蓄水坑灌下灌水上下限对不同尺度苹果树蒸腾特性的影响

发布时间：2020-10-16 10:42

　　 苹果树是需水量较大的植物,具有较高的经济价值,是我国黄土高原地区种植的主要品种之一。然而由于该地区常年干旱少雨,降雨时空分布不均,水分供需矛盾严重,影响着经济的发展。为此,孙西欢教授因地制宜地引入了蓄水坑灌法,该方法具有节水、保水、抗旱的特点。而蒸腾作用作为苹果树生理特性的重要过程,耗水量是巨大的。因此,研究蓄水坑灌条件下苹果树的蒸腾特征,可为果树需水量的研究、灌溉制度的制定提供理论依据,对于该地区经济发展具有重要意义。本文以10a生矮化型红富士长富二号为材料,在田间试验条件下,对不同灌水上下限条件(分别为蓄水坑灌处理T1:田间持水量的80%与60%、T2:田间持水量的90%与70%、T3:田间持水量的100%与80%、T4:田间持水量的100%与60%;地面灌溉对照处理CK:田间持水量的100%与60%)下叶片尺度与单木尺度苹果树蒸腾特性进行研究,旨在为该地区更精确地估算苹果树灌溉定额提供科学依据,同时也可以对该区域林分水域综合管理提供理论基础。取得主要结论如下:1、蓄水坑灌下不同灌水上下限对土壤水分时空分布的影响(1)不同处理的计划湿润层土壤平均含水率都在试验设定的灌水上下限范围内动态变化。灌水上下限越高,灌水量越多,土壤含水率也越高。(2)不同处理的土壤含水率垂向分布特征基本一致,都呈现出随土壤深度的增加,先升高后降低的变化趋势,但最大值出现的深度有所不同。蓄水坑灌处理的土壤含水率最大值均出现在距地表80cm左右,为蓄水坑深度的2倍;而地面灌溉处理CK的含水率最大值出现的位置较浅,在距地表40cm左右。2、蓄水坑灌下不同灌水上下限对叶片尺度苹果树蒸腾特性的影响(1)不同处理的苹果树叶片蒸腾速率日变化趋势相似,都呈单峰曲线,且峰值均出现在11:00~13:00。蓄水坑灌处理T3的叶片蒸腾速率日均值始终为各处理中的最大值,而T1始终为最小值,且二者有显著性差异;T2和T4处理的叶片蒸腾速率日均值处于中间水平。除5月29日外,蓄水坑灌处理T4的叶片蒸腾速率日均值都大于地面灌溉对照处理CK。(2)苹果树叶片蒸腾速率与土壤含水率呈极显著正相关。不同处理叶片蒸腾速率日变化与气孔导度、叶面温度、大气温度的日变化呈显著正相关,与胞间CO_2浓度的日变化呈显著负相关。蓄水坑灌处理灌水量越多,叶片气孔导度对蒸腾作用的限制越小。(3)不同处理苹果树叶片蒸腾速率月变化特征基本一致,都呈现明显的单峰型,其中7月份为各处理的峰值,年平均蒸腾速率的大小排序为T3T4T2CKT1。蓄水坑灌下灌水量越多,苹果树叶片年平均蒸腾速率越大。(4)不同处理苹果树叶片净光合速率月变化呈现出开口向下的抛物线型变化特征,各处理叶片净光合速率的年平均值大小排序为T3T2T4CKT1。不同处理苹果树叶片水分利用效率月变化特征曲线为开口向上的抛物线型曲线,各处理叶片水分利用效率的年平均值大小排序为T2T4T1T3CK。3、蓄水坑灌下不同灌水上下限对单木尺度苹果树蒸腾特性的影响(1)不同处理苹果树茎流速率的日变化特征基本相似,都呈现出明显的昼夜变化规律且大致呈“几”字形。从5月至9月,T1处理的茎流速率日均值均为最小值,T3处理均为最大值,其余处理处于中间水平。(2)不同处理苹果树茎流速率的月变化特征基本一致,都呈现出单峰曲线的变化趋势,且峰值均出现在6月份。年平均茎流速率的大小排序为T3T4T2CKT1。蓄水坑灌条件下灌水量越多,苹果树年平均茎流速率越大。T3的年平均茎流速率分别比T1、T2、T4提高了44.4%、14.7%、11.8%。蓄水坑灌处理T4的年平均茎流速率比地面灌溉对照处理CK提高了约8.9%。(3)苹果树的茎流速率日变化与太阳辐射、大气温度以及风速的日变化都呈现极显著正相关关系,而与大气相对湿度的日变化呈现极显著负相关关系。(4)晴天条件下,蓄水坑灌各处理苹果树在7月份的日蒸腾耗水强度最大,且T3的日蒸腾耗水强度始终极显著大于T1。蓄水坑灌条件下,灌水量越多,蒸腾耗水量也越多。相同灌水上下限条件下,蓄水坑灌苹果树比地面灌溉蒸腾耗水量多。(5)蓄水坑灌T2处理的苹果树产量最高,为30.51 kg/株,分别比T1、T3、T4、CK处理约提高了100.9%、5.5%、29.1%、65.3%。蓄水坑灌条件下,在一定灌水范围内,灌水量越多,苹果树产量越多;蓄水坑灌较之于地面灌溉显著提高了苹果树的产量。4、苹果树叶片蒸腾速率与树干茎流速率在生育期内的日进程变化趋势相似,且二者在0.01水平下显著相关,相关系数为0.754。5、蓄水坑灌条件下,T2处理苹果树的年平均叶片水分利用效率与灌溉水利用效率都为最高,且显著大于T1、T3、T4处理。蓄水坑灌处理T4的年平均叶片水分利用效率与灌溉水利用效率虽然都大于地面灌溉对照处理CK,但均未形成显著性差异。故T2处理的节水效果是最优的。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S661.1;S275
