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雨养旱地春玉米不同覆盖材料下的水温及农学增产效应

添加时间:2018-04-06 21:58:39   浏览:次   作者: www.dxlwwang.com
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本文是一篇农学硕士论文,农业论文涉及的领域非常广泛,包括种植业、林业、畜牧业、水产业、副业等诸多方面。农业论文实用性强,主要依托于管理理论的指导,运用全球化战略思维,借鉴国际上先进的种植经验,从企业战略的规划和制定到资产资本的运营,从人力资源的管理调配到企业的管理模式等等,包括对所有资源的整合和有效利用,使得资源效能充分发挥出来。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇农学硕士论文,供大家参考。

 
第一章 文献综述
 
1.1 国内外地膜覆盖栽培的现状
上世纪五十年代,日本等国家在地膜覆盖材料的研究方面取得了重大的研究成果,研发的地膜种类多,效果好居世界领先地位。此后,美国等一些西方国家也开始对地膜覆盖栽培技术及覆盖材料进行研究并取得重要进展。美国在地膜覆盖的作物种类与面积上较少于日本,但美国在覆盖材料和地膜覆盖栽培技术的研究方面投入了大量的人力物力,比如研究出了农田保苗覆盖地膜用于改变土壤的理化状况和土壤耕作条件,在塑料地膜中加入杀菌剂制成防病杀菌地膜,在使用之后会自动破裂的聚烯烃薄膜,破裂的薄膜会分解被植物吸收并利用,还有用纤维素材料组成的多孔性覆盖薄膜可保护种子及土壤不受侵蚀,该薄膜遇水会分解不会造成环境污染。英国在 20 世纪 70 年代年进行了一个利用塑料薄膜覆盖促使马铃薯早熟增产的试验。前苏联在干旱低温的环境下利用塑料薄膜进行覆盖,发现地膜覆盖具有明显提高地温,保持水分的作用。意大利也较早开展对烟草、蔬菜、咖啡等主要经济作物进行地膜覆盖栽培技术的研究。法国最开始在小面积的黄瓜种植上进行地膜覆盖栽培技术的试用,数年后发展到 2500 公顷,作物种类也单一的黄瓜发展到大豆、小麦、玉米等。但是在提保墒、保水、增产的同时普通的塑料地膜也存在白色污染、温度过高等缺点,因此国内许多研究人员对可降解地膜、液体地膜、有色地膜进行研究应用。20 世纪从事降解地膜的研究、生产的单位和公司多达上百家,经过长期的研究开发出来了一系列新型地膜如光降解塑料薄膜、及纤维素类生物降解薄膜淀粉基生物降解薄膜等。世界上许多国家从上世纪 70 年代就开始进行可降解性塑料地膜的研究以解决普通地膜的缺点。日本于 1989 年成立了“生物降解塑料研究会”,投入了大量的人力物力研究出来一系列的降解地膜如淀粉添加型地膜、纸基地膜、农用麻地膜。美国也是世界上较早进行降解地膜研究的国家主要有光降解型地膜和生物降解型地膜。塑料地膜覆盖栽培技术在全世界范围内尤其是干旱地区被广泛应用,地膜覆盖具有有效的节水保墒效果(SergeBegin,2001;Sharma,2002;German,2003)。我国的地膜覆盖栽培技术的研究是从 70 年代开始的。上世纪七十年代初,我国部分地区使用废旧农膜对玉米、小麦等作物进行覆盖实验,经过研究人员的努力具有了一定的研究成果,但由于当时的经济技术等原因未能得推广开来。1978 年在与国外的科技交流过程中我国从日本引入比较完整的地膜覆盖技术,包括覆盖薄膜栽培技术和相应的覆盖机械。经过我国研究人员的研究,为了在我国大面积的推广地膜覆盖栽培技术政府给农民提供必要的技术和经济支持,并将覆盖技术与我国传统耕作相结合,形成了具有我国特色的地膜覆盖栽培技术的培养技能系统。在理论的研究方面,相关人员对地膜覆盖对土壤的影响和覆膜对作物生长发育的影响进行研究,以及覆膜对作物生理生化方面多次的的研讨,提出了“覆盖培养环境相对安稳效应”的理论,并总结出我国不同区域,不同作物的覆盖栽培技术。我国在 1979 年研究成功农业专用覆盖薄膜,接着又研究成功了多种地膜如有色地膜、耐老化长命膜、光降解膜、反光膜、切断膜等新产品。此后我国成功研发了线型低密度聚乙烯超薄地膜和低压高密度聚乙烯 HDPE 地膜。我国在 1980年研制成功了地膜覆盖机械,1984 年现已能够生产出 60 多种不同类型的地膜覆盖机械,1984 年我国成立了地膜覆盖研讨会,1985 年,我国的地膜覆盖面积跃居世界第一位。
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1.2 地膜覆盖对土壤水温效应及对玉米生长的影响
塑料薄膜覆盖能显著提高土壤温度,白天太阳光通过塑料薄膜辐射到土壤,使土壤表面温度升高,然后通过土壤传导逐渐增加深层土壤温度热量储存在土壤中,而地面空气流动不能消除土壤中的热量,所以可以保持土壤温度。此外,土壤中的热量以长波辐射的形式辐射,这部分热量被膜下的水蒸汽和二氧化碳吸收,保存在膜和地面空间,同时土壤蒸发水分小,从而减少热量相应增加的土壤热容量(侯保俊,1999)。经研究发现发现塑料薄膜覆盖可以提高甘薯不同土层的温度,且白色地膜覆盖比黑色地膜覆盖提高接近1.0℃(李雪英,2012)。辛国胜等研究表明, 黑色地膜覆盖下 10cm 土壤的平均温度比白色地膜低 2.0℃比不覆膜高 1.0℃(辛国胜,2010)。秸秆覆盖也能起到降温和增加土壤养分的作用,但是秸秆覆盖与地膜覆盖相比保水作用较弱。地膜覆盖对土壤日平均温度有显著影响特别是表层土壤;在作物生长过程中,地膜覆盖的增温效果主要表现在生长前期,随着作物生长期的推进,地膜增温效果逐渐减小(王俊,2004;梁美英,2011; Zhao,2012)。对于马铃薯等作物而言,普通白色膜覆盖造成的土壤温度过高会对其生长造成影响(Wang YJ,2009;Zhang S L,2007)。一些研究人员在马铃薯种植全部采用黑色地膜,其透光率低,辐射热透过少,土壤增温幅度较普通白色地膜小,能防止高温对作物的不良影响$抑制杂草生长并防止马铃薯变绿。在光热资源丰富的旱作区,地膜的升温作用给作物生长发育带来了许多负面影响,例如在光热资源丰富的雨养旱作区普通白色地膜明显的增温作用造成了生育期提前,作物生长后期土壤肥力不足、早衰等问题。
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第二章 试验设计与方法
 
