半干旱区猕猴桃树滴灌耗水特性与灌溉制度试验研究

发布时间：2020-10-09 08:39

　　针对陕西关中半干旱地区降雨量不足,时空分布严重不均的情况,以陕西关中主要特色名优果品猕猴桃为研究对象,在猕猴桃树整个物候期设置不同灌水梯度的水分处理,以不同灌水处理下猕猴桃园区土壤水分动态实时变化规律为基础,对其猕猴桃树的需耗水规律、生长生理指标、果实品质分析、产量、水分利用效率以及经济效益评价进行了详细分析,以此来研究并制定了滴灌灌水方式下猕猴桃最适宜的灌溉制度,为陕西关中半干旱地区发展节水、优质、高产、稳产、高效的可持续型猕猴桃树种植提供参考理论依据。研究取得的主要成果如下:(1)各不同灌水量在不同深度的土壤温度均表现为出现一个最大值,一个最小值,一个平均值;随着土层深度的增加,土壤温度的变化幅度逐渐减小;在同一深度土层土壤温度均呈现随着灌水定额的增大而减小,在整个物候期中表现为随着时间的延续呈现出先增大后减小的趋势;随着土层深度的增加,土壤温度呈现出由大变小,再变大的趋势。气温是影响土壤温度的主要因素,但不是影响土壤温度的唯一因素,其他影响因素还有待探究。(2)通过对不同灌水处理下猕猴桃树土壤水分变化特性进行研究,发现滴灌灌水条件下,猕猴桃树土壤含水率随着灌水定额的增加而增大。不同灌水定额处理之间的土壤含水率在猕猴桃树物候期内差异显著,且不同分层之间的差异也很明显,土壤含水率的变化幅度范围较大,最大土壤含水率可以达到22.84%,最小土壤含水率仅为9.13%。各不同灌水定额处理间的土壤水分消耗趋势均小于充分灌溉处理,在一定供水范围内,猕猴桃树的耗水量与供水量呈正比例关系。(3) 2016年,在猕猴桃树的整个物候期中,参考作物蒸散量呈现中间高两头低的趋势特性,且峰值位置居于正中。猕猴桃树各物候期阶段日耗水强度的大小关系为:果实膨大期开花坐果期萌芽展叶期果实成熟期,且日耗水强度随着灌水定额的增加而增大,果实膨大期为猕猴桃树各物候期中的需水关键期,此阶段对水分亏缺极度敏感。猕猴桃树作物系数在整个物候期内表现为先增大后减小的趋势,且峰值靠后,在整个物候期中作物系数的均值为0.93。果实膨大期作物系数最大,萌芽展叶期作物系数最小。猕猴桃树作物系数与10℃积温存在较好的二次多项式关系,在相似的气候背景条件下,结合已知10℃积温,就可以粗略的估算猕猴桃树的作物系数。(4)通过对猕猴桃树各生态指标的研究发现,不同灌水定额处理对猕猴桃树各项生长指标均有显著影响。不同灌水定额处理的猕猴桃树新稍长度和粗度、叶片主叶脉长、横径和叶面积指数、叶柄的长度和粗度、果实的纵径和横径均受到不同程度的抑制或促进作用。猕猴桃的落果率随着灌水量的增大而减少,但超过一定阈值范围后,随着灌水量的增大落果率反而会略有增大;在一定灌水量范围内,猕猴桃的单果重和产量均随着灌水量的增大而增加。在水分轻度亏缺处理下,猕猴桃产量既不会明显降低,水分利用效率也相对提高,果实品质相比最好。(5)通过对不同灌水处理猕猴桃产量与耗水量和灌水量分析,建立了猕猴桃树全物候期的作物水分生产函数模型,表明产量与耗水量和灌水量呈现较好的多项式函数关系,决定系数也都在0.9以上,拟合关系较好,相关性较好。通过Jensen模型对猕猴桃树不同物候期的作物水分生产函数进行求解,得到各物候期的水分敏感指数,各敏感指数的排序为:果实膨大期开花坐果期萌芽展叶期果实成熟期,数据结果与试验中实际情况比较吻合。陕西关中半干旱缺水地区,由于可供灌溉的水资源总量严重不足,不能充分满足作物各物候期阶段的最大需水量要求,因此,只能实施非充分灌溉条件下的灌溉制度,对比分析可知,最优灌水处理为轻度亏缺灌水处理。(6)通过对滴灌灌水方式下不同灌水定额处理猕猴桃树的树体需耗水量、生长生理形态、果实品质、果实产量、灌溉水利用效率以及经济效益等数据分析,提出了 2016年(平水年)陕西关中半干旱地区最适宜的高效节水灌溉制度,即全物候期灌溉定额为3080m3/hm2,共滴灌14次。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S663.4;S275.6