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 植物蒸腾耗水规律研究进展
        1.2.1 叶片尺度蒸腾规律研究进展
        1.2.2 单木尺度蒸腾规律研究进展
        1.2.3 林分尺度蒸腾耗水研究进展
    1.3 影响植物蒸腾的因素研究进展
    1.4 蓄水坑灌法研究现状
        1.4.1 蓄水坑灌下土壤水分分布研究
        1.4.2 蓄水坑灌下蒸发蒸腾特性研究
    1.5 研究内容
    1.6 研究方法与技术路线
第二章 试验区概况与试验设计
    2.1 试验区概况
    2.2 试验方案与设计
        2.2.1 试验方案
        2.2.2 田间工程布置
    2.3 测定项目与方法
        2.3.1 土壤含水率测定
        2.3.2 苹果树叶片蒸腾指标测定
        2.3.3 苹果树茎流速率测定
        2.3.4 苹果树灌溉水利用效率测定
        2.3.5 气象因子测定
    2.4 数据分析与处理
第三章 蓄水坑灌下不同灌水上下限对土壤水分时空分布的影响
    3.1 蓄水坑灌下不同灌水上下限对计划湿润层内土壤水分动态变化的影响
    3.2 蓄水坑灌下不同灌水上下限对土壤水分垂向分布的影响
    3.3 本章小结
第四章 蓄水坑灌下不同灌水上下限对叶片尺度苹果树蒸腾特性的影响
    4.1 蓄水坑灌下不同灌水上下限对苹果树叶片蒸腾日变化的影响
        4.1.1 苹果树叶片蒸腾速率日变化特征
        4.1.2 苹果树叶片蒸腾速率日变化与影响因素之间的关系
        4.1.3 苹果树叶片水分利用效率日变化特征
    4.2 蓄水坑灌下不同灌水上下限对苹果树叶片蒸腾月变化的影响
        4.2.1 苹果树叶片蒸腾速率月变化特征
        4.2.2 苹果树叶片蒸腾速率月变化与影响因素的关系
        4.2.3 苹果树叶片水分利用效率月变化特征
    4.3 本章小结
第五章 蓄水坑灌下不同灌水上下限对单木尺度苹果树蒸腾特性的影响
    5.1 蓄水坑灌下不同灌水上下限对苹果树茎流速率的影响
        5.1.1 苹果树茎流速率日变化特征
        5.1.2 苹果树茎流速率月变化特征
    5.2 苹果树茎流速率与影响因素的关系
        5.2.1 苹果树茎流速率日变化与环境因素的关系
        5.2.2 苹果树茎流速率月变化与环境因素的关系
    5.3 蓄水坑灌下不同灌水上下限对苹果树蒸腾耗水量的影响
        5.3.1 苹果树日蒸腾耗水强度的变化
        5.3.2 苹果树蒸腾耗水量月变化
    5.4 苹果树的产量、蒸腾耗水量与灌水量之间的关系
    5.5 本章小结
第六章 不同尺度苹果树蒸腾及水分利用效率对比分析
    6.1 苹果树叶片蒸腾速率与树干茎流速率的关系分析
    6.2 苹果树水分利用效率分析
        6.2.1 不同处理苹果树的叶片水分利用效率
        6.2.2 不同处理苹果树的灌溉水利用效率
    6.3 本章小结
第七章 结论与建议
    7.1 主要研究结论
    7.2 建议
参考文献
致谢
附录
    1、攻读硕士期间参加的科研项目
    2、攻读硕士期间发表的论文

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本文编号：2843146