2.1 材料与方法
2.1.1 试验地概况
本试验设在干旱地区的陕西省长武县,以陕单 609 为种植材料,设有四个处理分别为1.白色地膜覆盖 2.黑色地膜覆盖 3.秸秆覆盖 4.裸地,四个处理,重复 4 次,完全随机区组排列。
 
2.1.2 试验设计
于 2016 年 4 月 24 号在陕西长武试验站进行播种,材料为陕单 609,密度为 4500 株/亩。进行完全随机区组设计,设有黑色地膜覆盖、普通白色地膜覆盖、秸秆覆盖、裸地 4个处理,每个处理进行 3 次重复。试验小区行长 5m,行距 60cm,试验播种为每穴两粒,施肥量为纯氮 225kg/hm2,纯磷 120kg/hm2。磷肥作为底肥一次深施,氮肥分期施用(底肥 40%,追肥 60%),种植与管理方式同当地普通大田。
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2.2 调查内容与方法
准确记载各个处理的生育期,播种期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝 20 天、成熟期。播种期,指播种当日;出苗期即 5 叶展时期;大喇叭口期为玉米的第 11 片叶展开,上部几片大叶突出像一个大喇叭;吐丝期为玉米抽雄、散粉、吐丝的时期;吐丝 20天是吐丝后 20 天这时玉米灌浆的关键时期;成熟期的标志为玉米籽粒乳线消失出现黑粉层。分析不同处理下0-100cm土层的土壤水分变化,明确不同覆盖材料对旱地玉米土壤含水量的影响。调查内容为:于播种期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝 20 天和成熟期 6 个时期分别测量 0-100cm 的土壤含水量的变化,每 20cm 取一个土样,用烘干法测量土壤含水量。分析不同处理下玉米单株干重的变化,明确不同覆盖材料对旱地玉米单株干重的影响。调查内容为:于拔节期、大喇叭口期、吐丝期、吐丝 20 天和成熟期 6 个时期测定玉米干物质积累量,每处理取样 5 株,分茎、叶、鞘、雄穗、雌穗,于 105℃杀青 15min,然后 80℃烘干至恒量。计算玉米单株干物质积累量。
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第三章 结果与分析..........12
3.1 不同覆盖材料对玉米土壤温度的影响......... 12
3.1.1 拔节期土壤温度变化...... 12
3.2 不同覆盖材料对玉米土壤水分的影响 ....... 15
3.2.1 不同生育期土壤水分...... 15
3.2.2 不同土层土壤水分.......... 15
3.3 不同覆盖材料对玉米地上部生长的影响.... 16
3.4 不同覆盖材料对玉米根系生长的影响........ 20
3.5 不同覆盖材料对玉米产量和水分利用效率的影响......... 22
3.5.1 不同覆盖材料对产量的影响..... 22
3.5.2 不同覆盖材料对水分利用效率的影响......... 22
第四章 结论与讨论............24
4.1 讨论..... 24
4.2 结论.... 24
 