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 滴灌技术研究进展
        1.2.2 果树需水规律研究进展
        1.2.3 作物水分生产函数研究进展
        1.2.4 灌溉制度研究进展
    1.3 存在的主要问题
    1.4 主要研究内容与技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
2 试验材料与方法
    2.1 试验区概况
    2.2 土壤基本物理参数
    2.3 试验方案设计
    2.4 大田试验指标测定
3 灌水量对土壤温度变化效应试验研究
    3.1 灌水量对土壤温度的影响
        3.1.1 灌水量对土壤温度日动态变化特征的影响
        3.1.2 灌水量对土壤温度全物候期动态变化的影响
    3.2 日平均气温对土壤温度全物候期动态变化的影响
    3.3 本章小结
4 猕猴桃树物候期土壤水分动态变化规律
    4.1 猕猴桃树物候期划分及降雨情况
        4.1.1 物候期划分
        4.1.2 物候期降雨情况
    4.2 灌水量对猕猴桃树土壤水分动态变化的影响
        4.2.1 灌水量对猕猴桃树在垂直方向上土壤水分分布的影响
        4.2.2 灌水量对猕猴桃树物候期土壤水分的影响
        4.2.3 灌水量对猕猴桃树物候期计划湿润层土壤含水率的影响
    4.3 本章小结
5 滴灌下猕猴桃树的耗水规律与作物系数
    5.1 滴灌下猕猴桃树的耗水规律
        5.1.1 灌水量对猕猴桃树物候期耗水量的影响
        5.1.2 灌水量对猕猴桃树物候期耗水强度的影响
        5.1.3 猕猴桃树耗水量与灌水量间的关系
    5.2 参考作物蒸散量
        5.2.1 参考作物蒸散量ET0的计算方法
        5.2.2 参考作物蒸散量的变化规律
        5.2.3 物候期环境因子的变化特征
        5.2.4 参考作物蒸散量与环境因子的关系
    5.3 猕猴桃树作物系数
    5.4 作物系数与积温的关系
    5.5 本章小结
6 灌水量对猕猴桃树生长和产量的影响
    6.1 灌水量对猕猴桃树体生长特性的影响
        6.1.1 灌水量对猕猴桃树新稍生长特性的影响
        6.1.2 灌水量对猕猴桃树新稍径粗特性的影响
    6.2 灌水量对猕猴桃树叶片生长特性的影响
        6.2.1 猕猴桃树叶面积与主叶脉和叶片横径的关系
        6.2.2 猕猴桃树叶面积指数随时间的变化特征
        6.2.3 猕猴桃树叶柄长度随时间的变化特征
        6.2.4 猕猴桃树叶柄粗度随时间的变化特征
    6.3 灌水量对猕猴桃树果实发育的影响
    6.4 灌水量对猕猴桃树果实结果量的影响
    6.5 灌水量对猕猴桃品质的影响
    6.6 灌水量对猕猴桃产量的影响
    6.7 灌水量对猕猴桃水分利用效率的影响
    6.8 猕猴桃树作物水分生产函数研究
        6.8.1 猕猴桃树全物候期作物水分生产函数模型研究
        6.8.2 猕猴桃树各物候期作物水分生产函数模型研究
    6.9 灌水量对猕猴桃经济效益的影响
    6.10 猕猴桃高效节水灌溉制度的确定
        6.10.1 评价层次结构和指标体系的构建
        6.10.2 滴灌灌溉综合效益评价模型的建立
        6.10.3 滴灌灌溉综合效益评价模型的计算求解
    6.11 本章小结
7 结论与建议
    7.1 结论
    7.2 建议
致谢
参考文献
附录

【参考文献】