中国北方旱作区不同种植模式的产量和资源利用效率研究

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1、分类号：单位代码：密级学号：博士学位论文中国北方旱作区不同种植模式的产量和资源利用效率研究研究生董宛麟指导教师潘志华张立補申请学位门类级别农学博士专业名称气候资源与农业减灾研究方向气候变化与适应技术所在学院资源与环境学院年月本研究得到国家十二五支撑计划课题“风沙半干旱区防蚀增效旱作农业技术集成与示范”资助独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经注明引用和致谢的内容外，论文中不包含本人和其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构

2、的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定。本人同意中国农业大学有权保存及向国家有关部门和机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人同意中国农业大学将本学位论文的全部或部分内容授权汇编录入《中国博士学位论文全文数据库》或《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行出版，并享受相关权益。保密的学位论文在解密后应遵守此协议）年上月巧曰摘要全球气候变化下中国粮食安全面临着严峻的考验

3、，提高作物产量和资源利用效率是适应气候变化的主要途径。预防和减缓由于气候变化引起的干旱和低温冷害（尤其是春季）对农业生产的影响是目前我国北方旱作农业亟需解决的科学问题。本研究分别于年在北方雨养农业区具有代表性的吉林长春、内蒙古赤峰和武川三个地点开展了不同种植模式作物生产力和资源利用效率试验研究。试验处理有玉米双垄沟全覆膜、半覆膜、不覆膜，单垄沟覆膜种植垄上种植平作，玉米蚕豆间作行向日葵行马铃薯间作行向日葵行马铃薯间作。研究以解决增温、节水和培肥地力为出发点，探索充分利用作物生长季内光、温、热、水等气候资源和提高作物生产力的途

4、径。主要结论如下：沟垄和覆膜种植较平作种植显著提高了玉米籽粒产量，以双垄沟全覆膜提高的幅度最大。向日葵马铃薯和玉米蚕豆间作显著提高了土地生产力。双垄沟覆膜种植提高玉米叶面积指数，提前使玉米冠层叶面积指数达到峰值，并维持较长时间。双垄沟种植降低了玉米冠层的消光系数，提高了玉米的光能利用效率，其中以双垄沟覆膜种植提高的幅度最大。垄沟覆膜和不覆膜种植均显著缩短了玉米的生育期，其中以双垄沟全覆膜缩短的幅度最大，其次依次是双垄沟半覆膜和单垄沟覆膜种植。沟垄和地膜覆盖均能提高地温，缩短生育駔使玉米从播种到成熟所需的积温显著减少。双垄沟全

5、覆膜较不覆膜玉米根系土壤温度全生育期平均每天提高了。，尤其在玉米未出苗时，沟垄覆膜种植提高的幅度较大，有利于保证玉米出苗。双垄沟全覆膜和半覆膜玉米土层最大耗水时期比双垄沟不覆膜和平作提前了左右。由于减少了土壤蒸发等，双垄沟全覆膜玉米土层总耗水量显著下降。双垄沟全覆膜处理的玉米水分利用效率最大，其次是双垄沟半覆膜和单垄沟覆膜种植。向日葵马铃薯间作提高了系统的水分利用效率，对系统的氮利用效率没有影响。在间作系统中，高杆作物占显著优势，处于水分和氮素吸收和利用的优势地位，矮杆作物处于劣势地位。本研究结果为北方旱作农业生产提供了理论

6、基础和适应气候变化提供了技术支撑。关键词：光能利用，发育期，水分利用，地温补偿效应，干旱AbstractChina'sfoodsecurityfacedagreatchallengeunderglobalclimatechange.Improvingcropyieldandresourceuseeficienciesarethekeyapproachtoalleviatetheimpactofclimatechangeonagriculture,e.g.droughtandlowtemperaturechillinginju

7、ry,especiallyinspring.ThreeexperimentswerecarriedoutatShuangyang,Jilin,ChifengandWuchuan,Innermongoliain2009to2014.Theexperimentaltreatmentsweredoubleridgesmaizewithfullyfilmcover(MF),doubleridgesmaizewithhalffilmcover(MHF),doubleridgesmaizewithoutfilmcover(MNF),si

8、ngleridgemaizewithfilmcover(MSF),nofilmedridgeplantingmaize(MR)andflat-plantingmaize(MS);Maizeintercropedwithbroadbeans(2M2B)，，。，，Thisstudyprovid