黏質(zhì)紅壤干旱和穿透阻力對玉米作物水分關(guān)系的影響.pdf

1、季節(jié)性干旱是黏質(zhì)紅壤地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制因素之一。對于黏質(zhì)紅壤，隨著含水量降低，土壤穿透阻力隨之增加，影響作物根系生長和分布，改變吸收水分和養(yǎng)分的能力，從而也影響作物的根葉水勢等水分關(guān)系。干旱脅迫和阻力脅迫對作物的影響錯綜復雜，但關(guān)于干旱過程中土壤穿透阻力對作物影響的研究較少，二者的共同作用尚不清楚。本文研究黏質(zhì)紅壤不同干旱程度下，穿透阻力對玉米作物水分關(guān)系的影響，為防治紅壤地區(qū)季節(jié)性干旱提供理論依據(jù)。
　　本文的田間試驗在位于

2、湖北成寧的紅壤試驗站內(nèi)進行，于2014-2015年的6-10月進行兩季玉米小區(qū)試驗。試驗設(shè)置了4個耕作處理（深耕D、常規(guī)耕作C、免耕N和壓實P），以得到不同的穿透阻力;從玉米8葉期開始，每個耕作處理分別設(shè)置3個干旱水平，即不干旱(每星期灌水12mm，共灌水72mm)、輕度干旱(共灌水24mm)和嚴重干旱（不灌水）。田間小區(qū)土壤為第四紀紅色黏土發(fā)育的紅壤，種植的玉米品種為鄭單958。在玉米12葉期、16葉期、抽穗期分別測定土壤穿透阻力、土

3、壤含水量、根葉水勢、氣孔導度與凈光合速率等，每個處理重復三次，玉米收獲后考種，得到以下研究結(jié)果:
　　1)土壤含水量和穿透阻力在土壤剖面分布上具有一定的規(guī)律性。土壤含水量隨深度增加而顯著增加，而土壤穿透阻力呈先增加后降低的趨勢，在20cm處達到峰值，嚴重干旱處理下壓實的阻力最大達到2.797MPa。不干旱條件下，各耕作處理間含水量和穿透阻力的差異較小，隨著干旱程度的增加，耕作處理間的差異變大。穿透阻力隨含水量的升高而降低，兩者呈非

4、線性負相關(guān)(P＜0.05)，但當土壤含水量處在較高水平（＞0.24g/g），土壤穿透阻力到達一個臨界點(0.5～0.6MPa)而趨于平穩(wěn)，說明不干旱的紅壤也具有較高的穿透阻力，這與黏質(zhì)紅壤特性有關(guān)。
　　2)玉米根葉水勢以及凈光合速率等與土壤含水量和基質(zhì)勢呈顯著正相關(guān)，而與穿透阻力呈顯著負相關(guān)。耕作處理間的土壤含水量與根葉水勢和凈光合速率等的關(guān)系有明顯的差異，從大到小的順序為D＞C＞N＞P，與土壤穿透阻力大小順序相反，隨著干旱程度

5、增加，耕作處理間的差異變大。干旱和耕作對作物根葉水勢和凈光合速率等的影響達到極顯著(P＜0.01)，同時干旱和耕作對根葉水勢等表現(xiàn)出顯著的交互作用(P＞0.05)?；貧w分析表明，在不干旱處理下，土壤穿透阻力的回歸系數(shù)大于含水量的系數(shù)，說明此時穿透阻力對根葉水勢等的影響大于含水量。而隨著干旱程度的增加，穿透阻力增加，由方差分析結(jié)果可知，干旱和阻力共同影響作物水分關(guān)系，此時干旱對玉米根葉水勢等水分關(guān)系的影響更大。
　　3)紅壤干旱和穿

6、透阻力影響玉米根系的分布。在輕度干旱下，玉米根系的分布范圍有所增加;而在嚴重干旱時，根系的垂直和水平分布范圍均減小。在土層深度20-40cm范圍內(nèi)，深耕比常規(guī)耕作、免耕和壓實分別高-0.23％、15.13％和160％。在10-15cm范圍內(nèi)，深耕比常規(guī)耕作、免耕和壓實分別高30.40％、44.13％和53.45％。說明耕作（穿透阻力）可以調(diào)控根系水平和垂直分布。
　　4)土壤干旱和穿透阻力對玉米產(chǎn)量的影響都達到了極顯著，兩者的交互

7、作用達到了顯著水平，說明穿透阻力促進作物干旱致災，而耕作能有效調(diào)控干旱和作物產(chǎn)量的關(guān)系。土壤含水量和基質(zhì)勢與玉米產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，而土壤穿透阻力與玉米的產(chǎn)量呈負相關(guān)。不同干旱水平下作物產(chǎn)量總體順序均為D＞C＞N＞P，隨著干旱程度的增加，耕作處理間的差異變大?；貧w分析表明，在不干旱處理下阻力的系數(shù)大于含水量的系數(shù)，說明此時穿透阻力對作物產(chǎn)量的影響大于含水量;而隨著干旱程度增加，土壤含水量降低，穿透阻力急劇增加，由方差分析可知，干旱和阻力共