垄沟覆盖对土壤水热动态及冬小麦生长、产量影响研究

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本文在长武旱塬区选择典型试验点,开展旱地垄沟覆盖对土壤水热及冬小麦生长的影响研究。试验采用垄上覆盖沟内条播方式种植冬小麦,设置防草地布加地膜覆盖(MB)、防草地布覆盖(DB)以及不覆盖(CK)三种微垄覆盖方式,并对垄沟处5 cm、15 cm及30 cm深度土层的土壤水分、温度进行监测,分析了不同覆盖处理下土壤水热动态变化特征和冬小麦生长情况及产量差异。主要取得以下成果:(1)冬小麦生育期内不同覆盖条件下0~30 cm 土层的土壤含水率与土壤温度随时间均表现出“高-低-高”的变化特征,各深度土层的土壤含水率及温度变化幅度均随土层深度增加而减小。(2)冬小麦生育期内MB可以有效抑蒸保湿,5 cm处MB年平均土壤含水率较DB高4.62%,较CK高2.92%,各生育阶段内0~30 cm 土壤储水量MB均高于DB及CK。此外,在典型降雨过程中MB的降雨叠加效果最明显,MB30 cm处土壤含水率对降雨的响应最早,向30 cm深度以下土层的渗漏量最大(24.24 mm),DB次之(22.70 mm),CK 最小(20.90 mm)。(3)就整个冬小麦生育期而言,覆垄处理对土壤温度具有明显调控作用,其中DB在越冬期之前抑制土壤温度降低,越冬期之后促进土壤温度升高,MB在整个生育期内对土壤温度变化均有抑制作用。由于越冬期之前覆垄处理在土壤降温过程中起到抑制作用,与CK相比,该时期覆垄处理0~30 cm 土层有效积温较高。(4)降雨对不同覆盖条件下土壤温度的影响均表现为:土壤温度降低,土壤温度变化幅度减小;同一处理下,随着土层深度增加,土壤温度对降雨的响应滞后现象更明显,土壤温度变化幅度更小;相同深度上,由于降雨过程中土壤温度降低的同时,土壤水分增加,所以土壤温度对覆垄处理的响应不明显,而MB 土壤含水率较DB、CK更高,在雨后温度回升阶段对于抑制升温作用明显增强。(5)覆垄处理能有效提高冬小麦产量及水分利用效率,其中MB提高了冬小麦的单位面积有效穗数、麦粒重量;DB在株高和麦粒数的表现上略优于MB,但麦粒重量显著小于MB及CK。3种处理冬小麦折合产量大小情况为:MB(6273.33 kg/hm2)>DB(5509.73 kg/hm2)>CK(5353.78 kg/hm2),MB 较 CK 增产 17.18%,DB 较 CK增产2.91%。各处理冬小麦水分利用效率大小情况为:MB(16.52 kg·mm-1·hm-2)>DB(14.15kg·mm-1·hm-2)>CK(13.60kg·mm-1·hm-2),MB 较 CK 提高了 2.92%,DB 较CK提高了 0.55%。不同覆盖条件下的集雨垄沟种植较传统平作具有明显的节水增产效果,3种处理的节水率大小表现为MB(20.21%)>DB(6.83%)>CK(3.09%),增产率大小表现为 MB(45.09%)>DB(27.43%)>CK(23.82%)。
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