地膜覆盖和秸秆覆盖是两种高效节水的作物栽培技术,在改变农田下垫面性质和能量平衡、调节土壤温度及改善土壤水分状况等方面具有显著作用,达到提高经济产量、减少水分无效消耗、提高水分利用效率的目的。本文着重研究不同覆盖对小麦水分及生理效应、夏玉米生长动态、生理生态及产量的影响,以期为陕西关中平原地膜覆盖和秸秆覆盖有利于小麦、玉米生长生理动态的改善和提高产量提供理论依据。试验于2006年10月~2007年10月在西北农林科技大学农作一站进行,供试小麦品种为西农979,玉米品种位农大108。通过设置不同的覆盖处理,系统研究了不同覆盖对小麦水分及生理效应、玉米全生育期生长、生理及产量的影响,得出如下结论:1、不同小麦处理的集水效果:起垄覆膜沟播具有较好的聚水保墒效果,与传统平作相比,在冬小麦越冬初期0~50土壤贮水量高6.1 mm,拔节期要高5.2 mm,最终小麦收获期土壤贮水量高27.2 mm;比起垄沟播处理越冬初期和拔节期0~50土壤贮水量分别高2.3mm、2.9mm,小麦收获期土壤贮水量高12.2 mm。分析原因,地膜能有效地抑制土壤水分蒸发,保水性能明显。另一方面,由于具有显著的雨水叠加功能,依靠光滑的垄体能将小麦生育期有限的降水最大限度的聚集于小麦根部。最终小麦收获0~2m土层水分比较结果起垄沟播处理的土壤储水量最高,说明使用起垄覆膜沟播技术不会造成土壤水分过度消耗。2、不同栽培处理对小麦旗叶叶绿素和MDA含量的影响:与对照传统平作和起垄沟播相比,起垄覆膜沟播小麦提高了旗叶叶绿素的含量,降低了旗叶MDA的含量,延缓了小麦的衰老进程。3、不同栽培处理对小麦产量和水分利用效率的影响:本试验研究表明,起垄覆膜沟播系统的设计,在一定程度上虽然使冬小麦的播种面积有所减少,降低了穗数,但最终测产却获得了较高的千粒重和平均穗粒数,较对照增产1472.10kg/hm(2增产幅度19.3%),水分利用效率明显高于传统平作小麦。4、玉米苗期到拔节期地温测定结果显示,随着生育时期的推进,不同处理土壤温度差异表现不显著。0~10cm土壤温度变化较为剧烈,受气温影响较大。与CK和秸秆覆盖处理相比,地膜覆盖处理始终表现较高的温度,是由于其地表接受光照辐射多于其他处理所致。10~20cm土壤温度的变化整体上与表层土壤温度变化趋势一致,只是变化相对缓和.土壤不同深度温度,随着土层加深,受覆盖方式影响的程度不同,土层越深,土壤温度受覆盖方式影响相应减少。同一处理随土层深度增加,土壤温度逐渐降低。前期土层间温差较大,后期土层间温度差异小。地膜覆盖提高了玉米拔节期的日均温,有效地增加了耕层土壤温度;秸秆覆盖耕作方式明显具有平抑地温的作用,而CK由于地表没有覆盖物,土温随气温变化而起伏波动大。两种覆盖方式间比较,秸秆覆盖前期土层温差相对要小于地膜覆盖方式。5、在不同生育时期,不同层次的土壤水分含量存在差异。除了苗期和成熟期表层土壤水分含量稍高于下层外,各个处理0~140cm土壤水分含量逐渐增加,到140cm达到最高,140~200cm土壤水分含量逐渐下降,但幅度不大。在苗期和拔节期作物需水量较大的时候,地膜覆盖处理表现出很大的优势,0~200cm各层土壤含水量和土壤储水量明显高于CK,而秸秆覆盖处理与CK差异不显著,但储水量也明显高于CK.抽雄期和成熟期地膜覆盖和秸秆覆盖处理土壤含水量与CK差异不显著,但土壤储水量仍明显高于CK,说明地膜覆盖和秸秆覆盖仍具有一定的保墒抗旱作用。在玉米成熟期地膜覆盖的保墒作用已经不如前期明显,而秸秆覆盖的保墒作用同前期相比有所增强。6、在抽雄-吐丝期,光合速率(Pn)日变化差异主要表现10:30~14:30之间,地膜覆盖和秸秆覆盖显著高于对照的;下午虽不甚明显,但地膜覆盖和秸秆覆盖仍略高于对照。地膜覆盖和秸秆覆盖的处理很明显降低了夏玉米叶片的蒸腾速率(Tr),在12:00后表现尤为明显。气孔导度(Gs)的日变化显示,在11:30之前,表现为:地膜覆盖>CK>秸秆覆盖;11;30之后表现为:地膜覆盖>秸秆覆盖>CK;三个处理Gs高峰区出现在下午14 :30左右,此时3个处理间差异最大。12:30以前秸秆覆盖处理Gs增加较快,12:30以后,3个处理的Gs值变化趋势基本一致。地膜覆盖和秸秆覆盖比对照的平均分别高出36.6%和26.9%(一天平均)。不同处理玉米叶片整个生育期叶绿素含量的变化呈单峰曲线,在抽雄期达到最大,CK始终最小,且开花后叶绿素含量迅速下降,说明叶片内部叶绿素降解速度较快,而2种覆盖处理的叶片叶绿素含量保持较高的水平。7、玉米生育前期,苗期到拔节以前地膜覆盖和秸秆覆盖处理的株高与CK差异不大;但从拔节期开始,各处理植株增高迅速,地膜覆盖和秸秆覆盖处理和CK之间的差距逐渐增大,各处理株高在抽雄期达到最大值。不同处理玉米叶面积变化均呈单峰曲线变化,2种覆盖处理玉米叶面积的变化表现为,在作物生长发育的前期和传统耕作差异不大,但拔节以后叶面积迅速增加并显著的高于传统耕作;2种覆盖处理在灌浆期仍能保持较大的叶面积,后期绿叶面积减小较少,而传统耕作方式绿叶面积明显减小,下降达8.31%。8、各处理在拔节前植株干物质积累相对较少,苗期2种覆盖处理干物质积累均低于CK;拔节期后2种覆盖处理均高于CK,尤其是地膜覆盖处理玉米干物质积累的速度显著加快。成熟期2种不同覆盖处理干物质积累分别高出CK16.33%和12.53%。不同覆盖处理对玉米干物质分配也表现出明显的差异。成熟期干物质分配以籽粒所占比例最大,为50%-54%,其次是茎秆,为20.1%~23%,然后为叶片,为10.1%~12.3%,叶鞘为5.6%~7.0%,其他部分为5.1%~13.3%。9、不同覆盖方式下玉米穗部性状具有明显差异。穗长差异最大,方差分析表明,两种覆盖方式均与CK差异极显著(F=10.02,P<0.01),不同处理间,穗长地膜覆盖>秸秆覆盖>CK。其次差异较大的是行粒数,两种覆盖方式均与CK处理间差异显著(F=6.48,P<0.05)。不同处理间穗粗、穗行数差异较小,说明其受覆盖措施影响较小,与CK相比,穗粗地膜覆盖和秸秆覆盖处理分别比CK粗0.5cm和0.8cm。不同覆盖方式对玉米产量影响差异显著。不同覆盖方式对玉米产量及产量构成因素有明显影响,地膜覆盖和秸秆覆盖处理产量分别为9081.818kg/hm2、8562.857 kg/hm2,CK为7265.455kg/hm2,2种覆盖处理的产量明显高于CK,分别增产25.0%和17.8%。