耕作方式與秸稈還田對冬小麥-夏玉米光合特性及周年產(chǎn)量形成的影響.pdf

1、本試驗于2014-2016年在山東農業(yè)大學農學試驗站進行，基于12年長期保護性耕作定位試驗（始于2002年），系統(tǒng)測定了2014-2015和2015-2016年度冬小麥和夏玉米生長季的各項光合參數(shù)、熒光參數(shù)、干物質積累量和產(chǎn)量。試驗采用裂區(qū)設計，主區(qū)設秸稈還田（S）和不還田（0）兩種方式，副區(qū)為傳統(tǒng)翻耕（CT）、免耕（NT）和深松（ST）3種耕作方式。通過分析秸稈還田和不同耕作方式對冬小麥和夏玉米光合特性、葉綠素熒光特性和干物質積累與分

2、配的影響，從光合生理角度和干物質積累與分配角度分析對產(chǎn)量及其構成因素的影響。主要試驗結果如下：
　　1.耕作方式與秸稈還田對冬小麥和夏玉米葉面積指數(shù)的影響
　　隨著生育期的推進，冬小麥和夏玉米群體葉面積指數(shù)呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，冬小麥在挑旗期達到最大值，夏玉米在開花期達到最大值。深松可以顯著提高冬小麥各生育時期葉面積指數(shù)，免耕可以顯著提高冬小麥的灌漿期和成熟期群體葉面積指數(shù)，秸稈還田也可顯著提高冬小麥各生育時期葉面積指數(shù)。

3、免耕和深松在夏玉米各生育時期均可顯著提高葉面積指數(shù)，2015年拔節(jié)期、大喇叭口期、開花期和灌漿期深松較傳統(tǒng)翻耕分別提高了34.9％，30.8%，9.4%和16.3%，2016年分別提高22.5%，22.0%，12.5%和20.8%。2015年夏玉米生育期內，秸稈還田條件下深松、免耕和傳統(tǒng)翻耕分別較無秸稈還田處理平均提高15.1%，16.8%和5.7%，2016年分別平均提高13.1%，9.8%和7.2%。免耕、深松和秸稈還田可有效增加光

4、合面積，提高光能利用率。
　　2.耕作方式與秸稈還田對冬小麥和夏玉米光合特性的影響
　　兩年中各處理冬小麥旗葉和夏玉米穗位葉光合速率、氣孔導度和蒸騰速率表現(xiàn)出相同的規(guī)律，均在開花期達到最大值，開花后隨著生殖生長和籽粒灌漿的進行，光合速率開始下降。在冬小麥和夏玉米生育進程中胞間CO2濃度變化趨勢與光合速率和氣孔導度相反，說明在冬小麥和夏玉米各生育時期影響光合作用的因素為非氣孔因素，深松、免耕和秸稈還田在各生育時期提高光合速率的

5、原因是其降低了非氣孔限制。
　　深松和免耕均可顯著提高冬小麥和夏玉米生育后期的光合性能。2014-2015年冬小麥灌漿后期深松和免耕光合速率平均提高63.2%和47.7%，氣孔導度平均提高55.4%和39.8%，蒸騰速率平均提高30.7%和23.4%；2015-2016年光合速率分別提高38.8%和26.3%，氣孔導度提高70.7%和37.1%，蒸騰速率提高23.8%和11.1%。2015年和2016年夏玉米灌漿期深松和免耕均可顯

6、著提高光合速率，2015年氣孔導度分別提高49.1%和36.0%，蒸騰速率分別提高40.1%和19.0%，2016年氣孔導度分別提高46.1%和31.3%，蒸騰速率分別提高40.4%和18.4%。開花后各生育時期深松的光合性能均優(yōu)于免耕。
　　秸稈還田也可顯著提高冬小麥和夏玉米生育后期的光合性能。2014-2015年度秸稈還田處理冬小麥旗葉光合速率、氣孔導度和蒸騰速率分別平均提高13.6%，18.0%和12.2%，2015-201

