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旱地有机培肥对土壤质量的影响及玉米生长的响应

作　者: 王晓娟
导　师: 贾志宽
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 旱地有机肥土壤特性玉米生长水分利用效率
分类号: S513
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

水分和养分是作物生长不可少的物质基础，也是限制旱地作物产量的主要因子，渭北旱塬降雨偏少，土壤贫瘠，养分胁迫是制约降水利用效率提高的主要因素。有机培肥能增加土壤蓄水保墒能力，对于实现旱地农业的持续增长具有重要意义。本文主要研究和探讨了2007年至2011年渭北旱塬不同有机肥施用量对土壤水分、土壤容重、土壤酶、土壤养分和玉米生长的影响，旨在为旱地农业可持续发展以及土壤扩蓄增容提供理论和实践依据。主要研究结果如下：有机肥处理从施肥第四年（2010年）开始可显著提高大喇叭口期0～60cm土层土壤贮水量4.71%～21.63%（P＜0.05）；高量有机肥处理比低量有机肥处理可显著提高大喇叭口期0～60cm土层土壤贮水量4.94%～9.09%（P＜0.05）。高量有机肥处理灌浆期0～60cm土层土壤贮水量较其它处理有显著提高。施有机肥可提高玉米全生育期0～200cm土层土壤平均贮水量。高量有机肥处理0～200cm土层土壤平均贮水量较对照显著增加4.43%～7.65%（P＜0.05），保水效果明显。随施肥年限延长各有机肥处理均显著降低了玉米拔节～大喇叭期耗水量且随有机肥施用量增加土壤的保水作用加强。施有机肥降低了作物抽穗～灌浆期耗水量，减少了作物抽穗～灌浆期的无效耗水。有机肥处理较对照显著提高了玉米灌浆～收获期耗水量。施有机肥可有效改善玉米各生育期水分利用效率，更合理地利用有限的土壤水分。施有机肥和增施有机肥均能显著增加玉米拔节～大喇叭期水分利用效率。高量有机肥处理可较对照显著提高玉米大喇叭口～抽穗期水分利用效率6.81%～18.63%（P＜0.05）。有机肥处理可较对照显著提高了玉米抽穗～灌浆期水分利用效率。随施肥年限延长，增施有机肥可显著提高玉米抽穗～灌浆期水分利用效率；中、高量有机肥处理可显著提高玉米灌浆～收获期水分利用效率。施有机肥可显著提高玉米全生育期水分利用效率7.82%～36.58%（P＜0.05）。中、高量有机肥处理的玉米全生育水分利用效率较低量有机肥处理分别显著增加8.48%～15.07%（P＜0.05）和13.52%～20.19%（P＜0.05）。随有机肥施用年限延长，土壤养分状况不再是影响作物全生育水分利用效率提高的主要因子。高量有机肥处理从施肥第四年开始可较对照显著降低土壤容重4.80%～5.60%(P＜0.05)。高量有机肥处理可较对照分别显著提高土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性8.23%～21.65%(P＜0.05)、15.71%～42.03%(P＜0.05)和5.32%～13.46%(P＜0.05)。与对照相比，中量有机肥处理可显著提高土壤碱性磷酸酶活性7.14%～30.43%(P＜0.05)，从施肥第二年开始可显著提高土壤脲酶活性6.88%～15.46%(P＜0.05)，从施肥第三年开始显著提高土壤蔗糖酶活性6.18%～11.15%(P＜0.05)；低量有机肥处理从施肥第二年可显著提高土壤碱性磷酸酶活性5.80%～14.49%(P＜0.05)，从施肥第三年开始可显著提高土壤脲酶活性5.67%～10.14%(P＜0.05)，从施肥第四年开始显著提高土壤蔗糖酶活性6.01%～7.28%(P＜0.05)。随施肥年限延长，各有机肥处理均可显著提高土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量。中、高量有机肥处理可比对照显著提高土壤碱解N含量7.85%～15.05%(P＜0.05)和13.86%～23.55%(P＜0.05)。有机肥处理可比对照显著提高土壤速效P、速效K含量。土壤碱解N、速效P、速效K含量随有机肥用量增加呈显著升高趋势。施有机肥可显著提高玉米大喇叭口期和抽穗期株高且随有机肥施用量增加玉米大喇叭口期株高显著增加。高、中量有机肥处理可较低量有机肥处理显著提高玉米抽穗期株高7.1～10.2%（P＜0.05）和5.0%～6.1%（P＜0.05）。高量有机肥处理可显著提高玉米灌浆期株高5.1%~5.5%（P＜0.05）。施有机肥可显著提高玉米大喇叭口期、抽穗期、灌浆期和收获期干物质。增施有机肥能显著增加玉米大喇叭口期、抽穗期干物质。随有机肥施用年限延长，土壤养分状况不再是限制玉米干物质积累的主要因素。施有机肥可显著提高玉米产量。