深松深翻农业技术论文提纲

论文题目：耕作方式与秸秆还田对黄淮潮土性质及小麦玉米生长的调控效应

摘要：土壤是人类进行农业生产活动的重要物质基础,作物产量的获得和农业的可持续发展依靠良好的土壤环境。国家玉米产业技术体系调查发现,耕层浅薄、结构紧实已经成为限制我国黄淮海冬小麦-夏玉米一年两熟区作物产量的关键因素。目前,改进耕作方式创造一个深厚疏松的土壤环境、提高土壤肥力是缓解农田土壤紧实、提高粮食产量的重要途径之一。本试验采用土壤耕作和秸秆还田相结合的方法,设置2个因素:耕作方式和秸秆处理方式,研究深松（深耕）和秸秆还田对土壤理化性质和作物生长发育的影响,以期为缓解农田土壤紧实、提高土壤质量、增加作物产量提供理论与技术依据。耕作方式为主区,设置有3个耕作方式:常规旋耕（RT,深度15cm）,深翻（DMP,深度30 cm）和深松（CP,深度30 cm）;秸秆处理方式为副区,设有秸秆全量还田（AS）和秸秆不还田（NS）2个处理方式。共设置6个处理:常规旋耕+秸秆还田（RT+AS）、常规旋耕+秸秆不还田（RT+NS）、深翻+秸秆还田（DMP+AS）、深翻+秸秆不还田（DMP+NS）、深松+秸秆还田（CP+AS）和深松+秸秆不还田（CP+NS）。主要研究结果如下:1、土壤机械耕作可改善土壤结构,秸秆还田可提高土壤肥力。耕作措施和秸秆均能改变土壤物理化学性状,但它们对土壤结构和土壤肥力的影响程度不同。深翻或深松能显著改善土壤结构,提高养分有效性,影响土壤有机质和全氮在耕层中的分布,但对土壤有机质和全氮储量没有显著影响;秸秆还田对土壤容重和孔隙度无显著影响,但显著提高了土壤养分含量及养分总储量。与RT相比,DMP和CP处理显著降低了 10-30 cm 土层土壤容重和10-40 cm 土层土壤紧实度,提高了 10-30 cm 土层土壤孔隙度,且DMP的效果好于CP。在三种耕作方式中,以CP的储水保水能力最好。相比于RT,DMP和CP提高了土壤养分有效性,增加了下部耕层土壤养分含量,如有机质、全氮、速效磷和速效钾含量,但耕作方式间耕层总有机质和全氮储量无显著差异。秸秆还田对土壤容重和孔隙度无显著影响,但显著提高了耕层土壤水分含量,进而降低了土壤紧实度。同时,秸秆还田不仅显著提高了 0-20 cm 土层土壤有机质、全氮、碳氮比、速效磷和速效钾含量,也显著提高了耕层土壤总有机质和全氮储量。在六个处理中,DMP+AS组合的土壤容重和紧实度最小、孔隙度最高,CP+AS组合的土壤含水量和储水量最高,两种耕作措施组合均显著提高了耕层土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量及总有机质和全氮储量。2、增加耕作深度和秸秆还田均能增加作物根量、改善根系功能。与RT相比,DMP处理下小麦和玉米0-100 cm 土层中总根量分别增加了 13.56%和17.93%,CP处理下分别增加了 13.84%和18.43%。DMP和CP改善了土壤结构,促进了作物根系生长及下扎,显著提高了小麦0-70 cm 土层中的根重密度和根长密度以及玉米0-60 cm 土层中的根重密度和根长密度。相较于RT,DMP和CP均提高了小麦和玉米根系活力,增加了根系伤流量及K、P、NH4+和NO3-离子养分的输送速率,促进了 NPK等元素的吸收和转运。秸秆还田亦提高了小麦和玉米根量,分别平均增加10.84%和8.87%。由于小麦季和玉米季秸秆还田方式的不同,使得小麦和玉米根系在土层中的空间分布模式不同。与NS相比,AS（秸秆翻埋还田）显著提高了 0-60cm 土层小麦根重密度和根长密度,而对60 cm以下小麦根系无显著影响;AS（结秆覆盖还田）显著提高了玉米0-30 cm 土层的根重密度和根长密度,却显著降低了 30-50 cm 土层根重密度和根长密度,而50 cm以下土层玉米根系处理间无显著差异。这可能与玉米季小麦秸秆覆盖还田提高了上层土壤水分含量有关。秸秆还田提高了小麦根系TTC还原强度和根系伤流量,增加了 K、P、NH4+和N03-等离子养分的输送速率,促进了离子元素的吸收和运输。小麦秸秆覆盖还田显著提高了玉米0-10cm 土层根腐病发生率,降低了玉米根系活力（TTC还原强度）,但提高了根系伤流量,增加了 K、P、NH4+和N03-等离子养分的输送速率。另外玉米根系伤流量及离子输送速率与根系TTC还原强度无显著相关性,但与根量呈显著正相关。这说明,根系TTC还原活力并不是影响根系吸收输送养分功能的主要因素,根量才是。六种耕作措施组合中,CP+AS和DMP+AS均能增加作物根量、提高作物根系吸收及运输养分能力,为地上部生长发育及作物高产奠定基础。3、增加耕作深度和秸秆还田均可以延缓植株后期衰老、提高作物叶片光合性能。