7、6年度分別平均提高11.3%，25.7%和12.1%；2015年夏玉米平均提高9.1%，7.1%和13.9%，2016年平均提高9.6%，6.9%和10.5%。
　　深松和秸稈還田均可顯著提高冬小麥和夏玉米灌漿期表觀量子效率，提高弱光下的光合能力，延長光合時間，還可達到較高的光飽和點和光合速率，提高光合效率。
　　3.耕作方式與秸稈還田對冬小麥和夏玉米葉綠素熒光特性的影響
　　深松、免耕和秸稈還田均可顯著提高冬小麥和夏

8、玉米灌漿后期葉綠素含量，維持功能葉光合強度一直處于較高水平。2014-2015年度冬小麥灌漿后期，深松和免耕分別提高101.5%和72.0%，2015-2016年度分別提高120.6%和67.1%。2015年夏玉米灌漿期深松和免耕處理葉綠素含量分別提高30.8%和16.3%，秸稈還田平均提高13.7%；2016年深松、免耕和秸稈還田分別提高26.2%，13.7%和15.0%。后期較高的葉綠素含量提高了作物的保綠性，有助于后期干物質積累，

9、并為籽粒灌漿提供充足的原料。
　　不同耕作方式和有無秸稈還田處理間在花后各生育時期Fv/Fm差異不顯著，說明不同耕作方式和秸稈還田并未形成脅迫環(huán)境。2015年和2016年冬小麥灌漿后期深松處理ΦPSII分別提高48.2%和43.1%，秸稈還田處理分別提高19.7%和17.0%；夏玉米灌漿期分別提高90.0%和90.9%，秸稈還田處理分別提高27.3%和26.8%。2014-2015年冬小麥灌漿后期旗葉ETR深松和免耕較傳統(tǒng)翻耕提高

10、63.1%和20.9%；2015-2016年分別平均提高63.2%和20.7%。開花后各生育時期深松的效果均優(yōu)于免耕。
　　4.耕作方式與秸稈還田對冬小麥和夏玉米葉干物質積累和分配的影響
　　深松和免耕處理冬小麥和夏玉米各生育時期干物質積累量均顯著高于傳統(tǒng)翻耕，深松也顯著高于免耕。秸稈還田也可顯著提高冬小麥生育期內的干物質積累量。深松、免耕和秸稈還田均可顯著提高成熟期干物質在籽粒中的分配量，為高產(chǎn)提供生理基礎。深松和免耕處理

11、開花后干物質積累對籽粒的貢獻率高于傳統(tǒng)翻耕，秸稈還田高于無秸稈還田處理。深松、免耕和秸稈還田均可提高花后干物質積累與再分配能力，有利于花后同化物向籽粒分配，為高產(chǎn)提供了生理基礎。
　　5.耕作方式與秸稈還田對冬小麥和夏玉米產(chǎn)量及其構成因素的影響
　　從產(chǎn)量構成來看，2014-2015年度和2015-2016年度深松和免耕均顯著提高了冬小麥的穗粒數(shù)和千粒重，最終獲得產(chǎn)量的提高。兩年中深松和免耕處理的穗粒數(shù)平均提高14.9%和9

12、.9%，千粒重平均提高15.5%和7.2%，產(chǎn)量平均提高12.0%和5.6%。秸稈還田均可平均提高穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，分別提高7.5%，7.6%和9.2%，從而提高產(chǎn)量，平均提高6.5%。兩年中深松處理夏玉米穗粒數(shù)和千粒重分別平均提高7.9%和18.4%，產(chǎn)量平均提高18.9%；免耕穗粒數(shù)和千粒重分別平均提高4.5%和12.8%，產(chǎn)量平均提高9.9%。兩年中秸稈還田處理均提高夏玉米穗數(shù)和穗粒數(shù)，分別平均提高3.0%和3.5%，產(chǎn)量平均