李荣博士研究生学位论文预答辩公告

　　 　　

论文题目：渭北旱塬区不同沟垄覆盖模式对农田土壤水温及玉米生长的影响

研究生姓名：李荣

导师姓名：贾志宽  教授

预答辩时间：2012年5月4日

地点：开云官方在线入口会议室

预答辩委员会组成：

主席：杨改河  教授博导  开云官方在线入口生态学

委员：韩清芳教授博导  开云官方在线入口  作物栽培学

李军  教授博导  开云官方在线入口  作物栽培学

冯浩  研究员博导  西北农林科技大学水土保持研究所土壤学

张富仓  教授博导  西北农林科技大学水利与建筑工程学院 

秘书：任小龙  博士后       开云官方在线入口作物栽培学

摘要：针对中国黄土高原旱作区年降水量少、季节分布不均等问题，本研究通过垄上覆盖地膜沟内覆盖地膜、生物降解膜、液体地膜及秸秆等四种材料，以传统平作为对照，研究了不同沟垄集雨覆盖模式对土壤水分、温度、玉米生长及产量的影响。主要结果如下：

1. 不同沟垄覆盖模式对土壤水分的影响

不同沟垄覆盖集雨模式较传统平作在降雨较多时利于集蓄降雨，降雨较少时能有效抑制土壤水分蒸发，且以垄覆地膜沟覆地膜、垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理效果最为显著。玉米生育期垄覆地膜沟覆秸秆处理处理土壤蓄水量最高，且在播种至灌浆期较对照差异显著；垄覆地膜沟覆地膜和覆地膜沟覆生物降解膜处理显著改善玉米播种至大喇叭口期土壤水分状况，而抽雄期和灌浆期土壤蓄水量显著低于对照或无差异；垄覆地膜沟覆液膜和垄覆地膜沟不覆盖处理在大喇叭口期土壤水分较显著CK提高外，其它各时期均略高于CK，但差异不显著。

不同集雨处理对作物不同生育阶段耗水量的影响不同，垄覆地膜沟覆地膜、和垄覆地膜沟覆生物降解膜处理播后0~60d和120~140d玉米耗水量显著低于对照，而在播后60~120d显著高于对照；垄覆地膜沟覆秸秆处理在播后0~60d玉米耗水量显著低于其它处理，而在120~140d显著高于其它处理。垄覆地膜沟覆液膜和垄覆地膜沟不覆盖处理下播后60~120d玉米耗水量显著高于对照。

2. 不同沟垄覆盖模式对土壤温度的影响

不同集雨处理对玉米苗期不同土层土壤温度影响效果显著，D+D和D+S处理下不同土层土壤温度均显著高于CK；D+Y和D+B处理下5~10 cm土壤温度与CK差异显著，15 cm以下土层与CK差异不显著；而D+J处理各层温度均显著低于CK。不同处理对土壤温度的影响随玉米生育期的推进而减弱。5年结果表明，沟覆地膜与生物降解膜增温效果明显，玉米全生育期平均土壤温度较对照显著增加1.4℃和1.0℃，而垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著降低1.3℃，垄覆地膜沟覆液膜和沟不覆盖相比土壤温度相差较小，均稍高于对照土壤温度，差异不显著。

3. 不同沟垄覆盖模式对土壤养分和酶活性的影响

不同处理下0~60 cm土层土壤速效养分含量差异较大，而土壤全效养分差异不大。各年份垄覆地膜沟覆秸秆和垄覆地膜沟覆液膜处理下土壤有机质和碱解氮含量均较对照增加，以垄覆地膜沟覆秸秆处理最高；沟覆地膜、生物降解膜和不覆盖处理土壤有机质和碱解氮均较CK降低（除2007年外）。各年份集雨处理土壤速效磷和速效钾含量均较对照增加，垄覆地膜沟覆秸秆和垄覆地膜沟覆液膜处理显著高于对照。不同集雨处理各年份0~60 cm土层全氮、全磷和全钾含量均较对照明显增加，以垄覆地膜沟覆秸秆处理最高。

不同年份各集雨处理0~20 cm层土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均较对照明显增加，且以垄覆地膜沟覆秸秆酶活性均最高。

4. 不同沟垄覆盖模式对玉米光合生理特性的影响

2009~2011年玉米大喇叭口期、抽雄期和灌浆期玉米功能叶片的各集雨处理的SPAD值均较对照显著增加，且以垄覆地膜沟覆地膜、垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理最为显著。与传统平作相比，垄覆地膜沟覆地膜、垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理能提高玉米大喇叭口期、抽雄期和灌浆期玉米功能叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度，而沟覆液膜和沟不覆盖处理处理可增强玉米的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度，但与对照无显著差异。

各集雨处理能提高玉米叶片的瞬时水分利用效率，以垄覆地膜沟覆地膜、覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理最为显著。2009年玉米生育期平均瞬时水分利用效率分别较CK增加11.9%、12.3%和14.8%；2010年分别增加5.8%、5.8%和7.6%；2011年分别增加12.6%、13.8%和9.9%。干旱胁迫下，2009年抽雄期和灌浆期、2010年大喇叭口期和2011年玉米生育期各集雨处理下玉米的功能叶荧光参数较传统平作显著改善，而其它时期无显著效果。

5. 不同覆盖模式对玉米生长发育的影响

不同覆盖材料下的土壤环境发生变化，影响玉米的生育进程。垄覆地膜沟覆地膜和沟覆生物降解膜处理下玉米出苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期及成熟期分别较CK提前3~5d、8~10d、8~9d、7~10d和9~10d；沟覆液体地膜和沟不覆盖处理下各生育时期均比对照提前0~2d、3~6d、4~5d、2~5d和4~5d。D+J处理下出苗和拔节期较CK推迟1~2d，后期生育时期与CK持平。

各集雨处理显著影响玉米株高和地上部生物量。垄覆地膜沟覆地膜、垄覆地膜沟覆降解膜、垄覆地膜沟覆秸秆、垄覆地膜沟覆液态膜和垄覆地膜沟内不覆盖处理成熟期5年玉米平均株高分别较对照高成熟期分别显著（P<0.05）增加29.3、30.5、41.3、27.7和25.1 cm；成熟期玉米单株生物量分别较对照增加124.4、125.1、107.2、73.6和66.4 g。垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆降解膜处理促进玉米前期旺盛生长，垄覆地膜沟覆秸秆处理促进玉米后期生长。

各集雨处理玉米产量和水分利用效率均较对照显著增加，以垄覆地膜沟覆地膜、覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理最高，5年玉米平均产量分别显著提高41.1%、42.1%和39.3%，水分利用效率分别提高38.1%、39.6%和37.1%。垄覆地膜沟覆秸秆处理的纯收益最高，覆地膜沟覆生物降解膜处理处理次之，其5年平均纯收益较对照分别增加3926.7和3811.4元/ha。