五年的试验结果表明，低、中、高量有机肥处理的产量分别比对照五年平均提高了12.6%、24.2%、27.8%。增施有机肥可提高玉米产量；高量有机肥处理的玉米产量比低量有机肥处理五年平均提高13.5%；中量有机肥处理的玉米产量比低量有机肥处理五年平均提高10.4%。随有机肥施用年限的增加，高、中量有机肥处理间玉米产量差异明显减小；土壤养分不再是提高玉米产量的主要限制因子。施肥第五年（2011），低、中、高量有机肥处理千粒重分别比显著对照提高了6.1%、7.6%、7.7%（P＜0.05）。施有机肥第二、三年可获得较好的经济效益。长期施用低、中量有机肥能获得好的经济效益，有利于农业生产，在发展可持续农业中具有推广意义。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-14
第一章绪论  14-29
  1.1 研究背景  14
  1.2 国内外研究进展  14-26
    1.2.1 有机培肥对土壤水分和水分利用效率的影响  15-16
    1.2.2 有机培肥对土壤容重的影响  16-17
    1.2.3 有机培肥对土壤酶活性的影响  17-20
    1.2.4 有机培肥对土壤养分的影响  20-24
    1.2.5 有机培肥对作物生长的影响  24-26
  1.3 研究目的及意义  26
  1.4 研究中存在的问题  26
  1.5 研究内容  26-28
    1.5.1 有机培肥对农田水分状况的影响  27
    1.5.2 有机培肥对农田水分利用效率的影响  27
    1.5.3 有机培肥对农田土壤容重和酶的影响  27
    1.5.4 有机培肥对农田土壤养分的影响  27
    1.5.5 有机培肥对作物生长发育的影响  27-28
  1.6 技术路线  28-29
第二章试验材料与方法  29-33
  2.1 试验地概况  29-31
  2.2 试验设计  31
  2.3 测定项目和方法  31-32
    2.3.1 玉米生育时期观察  31
    2.3.2 土壤水分测定  31
    2.3.3 土壤容重测定  31
    2.3.4 土壤酶和养分测定  31
    2.3.5 株高测定  31-32
    2.3.6 生物量测定  32
    2.3.7 玉米产量及其穗部性状测定  32
  2.4 数据处理及计算方法  32-33
    2.4.1 统计方法  32
    2.4.2 土壤储水量与水分利用效率计算方法  32-33
第三章有机培肥对土壤水分和水分利用效率的影响  33-45
  3.1 0～60 cm 土层水分动态变化  33-34
  3.2 玉米全生育期 0～2m 土层土壤平均贮水量  34-35
  3.3 耗水量变化  35-37
  3.4 玉米全生育期耗水量变化  37-38
  3.5 玉米各生育期水分利用效率变化  38-40
  3.6 玉米全生育期水分利用效率变化  40-41
  3.7 讨论  41-42
  3.8 小结  42-45
第四章有机培肥对土壤容重和酶活性的影响  45-51
  4.1 土壤容重的变化  45
  4.2 土壤脲酶活性的变化  45-46
  4.3 土壤磷酸酶活性的变化  46-47
  4.4 土壤蔗糖酶活性的变化  47-48
  4.5 土壤过氧化氢酶活性的变化  48
  4.6 讨论  48-49
  4.7 小结  49-51
第五章有机培肥对土壤养分的影响  51-61
  5.1 土壤有机质的变化  51-52
  5.2 土壤全氮含量的变化  52-53
  5.3 土壤全磷的变化  53-54
  5.4 土壤全钾的变化  54-55
  5.5 土壤碱解氮的变化  55-56
  5.6 土壤速效磷的变化  56-57
  5.7 土壤速效钾的变化  57-58
  5.8 讨论  58-59
  5.9 小结  59-61
第六章有机培肥对玉米生长和经济效益的影响  61-74
  6.1 株高的变化  61-63
  6.2 干物质积累的变化  63-67
  6.3 产量的变化  67-68
  6.4 穗部性状的变化  68-69
  6.5 经济效益分析  69-72
  6.6 讨论  72
  6.7 小结  72-74
第七章结论  74-80
  7.1 不同处理的水分状况和水分利用效率  74-75
  7.2 不同处理对土壤容重和酶活性影响  75-76
  7.3 不同处理对土壤养分的影响  76-78
  7.4 不同处理对玉米生长和经济效益的影响  78-80
参考文献  80-94
致谢  94-95
个人简历  95

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