發(fā)布時間：2020-06-17 12:21

【摘要】：糜子抗旱、耐瘠,生育期與雨季同步,在黃土高原旱作農(nóng)業(yè)區(qū)具有明顯的地域優(yōu)勢和生產(chǎn)優(yōu)勢。但目前旱地糜子栽培技術(shù)較為落后,產(chǎn)量較低且不穩(wěn)定,相關(guān)研究也較少。因此,探索高效的黃土高原旱地糜子栽培技術(shù)對該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。本試驗(yàn)于2014~2016年在陜西榆林現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園進(jìn)行,以“榆糜2號”為材料,采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),設(shè)置了壟、溝均不覆蓋(NM)、壟上覆蓋地膜+溝內(nèi)覆蓋生物降解膜(JM)、壟上覆蓋地膜+溝內(nèi)覆蓋液態(tài)地膜(YM)、壟上覆蓋地膜+溝內(nèi)覆蓋地膜(DM)、壟上覆蓋地膜+溝內(nèi)不覆蓋(BU)及壟上覆蓋地膜+溝內(nèi)覆蓋玉米秸稈(JG),共6種不同的溝壟覆蓋處理,以傳統(tǒng)平作無覆蓋為對照(CK),探討不同溝壟覆蓋栽培模式下糜子農(nóng)田光、溫、水效應(yīng)及糜子群體特征,并從土壤水溫效應(yīng)、小氣候特征、群體結(jié)構(gòu)、葉片生理代謝及物質(zhì)生產(chǎn)的角度闡明溝壟覆蓋栽培模式下糜子產(chǎn)量形成的機(jī)理,進(jìn)一步確定適宜黃土高原旱地糜子生產(chǎn)的栽培模式。主要結(jié)果如下:(1)溝壟覆蓋栽培模式可有效改善糜子農(nóng)田土壤水分狀況。2014和2015年(干旱年)溝壟覆蓋栽培模式下0~200 cm土層全生育期平均土壤含水量較CK分別提高3.2%~13.3%和4.0%~18.4%;其蓄水保墑效應(yīng)呈現(xiàn)隨覆蓋面積的增加而增加的趨勢,其中JG、DM及JM處理下蓄水保墑效應(yīng)較好,NM處理下蓄水保墑效應(yīng)較差。DM和JM處理可有效提升糜子農(nóng)田土壤溫度,JG處理下呈降溫效應(yīng),而NM、YM和BU處理下土壤溫度無明顯變化。0~200 cm土層糜子拔節(jié)期、灌漿期及全生育期平均土壤含水量分別與拔節(jié)期、灌漿期地上部分干物質(zhì)量及產(chǎn)量間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P0.001);糜子灌漿期0~25 cm土層平均土壤溫度與灌漿期地上部分干物質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P=0.001)。改善糜子農(nóng)田土壤水分狀況、提升灌漿期土壤溫度對促進(jìn)糜子產(chǎn)量增收具有重要意義。在2014和2015年(干旱年),DM處理對糜子農(nóng)田土壤增溫保墑的效果更好,JM處理次之。(2)溝壟覆蓋栽培模式有效降低了糜子冠層溫度和株間溫度,提升了株間濕度,為糜子提供相對“冷、濕”的小環(huán)境。糜子開花對農(nóng)田水溫環(huán)境較為敏感,2015和2016年溝壟覆蓋栽培模式下糜子花后平均冠層溫度較CK分別降低0.7℃~2.0℃和0.6℃~1.7℃,開花期各冠層高度處糜子株間溫度較CK分別降低0.4℃~2.4℃和0℃~1.9℃,平均株間相對濕度較CK分別提升0.1%~6.5%和0~3.4%,DM處理下效果更為明顯。同時,溝壟覆蓋栽培模式有效改善了糜子冠層內(nèi)光分布狀況,提升了群體光能轉(zhuǎn)化效率。與2014和2015年(干旱年)有所不同,2016年(豐水年)DM處理下花后冠層光照攔截率及攔截輻射量并非最高。2014~2016年溝壟覆蓋栽培模式下抽穗后糜子冠層光能轉(zhuǎn)化效率較CK分別增加1.7%~41.5%、15.1%~64.6%和0.6%~27.1%。從整體上看,溝壟覆蓋栽培模式可有效改善糜子農(nóng)田小氣候環(huán)境,在干旱年,DM處理下效果最佳,而在豐水年其優(yōu)勢有所減弱。(3)溝壟覆蓋栽培模式可有效提高糜子株高及葉面積指數(shù)(LAI),且在干旱年生育后期具有較低的K值,使糜子具有較好的群體特征;同時,溝壟覆蓋栽培模式可有效降低花后葉片丙二醛(MDA)和超氧陰離子自由基(O_2~-·)的積累,減緩糜子花后LAI及葉片SPAD值衰減的速度。2014~2016年溝壟覆蓋栽培模式下全生育期平均LAI較CK分別增加14.4%~39.8%、19.9%~65.2%和14.9%~35.1%,花后LAI較CK分別增加21.8%~59.2%、22.1%~77.9%和21.0%~44.5%,全生育期平均葉片SPAD值較CK分別增加3.3%~16.8%、2.2%~13.4%和2.4%~9.4%,花后葉片SPAD值較CK分別增加2.7%~20.9%、2.0%~17.4%和2.6%~9.9%�；ê蟮厣喜糠指晌镔|(zhì)積累量與LAI間呈顯著(P0.05)正相關(guān),與葉片SPAD值間呈極顯著(P0.01)正相關(guān)關(guān)系。