本试验中,耕作方式和秸秆还田对小麦出苗率无显著影响,但对小麦分蘖能力、LAI及生育后期旗叶SPAD、光合速率、叶片衰老进程等均有显著影响。增加耕作深度和秸秆还田均能提高小麦分蘖能力及分蘖成穗率、增加群体数量,提高小麦群体LAI、并减缓生育后期LAI下降速度,提高生育后期旗叶SPAD及净光合速率,提高生育后期旗叶SOD、POD和CAT酶活性,并减缓生育后期保护酶活性下降速率和MDA含量的积累,减缓叶片衰老进程。与RT+NS相比,DMP+AS和CP+AS处理下小麦最大分蘖数分别提高了 15.48%和20.11%,分蘖成穗率分别提高了 4.24%和2.47%,生育后期群体LAI分别平均提高了 15.62%和19.28%,旗叶SPAD值分别平均提高了 15.03%和14.20%,旗叶净光合速率分别平均提高了 32.64%和32.37%,旗叶SOD、POD和CAT酶活性分别平均提高了 16.25%、23.11%、17.68%和 15.06%、18.27%、17.05%,而旗叶 MDA 含量分别平均降低 24.12%和 23.50%。.耕作方式和秸秆还田对玉米出苗率、株高、穗位高和单株叶片数无显著影响,但对玉米茎粗、叶片长度和宽度、群体LAI及灌浆期穗位叶SPAD、光合速率、叶片衰老进程等均有显著影响。增加耕作深度和秸秆还田均能增加植株茎粗,提高叶片平均长度和宽度,提高玉米群体LAI、并减缓生育后期LAI下降速度,提高生育后期穗位叶SPAD及净光合速率,提高生育后期穗位叶SOD、POD和CAT酶活性,并减缓生育后期保护酶活性下降速率和MDA含量的积累,减缓叶片衰老进程。与RT+NS相比,DMP+AS和CP+AS处理下玉米茎粗分别提高了 11.52%和11.73%,平均叶长和叶宽分别提高了 5.84%、8.17%和8.57%、10.49%,生育后期群体LAI分别平均提高了 17.35%和18.58%,穗位叶SPAD值分别平均提高了 7.79%和8.51%,穗位叶净光合速率分别平均提高了30.99%和 31.37%,穗位叶 SOD、POD 和 CAT 酶活性分别平均提高了 13.16%、22.40%、12.42%和11.17%、22.50%、11.75%,而穗位叶MDA含量分别平均降低17.41%和19.37%。4、增加耕作深度和秸秆还田均能促进植株养分吸收和干物质积累。耕作方式和秸秆还田显著影响了作物养分吸收和干物质积累量,养分和干物质转移率和养分利用效率。对冬小麦而言,与RT+NS相比,DMP+AS和CP+AS处理显著提高了小麦生育中后期N、P、K吸收量和干物质积累量,增加了花前储存N、P、K养分和干物质的转移量但减少了转移率,提高了花后N、P、K养分和干物质的同化量及对籽粒的贡献率,降低了籽粒N、P、K养分利用率却提高了肥料偏生产力。就夏玉米而言,与RT+NS相比,DMP+AS和CP+AS处理显著提高了玉米生育中后期N、P、K吸收量和干物质积累量,减少了花前储存N、P、K养分和干物质的转移量及转移率,提高了花后N、P、K养分和干物质的同化量及对籽粒的贡献率,降低了籽粒N、P、K养分利用率却提高了肥料偏生产力。5、增加耕作深度和秸秆还田均能提高作物产量。本试验条件下,增加耕作深度和秸秆还田对小麦和玉米灌浆特性有一致的影响,即提高了灌浆速率和延长了灌浆持续期,最终得到较高粒重。本试验条件下,耕作方式和秸秆还田对小麦产量构成要素穗粒数无显著影响,但显著影响了有效穗数及千粒重。增加耕作深度和秸秆还田均显著提高了小麦有效穗数和千粒重。说明该试验条件下,有效穗数和千粒重可能是冬小麦产量提高的最直接原因。由小麦产量分析可知,CP+AS还田处理小麦籽粒产量最高,三年平均为9.76t·hm-2,DMP+AS处理次之,三年平均为9.62t.hm-2,RT+NS处理最低,三年平均为8.86 t.hm-2;CP+AS和DMP+AS小麦籽粒产量比RT+NS分别提高了10.16%和 8.58%。耕作方式和秸秆还田对玉米产量构成要素穗行数和秃尖长无显著影响,但对穗长、穗粗、行粒数、百粒重和穗粒数有显著影响。增加耕作深度和秸秆还田均可以提高玉米穗长、穗粗、行粒数、百粒重和穗粒数。本试验条件下,穗粒数和百粒重可能是夏玉米产量提高的最直接原因。由玉米产量分析可知,CP+AS处理玉米籽粒产量最高,三年平均为8.65t·hm-2,DMP+AS处理次之,三年平均为8.50t·hm-2,RT+NS处理最低,三年平均为7.67t·hm-2;CP+AS和DMP+AS玉米籽粒产量比RT+NS分别提高了 12.81%和10.86%。从小麦玉米周年产量分析,各处理中,CP+AS组合的周年产量最高,其次是DMP+AS组合,二者差异不显著,RT+NS组合周年产量最低。CP+AS和DMP+AS处理比RT+NS处理分别平均增产 10.91%和 8.33%。

