溝壟集雨種植對(duì)麥田土壤呼吸及冬小麥生長發(fā)育的影響.pdf

1、溫室效應(yīng)是人類目前面臨的嚴(yán)峻環(huán)境問題，農(nóng)田是溫室氣體產(chǎn)生的重要來源，而CO2是農(nóng)田排放的主要種溫室氣體之一。溝壟集雨種植是旱區(qū)一種行之有效和重點(diǎn)推廣的集雨栽培技術(shù)，在旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，但是目前關(guān)于溝壟集雨種植措施下農(nóng)田碳排放的研究較少。為此本研究于2014～2016年連續(xù)進(jìn)行兩季冬小麥田間試驗(yàn)，設(shè)置了4種不同的種植模式，包括三種不同溝壟比的集雨種植，分別為:20cm∶40cm(P40)、30cm∶30cm(P30)、40cm

2、∶20cm(P20)，以及對(duì)照（CP，常規(guī)平作種植模式）;測(cè)定了溝壟集雨種植和傳統(tǒng)平作種植下冬小麥的土壤呼吸動(dòng)態(tài)變化、土壤水熱和冬小麥的生長發(fā)育及產(chǎn)量表現(xiàn)。本研究將為農(nóng)田溫室氣體減排和建立作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)技術(shù)體系提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)4個(gè)處理的土壤呼吸速率在越冬期最低，從返青期開始升高，峰值出現(xiàn)在揚(yáng)花期前后。冬小麥苗期和越冬期，4個(gè)處理的土壤呼吸速率表現(xiàn)為P40＞P30＞P20＞CP，從小麥返青開始隨著生育進(jìn)程的

3、推進(jìn)，平作處理的呼吸速率逐漸升高，在拔節(jié)-揚(yáng)花期之后CP高于P30和P20，P40處理呼吸速率在冬小麥生長季（除了返青-拔節(jié)期）最高。
　　(2)溝壟集雨種植提高了苗期和越冬期的土壤溫度，能有效蓄水保墑，壟的寬度越寬集雨效果越好，7.6cm和12cm土層體積含水量均表現(xiàn)為P40＞P30＞P20＞CP。但是溝壟集雨處理促進(jìn)根系對(duì)深層土壤水分的消耗利用，從拔節(jié)期開始溝壟集雨處理的土壤剖面貯水量低于平作，在干旱年份，壟的寬度越大，土壤剖

4、面貯水量相比平作越低。
　　(3)土壤溫度和水分對(duì)土壤呼吸的影響具有協(xié)同性。土壤呼吸與溫度的相關(guān)系數(shù)達(dá)極顯著水平(P＜0.01)，土壤呼吸與水分的相關(guān)系數(shù)小于與溫度的相關(guān)系數(shù)，兩年試驗(yàn)中溫度敏感系數(shù)Q10在1.57～1.95之間。溫度指數(shù)模型能解釋呼吸變化的34.1％～68.2％，水熱雙因子的二次方程模型能解釋的呼吸變化的59.9％～74.1％，應(yīng)綜合考慮土壤水分和溫度對(duì)土壤呼吸的影響。
　　(4)3個(gè)溝壟集雨處理提高了作物

5、的籽粒產(chǎn)量。溝壟集雨種植能夠通過改善土壤的水溫狀況，促進(jìn)冬小麥生長，提高冬小麥單位面積莖數(shù)、LAI和生物量積累。兩季冬小麥單位公頃穗數(shù)分別表現(xiàn)為P40＞P30＞P20＞CP和P40＞P20＞P30＞CP。降雨較為充足的年份，溝壟集雨種植產(chǎn)量較平作提高14.9％～42.5％，在干旱年份，溝壟集雨處理產(chǎn)量較平作提高了52.1％～89.6％。兩年試驗(yàn)P40處理在3個(gè)溝壟集雨處理中產(chǎn)量最高，增產(chǎn)比例最大。
　　(5)溝壟集雨種植收集無效降

6、雨，減少蒸發(fā)，增加了土壤水分的有效性，提高了冬小麥的水分利用效率。在降雨較為充足年份溝壟集雨種植冬小麥水分利用效率提高了11.0％～37.4％，在干旱年份溝壟集雨種植冬小麥水分利用效率提高了50.1％～72.6％，兩年試驗(yàn)，P40處理在3個(gè)溝壟集雨處理中水分利用效率最高。
　　(6)溝壟集雨種植增加了CO2的累計(jì)排放量，但是CO2排放強(qiáng)度低于平作。2014～2015年冬小麥生長季CO2排放強(qiáng)度表現(xiàn)為CP＞P20＞P40＞P30，4