維持花后較高的LAI及葉片SPAD值,可促進(jìn)糜子花后干物質(zhì)積累。在干旱年,溝壟覆蓋栽培模式可有效改善糜子群體特征,相較而言,DM處理下效果最為明顯;而從整體上看,在豐水年溝壟覆蓋栽培模式的優(yōu)勢有所減弱。(4)溝壟覆蓋栽培處理下,糜子具有合理的群體及健壯的個體,進(jìn)而獲得更高的糜子單株地上部分干物質(zhì)量、花前及花后干物質(zhì)積累量、千粒重、穗粒數(shù)及穗長,最終獲得更高的產(chǎn)量(2014年JG處理除外),但其增產(chǎn)效果受降雨量影響較大,豐水年(2016年)的增產(chǎn)幅度低于干旱年(2014和2015年)。2014~2016年溝壟覆蓋栽培模式下糜子單株干物質(zhì)量較CK分別增加1.4%~73.7%、19.5%~94.3%和14.8%~58.9%,花前干物質(zhì)積累量較CK分別增加2.2%~72.8%、13.4%~88.0%和25.2%~70.5%,花后干物質(zhì)積累量較CK分別增加4.8%~99.6%、80.4%~142.5%和3.7%~83%,產(chǎn)量較CK分別增加3.7%~31.3%(2014年JG處理除外)、6.8%~35.3%和6.8%~16.4%。提升糜子花前、花后干物質(zhì)積累量、粒重及穗粒數(shù)可促進(jìn)糜子產(chǎn)量增收;溝壟覆蓋栽培模式下較高的LAI及較低的LAI和SPAD衰減速度,較低的MDA和O_2~-·積累是溝壟覆蓋栽培模式下糜子產(chǎn)量增收的重要生理因素。相較CK及其余處理而言,DM處理下糜子單株地上部分干物質(zhì)量、花前干物質(zhì)積累量及產(chǎn)量連續(xù)3年均為最高,但2016年(豐水年)DM處理下糜子單株地上部分干物質(zhì)量、花前干物質(zhì)積累量及產(chǎn)量的增幅相對2014和2015年(干旱年)均有所降低;而DM處理下花后干物質(zhì)積累量僅在2014和2015年(干旱年)為最高。主要?dú)w因于在干旱年DM處理相較CK及其余處理而言具有更好的水、溫、光環(huán)境及群體特征,從而獲得更高的干物質(zhì)量、粒重及穗粒數(shù),進(jìn)而收獲更高的產(chǎn)量,但其優(yōu)勢在豐水年有所降低。壟、溝均覆地膜的DM模式更適宜在黃土高原旱作農(nóng)區(qū)干旱年糜子生產(chǎn)中應(yīng)用和推廣。(5)基于溝壟覆蓋栽培模式下糜子LAI、TPARm及IPAR與光譜變量的相關(guān)性,初步構(gòu)建并驗(yàn)證了溝壟覆蓋栽培模式下糜子LAI、TPARm及IPAR的高光譜遙感監(jiān)測模型。其中,y=0.387 x~(0.869)(x=R_(750)/R_(470))較適合用于不同溝壟覆蓋模式下抽穗至成熟期糜子葉面積指數(shù)的統(tǒng)一監(jiān)測;y=-0.711x+1.259(x=R_(1065)/R_(1200))、y=1.318 x-0.749(x=R_(1275)/R_(1065))、y=-1.987 x+0.591[x=(R_(1065)-R_(1200))/(R_(1065)+R_(1200))]和y=-2.110 x+0.543[x=(R_(1065)-R_(1275))/(R_(1065)+R_(1275))]較適合用于不同溝壟覆蓋模式下抽穗至成熟期糜子TPARm的統(tǒng)一監(jiān)測;y=-0.0985 x~2-0.2693 x+0.9914(x=R_(675)/R_(550))和y=-0.5092 x~2-0.7638 x+0.6346[x=(R_(675)-R_(550))/(R_(675+)R_(550))]較適合用于溝壟覆蓋模式下抽穗至成熟期糜子IPAR的統(tǒng)一監(jiān)測。利用構(gòu)建的LAI、TPARm及IPAR的高光譜遙感監(jiān)測模型,可為實(shí)時監(jiān)控溝壟覆蓋栽培模式下旱地糜子長勢及產(chǎn)量預(yù)測提供重要參考。相較而言,構(gòu)建的LAI的高光譜遙感監(jiān)測模型更適合輔助黃土高原地區(qū)溝壟覆蓋栽培模式下旱地糜子抽穗期干物質(zhì)積累量的預(yù)測及輔助生育期間糜子農(nóng)田土壤含水量的實(shí)時監(jiān)控,構(gòu)建的TPARm的高光譜遙感監(jiān)測模型更適合輔助黃土高原旱作農(nóng)業(yè)區(qū)溝壟覆蓋栽培模式下開花期至成熟期糜子干物質(zhì)積累量及糜子產(chǎn)量的預(yù)測。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S516
【圖文】：

圖 2-1 壟上覆蓋地膜+溝內(nèi)不覆蓋栽培模式（BU）示意圖ig. 2-1 A schematic diagram of the ridging with only hills plastic film mulched and furrows not mulchedtreatment (BU)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2717598