重要粮食作物,维持其高产对于我国粮食安全十分重要。小麦耗水量大,生育季与北方地区雨季相悖,要实现高产需进行灌溉。但目前灌溉方式多为大水漫灌,水分浪费严重。沟垄集雨种植技术是我国北方旱作农区一种行之有效的集水栽培措施。为探讨沟垄集雨种植技术运用于灌溉农区能否发挥节水增产作用,本研究以关中冬小麦为对象,2015-2017年在田间设置沟垄集雨种植和传统平作种植两种种植方式,同时在两种种植方式下分别设置0、400、1200、2000 m3·hm-2四种灌溉量,研究沟垄集雨种植和灌溉对土壤水分、温度、冬小麦生长发育、产量及水肥利用效率等的影响,主要研究结果如下:  (1) 开花前,同一种植方式下,0-100 cm土层平均含水量随着灌溉量的增加而增加,同一灌溉量下沟垄集雨种植的土壤含水量显著高于平作种植。开花后,沟垄集雨种植的蓄水保墒作用逐渐减弱且随着灌溉量的降低,沟垄集雨种植的蓄水保墒作用也呈现降低的趋势。  灌溉可以显著改变冬小麦全生育期0-200 cm土层耗水量和土壤贮水消耗量,随着灌溉量的增加,小麦的耗水量呈显著增加的趋势,但是对土壤贮水的消耗呈现降低的趋势。在四种灌溉量下沟垄集雨种植均显著促进了小麦对土壤贮水的利用。除水分外,沟垄集雨种植对土壤温度也有影响。沟垄集雨种植在冬小麦生长前期具有较好的增温效果,在后期表现为沟垄集雨种植地温低于平作种植。  (2) 沟垄集雨种植和灌溉均对冬小麦生长发育具有显著影响。同一种植方式下,小麦群体茎蘖数、地上部干物质积累量以及成熟期地上部氮素积累量随着灌溉量增加而增加,但是随着灌溉量的提高,其增幅呈现降低趋势。同一灌溉量水平下,沟垄集雨种植的小麦群体茎蘖数、地上部干物质积累量高于平作种植。沟垄集雨种植显著促进小麦叶片生长,延缓后期叶片衰老,在四种灌溉量下沟垄集雨处理的叶面积指数均高于平作处理。  (3) 沟垄集雨种植与平作处理相比较,能显著提高小麦产量。平作种植处理在高灌水平(2000 m3·hm-2灌溉量)下产量最高,沟垄集雨种植处理在中灌水平(1200 m3·hm-2灌溉量)下产量达到最高。沟垄集雨种植和灌溉显著影响小麦的水肥吸收和利用。在6-7 t·hm-2产量水平下,灌溉量减少800 m3·hm-2,集雨中灌处理的水分利用效率(WUE)、降水利用效率(PWUE)以及灌溉水利用效率(IWUE)较平作高灌处理分别平均增加31.95%,8.00%,97.39%。集雨中灌处理的氮素吸收效率(NupE)、氮肥偏生产力(NfP)、氮素利用效率(NUE)较平作高灌处理分别平均增加5.91%,7.89%,5.89%。  这些结果表明,在该地区沟垄集雨结合灌水总量1200 m3·hm-2可实现降水与灌溉水高效利用,同时产量增加,是较好的种植模式。

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