论文部分内容阅读
间作是一种集约化的高效种植模式,能够提高产量、水分利用效率和改良土壤肥力,但水资源短缺已成为影响甘肃引黄灌区间作种植模式和生态环境可持续发展的关键因素,研发水资源高效利用的间作种植技术已成为该区域亟待解决的问题。本研究基于大田试验,设种植方式和灌水量2个因素:枸杞‖苜蓿(LA)、枸杞‖红豆草(LS)和枸杞清耕(CK)3种种植方式;W1(土壤含水量占田间持水量的65%-75%)、W2(土壤含水量占田间持水量的55%-65%)和W3(土壤含水量占田间持水量的45%-55%)3个灌溉水平,研究枸杞豆科牧草间作对土壤水分变化、耗水特征、土壤温度、土壤养分、产量及水分利用效率(WUE)的影响,构建适宜于甘肃引黄灌区枸杞豆科牧草间作模式,为间作模式下水土资源高效利用提供技术支持和理论依据。主要结果如下:1、在相同灌水条件下,LA、LS间作模式较CK降低了土壤含水量,土壤含水量具体表现为:CK>LA>LS。在枸杞关键生育期各处理在030cm土层土壤含水率变化较为剧烈,LA和LS间作模式能够有效利用030cm土层土壤水分;在相同种植方式下,各处理土壤含水量随灌水量增加而增加。在营养生长期LA、LS间作模式较CK降低了土壤贮水量,在盛花期和盛果期适度的水分补给,有利于促进作物蒸腾和水分保蓄,其中LAW2、LSW2间作模式较CKW2增加了土壤贮水量。在枸杞关键生育期LA和LS间作模式的耗水量较CK分别增加2.85%、3.06%,间作对生育期耗水量影响不显著(P>0.05),而灌水量对生育期耗水量影响显著(P<0.05),土壤耗水量随灌水量减少而降低。2、在相同灌水条件下,LA和LS间作模式较CK能降低高温时段5cm25cm土层土壤温度,尤其在枸杞关键生长发育阶段盛花期降温效果最为明显,LA、LS间作模式的土壤温度分别较CK降低2.11℃、1.69℃;在相同种植方式下,土壤温度随着灌水量的增加而降低,具体表现为:W3>W2>W1。不同土层间土壤温度差异显著(P<0.05),随着土壤深度的增加,各处理土壤温度均有所下降。不同间作模式下5cm15cm土层较15cm25cm土层土壤温度降低幅度更大,其中LA间作模式对高温时段降温效果最为明显。3、在相同灌水条件下,LA和LS间作模式在0-20cm土层和20-40cm土层较CK提高了土壤有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量和土壤PH,且20-40cm土层显著高于0-20cm土层(P<0.05)。与CK相比,LA间作模式下土壤有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量和土壤PH分别提高26.05%、36.88%、21.29%、16.23%、0.33%,LS间作模式下土壤有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量和土壤PH分别提高25.24%、23.78%、19.04%、12.11%、0.41%;在相同种植方式下,W3处理的土壤有机质含量、碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量和土壤PH均低于W1和W2处理,各处理差异性不显著(P>0.05)。其中LAW2间作模式更有利于改善土壤的养分状况,提高枸杞对土壤养分的吸收利用。4、在枸杞各生育期,不同处理下枸杞新梢生长量、粗度和叶面积差异性显著(P<0.05)。在相同灌水条件下,LA和LS间作模式的枸杞新梢生长量较CK分别提高18.51%、14.75%,LA和LS间作模式的新梢粗度较CK分别提高12.47%、9.71%,LA和LS间作模式的叶面积较CK分别提高21.05%、12.93%;在相同种植方式下,W2处理的新梢生长量、粗度和叶面积高于W1和W3处理,且在枸杞关键生育期LAW2和LSW2间作模式较CKW2显著提高了枸杞新梢生长量、粗度和叶面积,有利于促进枸杞生长和物质积累。5、不同种植方式下土壤温度与土壤有机质、枸杞新梢生长量、枸杞叶面积、枸杞产量呈极显著负相关,土壤有机质、枸杞新梢生长量、枸杞叶面积与枸杞产量呈显著正相关。在相同灌水条件下,LA和LS间作模式的枸杞产量较CK分别提高12.03%、9.88%;在相同种植方式下,各处理枸杞产量具体表现为:W2>W1>W3,且在LAW2间作模式下枸杞产量最高,为2348.43kg·hm-2。不同种植方式下水分利用效率与土壤含水量呈显著正相关,与土壤温度、耗水量呈显著负相关。在相同灌水条件下,LA和LS间作模式的水分利用效率较CK分别提高14.28%、11.09%;在相同种植方式下,各处理水分利用效率具体表现为:W2>W1>W3,在LAW2间作模式下水分利用效率最高,为3.16kg·mm-1·hm-2。因此,中水处理下枸杞间作苜蓿能够提高共生期植被覆盖度和水分利用效率,增产效果较为明显,且获得较高的经济效益,是适宜甘肃引黄灌区水土资源高效利用的枸杞豆科牧草间作模式。