黏質紅壤干旱和穿透阻力對玉米作物水分關系的影響.pdf

1、季節(jié)性干旱是黏質紅壤地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制因素之一。對于黏質紅壤，隨著含水量降低，土壤穿透阻力隨之增加，影響作物根系生長和分布，改變吸收水分和養(yǎng)分的能力，從而也影響作物的根葉水勢等水分關系。干旱脅迫和阻力脅迫對作物的影響錯綜復雜，但關于干旱過程中土壤穿透阻力對作物影響的研究較少，二者的共同作用尚不清楚。本文研究黏質紅壤不同干旱程度下，穿透阻力對玉米作物水分關系的影響，為防治紅壤地區(qū)季節(jié)性干旱提供理論依據(jù)。
　　本文的田間試驗在位于

2、湖北成寧的紅壤試驗站內(nèi)進行，于2014-2015年的6-10月進行兩季玉米小區(qū)試驗。試驗設置了4個耕作處理（深耕D、常規(guī)耕作C、免耕N和壓實P），以得到不同的穿透阻力;從玉米8葉期開始，每個耕作處理分別設置3個干旱水平，即不干旱(每星期灌水12mm，共灌水72mm)、輕度干旱(共灌水24mm)和嚴重干旱（不灌水）。田間小區(qū)土壤為第四紀紅色黏土發(fā)育的紅壤，種植的玉米品種為鄭單958。在玉米12葉期、16葉期、抽穗期分別測定土壤穿透阻力、土

3、壤含水量、根葉水勢、氣孔導度與凈光合速率等，每個處理重復三次，玉米收獲后考種，得到以下研究結果:
　　1)土壤含水量和穿透阻力在土壤剖面分布上具有一定的規(guī)律性。土壤含水量隨深度增加而顯著增加，而土壤穿透阻力呈先增加后降低的趨勢，在20cm處達到峰值，嚴重干旱處理下壓實的阻力最大達到2.797MPa。不干旱條件下，各耕作處理間含水量和穿透阻力的差異較小，隨著干旱程度的增加，耕作處理間的差異變大。穿透阻力隨含水量的升高而降低，兩者呈非

4、線性負相關(P＜0.05)，但當土壤含水量處在較高水平（＞0.24g/g），土壤穿透阻力到達一個臨界點(0.5～0.6MPa)而趨于平穩(wěn)，說明不干旱的紅壤也具有較高的穿透阻力，這與黏質紅壤特性有關。
　　2)玉米根葉水勢以及凈光合速率等與土壤含水量和基質勢呈顯著正相關，而與穿透阻力呈顯著負相關。耕作處理間的土壤含水量與根葉水勢和凈光合速率等的關系有明顯的差異，從大到小的順序為D＞C＞N＞P，與土壤穿透阻力大小順序相反，隨著干旱程度

5、增加，耕作處理間的差異變大。干旱和耕作對作物根葉水勢和凈光合速率等的影響達到極顯著(P＜0.01)，同時干旱和耕作對根葉水勢等表現(xiàn)出顯著的交互作用(P＞0.05)?；貧w分析表明，在不干旱處理下，土壤穿透阻力的回歸系數(shù)大于含水量的系數(shù)，說明此時穿透阻力對根葉水勢等的影響大于含水量。而隨著干旱程度的增加，穿透阻力增加，由方差分析結果可知，干旱和阻力共同影響作物水分關系，此時干旱對玉米根葉水勢等水分關系的影響更大。
　　3)紅壤干旱和穿

6、透阻力影響玉米根系的分布。在輕度干旱下，玉米根系的分布范圍有所增加;而在嚴重干旱時，根系的垂直和水平分布范圍均減小。在土層深度20-40cm范圍內(nèi)，深耕比常規(guī)耕作、免耕和壓實分別高-0.23％、15.13％和160％。在10-15cm范圍內(nèi)，深耕比常規(guī)耕作、免耕和壓實分別高30.40％、44.13％和53.45％。說明耕作（穿透阻力）可以調(diào)控根系水平和垂直分布。
　　4)土壤干旱和穿透阻力對玉米產(chǎn)量的影響都達到了極顯著，兩者的交互

7、作用達到了顯著水平，說明穿透阻力促進作物干旱致災，而耕作能有效調(diào)控干旱和作物產(chǎn)量的關系。土壤含水量和基質勢與玉米產(chǎn)量呈顯著正相關，而土壤穿透阻力與玉米的產(chǎn)量呈負相關。不同干旱水平下作物產(chǎn)量總體順序均為D＞C＞N＞P，隨著干旱程度的增加，耕作處理間的差異變大?；貧w分析表明，在不干旱處理下阻力的系數(shù)大于含水量的系數(shù)，說明此時穿透阻力對作物產(chǎn)量的影響大于含水量;而隨著干旱程度增加，土壤含水量降低，穿透阻力急劇增加，由方差分析可知，干旱和阻力共