第三章 结果与分析
 
3.1 不同覆盖材料对玉米土壤温度的影响
玉米不同生育阶段各处理 0—25cm 的土壤平均温度日变化均呈低-高-低的曲线形态(图 1-5),从早晨 8:00 开始土壤温度持续升高,到下午 14:00 左右土壤温度开始回落。
 
3.1.1 拔节期土壤温度变化
从图 3-1 来看,不同处理下土壤温度存在明显的差异。地膜和秸秆的覆盖处理都一定程度上提高了土壤的温度,拔节期土壤温度表现为白色地膜>黑色地膜>秸秆>裸地。黑色地膜覆盖和秸秆覆盖与白色地膜相比较平均温度分别低 1.0℃、4.4℃,在气温较高的中午白色地膜降温效果更加明显。与白色地膜相比,黑色地膜和秸秆覆盖具有降低土壤温度的作用。由图 3-2 可知,不同处理下土壤温度存在明显的差异。地膜和秸秆的覆盖处理都一定程度上提高了土壤的温度,在大喇叭口期土壤温度都表现为白色地膜>黑色地膜>秸秆>裸地。在大喇叭口期,黑色地膜与白色地膜相比较日平均温度低 1.56℃,秸秆覆盖的日平均低温比白色地膜覆盖下的低 3.43℃。在气温较高的中午黑色地膜覆盖和秸秆覆盖降温效果更加明显。从图 3-3 来看,不同处理下土壤温度存在明显的差异。地膜和秸秆的覆盖处理都一定程度上提高了土壤的温度,吐丝期土壤温度都表现为白色地膜>黑色地膜>秸秆>裸地。不同处理之间,秸秆覆盖和黑色地膜覆盖的地温明显低于白色地膜覆盖地温。吐丝期黑色地膜和白色地膜温度相差 0.4℃,秸秆覆盖比白色地膜覆盖低 2.09℃。不同时期不同覆盖下的温差不同,吐丝期温差小,拔节期温差大,这可能是由于随着玉米生长遮阴作用增大所导致的,玉米生长前期和后期叶片覆盖度低透光性高,黑色地膜和白色地膜对光的吸收程度不同造成黑色地膜地温第与白色地膜温差大,而吐丝期叶片覆盖度大,温差小。
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结论
 
不同覆盖材料比较,黑色地膜和秸秆覆盖较普通白色地膜具有明显的降温效果,整个生育期黑色地膜较白色地膜覆盖日地温平均降低了 1.0℃,秸秆覆盖较白色地膜降低3.1℃。黑色地膜在整个玉米生育期具有普通白色地膜相同的保水效果,较秸秆覆盖和裸地有效提高了 0-100cm 土壤含水量分别提高 12.19%、22.80%。不同覆盖材料比较,地膜覆盖较秸秆覆盖和裸地有效促进了玉米的生长发育,玉米株高、根系干重、根系活力、干物质积累量和叶面积指显著提高。不同颜色地膜比较,黑色地膜较普通白色地膜能够明显延缓玉米后期衰老,玉米吐丝后叶片衰老速率明显下降,绿叶面积持续期延长 4 天,根系活力较高。不同覆盖材料比较,黑色地膜覆盖处理玉米产量和水分利用效率显著高于普通白色地膜覆盖、秸秆覆盖和裸地;较白色地膜增产5.63%;较秸秆覆盖增产17.49%;较裸地增产 27.37%。综合来看,在雨养旱作地区,采用黑色地膜覆盖可以有效缓解玉米后期早衰,促进玉米增产。
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参考文献(略)

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