交替灌溉對間作群體水分利用特征的影響及其機(jī)理.pdf

1、間作種植具有充分利用多種資源、提高單位面積作物產(chǎn)量的優(yōu)點(diǎn)，在我國西北地區(qū)廣泛應(yīng)用。近年來，受水資源緊缺的嚴(yán)重制約，間作應(yīng)用面臨重大挑戰(zhàn)，間作節(jié)水灌溉技術(shù)亟待深入研究。交替灌溉具有提高作物水分利用效率，創(chuàng)造提高作物水分利用效率的根系系統(tǒng)，有利于提高水分補(bǔ)償效應(yīng)、降低無效蒸發(fā)和滲漏。本研究通過大田試驗(yàn)和根箱試驗(yàn)，研究了交替灌溉對西北主導(dǎo)間作模式小麥/玉米、小麥/蠶豆的水分利用特征，并對影響間作群體水分利用效率的機(jī)理進(jìn)行了探討。主要結(jié)論如下：

2、
　　 1、交替灌溉小麥間作玉米可顯著提高土地利用率和作物產(chǎn)量，交替灌間作比之傳統(tǒng)灌間作具有更大的提高土地利用率的潛力。連續(xù)四年的大田試驗(yàn)表明，交替灌溉小麥間作玉米的土地當(dāng)量比（LER）變化在1.22～1.52.且除2008年外，其它年度的交替灌溉間作LER比同等灌水水平下的常規(guī)灌溉提高了2.33％～17.83％。交替灌溉間作有利于提高小麥、玉米的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，間作小麥產(chǎn)量達(dá)到了單作的55.37％～74.88％、間作玉米產(chǎn)量達(dá)到了單

3、作的66.63％～78.87％。
　　 2、交替灌溉間作并未顯著增加復(fù)合群體的耗水量。2006-2009年度，與單作耗水量的加權(quán)平均相比，交替灌間作耗水量分別增加了0.28％～0.92％、4.29％～5.94％、14.36％～19.19％、12.72％～18.13％；交替灌間作耗水量較同等灌水水平下常規(guī)灌間作的增幅分別為0.44％、4.43％、3.59％、-19.28％。交替灌溉可顯著提高間作作物的水分利用效率，各年度交替灌溉間

4、作水分利用效率分別較單作水分利用效率的加權(quán)平均提高了32.7％～47.10％、31.16％～34.39％、7.84％～20.30％、14.42％～22.52％；與常規(guī)灌溉間作水分利用效率相比，中灌水水平交替灌溉間作水分利用效率分別增加了17.55％、0.09％、0.53％、27.10％。
　　 3、影響交替灌溉間作作物水分利用效率變化的因子主要包括土壤棵間蒸發(fā)量占總耗水量比重、葉日積和根密度。2008年交替灌溉間作在低、中、高三

5、個灌水水平下的棵問蒸發(fā)量占總耗水量比重分別較單作小麥提高了11.71％、9.55％、6.00％，較單作玉米分別提高了5.72％、6.19％、6.18％。2009年中、低灌水水平交替灌溉間作棵間蒸發(fā)量占總耗水量比重較單作小麥增加了7.17％、4.13％，較單作玉米增加了2.01％、3.50％。2007和2008年度，交替灌溉間作葉日積（LAID）在低、中、高三個灌水水平下分別較單作小麥提高了102.79％、105.83％、109.14％和

6、60.04％、54.49％、54.18％。2009年度交替灌溉間作LAID在低、中兩個灌水水平下分別較單作小麥提高了76.16％、61.31％。
　　 交替灌溉間作影響作物根系的時空分布，并在不同時期形成了對土壤空間的疊加利用。小麥灌漿期，間作小麥根系遍布兩作物根區(qū)地下部的整個剖面，縱向分布已達(dá)80 cm以下，橫向分布已進(jìn)入玉米根區(qū)整個地下部空間，表現(xiàn)為根重密度為0.07的等值線深達(dá)50 cm以下，根重密度為0.01的等值線最大

7、深度達(dá)到80 cm以下，根重密度為0.04的根系側(cè)向進(jìn)入玉米根區(qū)20-40 cm。
　　 4、交替灌溉影響間作群體產(chǎn)量和水分利用效率的主要生理生化機(jī)制是提高了脯氨酸含量、增強(qiáng)了SOD活性、POD活性和根系活力。交替灌溉間作小麥的脯氨酸含量較常規(guī)灌溉平均提高了38.26％，交替灌溉單作小麥和蠶豆分別平均增加了35.31％和24.07％。生育期內(nèi)交替灌溉單作小麥、單作蠶豆、間作小麥、間作蠶豆SOD活性分別較常規(guī)灌溉增加了17.24％