关键词：耕作方式;秸秆还田;土壤质量;根系生长;冬小麦;夏玉米;产量

学科专业：作物栽培学与耕作学

致谢

摘要

第一章 绪论

1 国内外研究进展

1.1 土壤紧实对土壤理化性质和作物生长发育的影响

1.2 耕作方式对土壤理化性质和作物生长发育的影响

1.3 秸秆还田对土壤理化性质和作物生长发育的影响

1.4 耕作方式和秸秆还田的交互效应

2 研究目的与意义

3 研究内容和技术路线

3.1 研究内容

3.2 技术路线

参考文献

第二章 耕作方式与秸秆还田对土壤物理化学性质的影响

1 材料与方法

1.1 试验概况

1.2 试验设计

1.3 测定项目与方法

1.4 数据处理与统计方法

2 结果与分析

2.1 耕作方式与秸秆还田对土壤物理性质的影响

2.2 耕作方式与秸秆还田对土壤化学性质的影响

3 讨论

3.1 耕作方式对土壤物理化学性质的影响

3.2 秸秆还田对土壤物理化学性质的影响

3.3 耕作方式和秸秆还田的交互作用对土壤物理化学性质的影响

4 结论

参考文献

第三章 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米根系生长及分布的影响

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.2 测定项目与方法

1.3 数据处理与统计方法

2 结果与分析

2.1 耕作方式与秸秆还田对冬小麦根系分布和根系活力的影响

2.2 耕作方式与秸秆还田对夏玉米根系分布和根系活力的影响

2.3 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米根腐病发病率的影响

2.4 相关分析

3 讨论

3.1 耕作方式和秸秆还田对作物根系生长和分布的影响

3.2 耕作方式和秸秆还田对作物根系活力的影响

4 结论

参考文献

第四章 耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米光合特性及叶片衰老的影响

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.2 测定项目与方法

1.3 数据处理与统计方法

2 结果与分析

2.1 耕作方式与秸秆还田对冬小麦光合特性及衰老生理的影响

2.2 耕作方式与秸秆还田对夏玉米光合特性及衰老生理的影响

3 讨论

3.1 耕作方式和秸秆还田对冬小麦群体发育的影响

3.2 耕作方式和秸秆还田对夏玉米植株性状的影响

3.3 耕作方式和秸秆还田对冬小麦和夏玉米光合特性的影响

3.4 耕作方式和秸秆还田对冬小麦和夏玉米后期叶片衰老的影响

4 结论

参考文献

第五章 耕作方式与秸秆还田对冬小麦-夏玉米干物质积累和养分吸收利用的影响

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.2 测定项目与方法

1.3 数据处理与统计方法

3 结果与分析

2.1 耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米植株干物质积累动态的影响

2.2 耕作方式与秸秆还田对冬小麦养分吸收与转运的影响

2.3 耕作方式与秸秆还田对夏玉米养分吸收与转运的影响

2.4 耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米NPK利用效率的影响

3 讨论

3.1 耕作方式和秸秆还田对冬小麦干物质积累和养分吸收利用的影响

3.2 耕作方式和秸秆还田对夏玉米干物质积累和养分吸收利用的影响

4 结论

参考文献

第六章 耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米籽粒灌浆特性的影响

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.2 测定项目与方法

1.3 数据处理与统计方法

2 结果与分析

2.1 耕作方式与秸秆还田对冬小麦籽粒灌浆的影响

2.2 耕作方式与秸秆还田对夏玉米籽粒灌浆的影响

3 讨论

3.1 耕作方式和秸秆还田对冬小麦籽粒灌浆的影响

3.2 耕作方式和秸秆还田对夏玉米籽粒灌浆的影响

4 结论

参考文献

第七章 耕作方式与秸秆还田对冬小麦和夏玉米产量的影响

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.2 测定项目与方法

1.3 数据处理与统计方法

2 结果与分析

2.1 耕作方式与秸秆还田对冬小麦产量的影响

2.2 耕作方式与秸秆还田对夏玉米产量的影响

2.3 耕作方式与秸秆还田对周年作物产量的影响

2.4 根系特性及植株养分吸收量与籽粒产量的相关分析

3 结论与讨论

参考文献

第八章 主要结果及研究创新点

1 主要结果

2 主要创新点

3 进一步研究方向

ABSTRACT