增水和施肥对苜蓿-冬小麦轮作系统冬小麦叶片光合速率和叶绿素含量的影响

[目的]黄土高原面临着严重的水土流失和土壤肥力下降等问题,将苜蓿引入小麦的作物体系形成草田轮作系统,以缓解过量化肥使用造成的环境问题,同时提高农作物产量。[方法]本研究采用野外控制实验,利用山西农业大学已经建立3年的紫花苜蓿实验平台,翻耕后种植冬小麦,进行增水和施肥处理,监测其叶片光合生理特征和叶绿素含量的变化。[结果]在2017年(10月29日-12月2日),即冬小麦出苗后到越冬期初期,增水和施肥仅提高叶绿素含量2.7%和8.2%;2018年(3月14日-6月4日),即冬小麦从越冬期末期至成熟期,增水提高光合速率20.3%、气孔导度43.8%、蒸腾速率31.4%和叶绿素含量2.3%,但降低叶面饱和蒸气压差6.5%;施肥显著提高叶绿素含量2.0%,但降低气孔导度8.2%。在冬小麦的整个生长季,增水和施肥对以上各指标的影响不存在交互作用。[结论]增水和施肥可以提高小麦叶绿素含量,但随着时间的推移,增水和施肥的作用减弱;增水提高冬小麦叶片光合速率但施肥作用不显著,说明将苜蓿引入小麦的作物体系形成草田轮作系统,小麦可以利用苜蓿固定的氮源,降低肥料的施用,增加经济效益和环境效应。未来草田轮作是绿色农业发展的重点方向,也是可持续农业发展的必要途径。