本文關(guān)鍵詞：黃土丘陵區(qū)棗農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)土壤水分時(shí)空特征研究

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【摘要】：自黃土高原實(shí)施“退耕還林”政策以來(lái),棗樹作為一種傳統(tǒng)耐旱經(jīng)濟(jì)林物種,為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)恢復(fù)做出了重大貢獻(xiàn),同時(shí)也為當(dāng)?shù)鼐用駧?lái)經(jīng)濟(jì)收入。但黃土高原氣候干旱,降水資源稀缺,同時(shí)由于其復(fù)雜的地形條件(多為連綿的山丘),大部分農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)林發(fā)展都是雨養(yǎng)模式。天然降水是本地區(qū)植物唯一的水分來(lái)源,干旱缺水成為一個(gè)嚴(yán)重限制作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的因子。傳統(tǒng)棗園管理方式是對(duì)整個(gè)棗園進(jìn)行清耕管理,以減少雜草等與棗樹苗的爭(zhēng)水爭(zhēng)肥,但長(zhǎng)期的棗園清耕導(dǎo)致坡耕地土壤水分無(wú)效蒸發(fā)、土壤疏松和養(yǎng)分流失等一系列問題出現(xiàn),影響了棗園產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)。為改變傳統(tǒng)耕作措施帶來(lái)的土壤管理問題,需尋求一種更加合理的土壤管理模式,實(shí)現(xiàn)棗園的良性發(fā)展。林農(nóng)(草)間作系統(tǒng)已在歐美、日本、非洲,東南亞等全球廣泛應(yīng)用,是近年來(lái)在果園土壤管理中的重要措施之一。研究將黃土丘陵區(qū)本地經(jīng)濟(jì)作物黃花菜和引入的經(jīng)濟(jì)作物飼料油菜間作種植在棗園行間,通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)土壤水分,分析經(jīng)濟(jì)作物對(duì)棗園土壤水分的影響。研究共設(shè)置3各處理:棗-飼料油菜間作系統(tǒng)(JR)、棗-黃花菜間作系統(tǒng)(JH)和清耕棗園(CK)。其中飼料油菜為一年生作物,黃花菜為多年生作物。本試驗(yàn)取得以下主要研究結(jié)論:(1)2014平水年和2015干旱年飼料油菜和黃花菜處理下,棗樹0-180 cm土層土壤水分分別較對(duì)照處理提高10.1%、6.2%和13%、12.1%,各處理?xiàng)棙渫寥浪执笮〔町愔饕獊?lái)源于0-20 cm和20-60 cm兩個(gè)土層。飼料油菜處理與黃花菜處理行間土壤水分別較對(duì)照行間減少9.4%、29%和9.9%、29.8%,土壤水分減少主要發(fā)生在60-120 cm和120-180 cm兩個(gè)土層。兩年內(nèi)棗樹不同生育階段,飼料油菜和黃花菜主要是增加了0-20 cm和20-60cm土層土壤水分含量。(2)平水年季節(jié)性干旱期間,間作系統(tǒng)處理土壤水分始終要高于對(duì)照處理。兩種間作系統(tǒng)提高了棗樹土壤水分含量,有利于棗樹渡過(guò)干旱期。各處理土壤水分的消耗主要是在0-60cm土層,而到干旱后期,黃花菜處理土壤水分消耗達(dá)到了80cm土層。干旱年全年降雨量偏少,各處理土壤水分消耗主要是0-80cm。(3)平水年飼料油菜和黃花菜處理?xiàng)棙?-180 cm土層土壤水分效應(yīng)為正值,飼料油菜行間0-120 cm土層土壤水分效應(yīng)為正值,黃花菜行間0-60 cm土層土壤水分效應(yīng)為正值。干旱年飼料油菜處理?xiàng)棙?-180 cm土層土壤水分效應(yīng)均為正值,黃花菜處理?xiàng)棙?0-120 cm土層土壤水分效應(yīng)為負(fù)值外,其他土層均為正值,飼料油菜行間0-60 cm土層土壤水分效應(yīng)為正值,黃花菜行間處0-20 cm土層土壤水分效應(yīng)為正值。兩年內(nèi)飼料油菜處理土壤水分競(jìng)爭(zhēng)只發(fā)生在0-20 cm土層,黃花菜行間土壤水分競(jìng)爭(zhēng)在不同土層均有發(fā)生,最高爭(zhēng)水頻率達(dá)到82.7%,60-120 cm為爭(zhēng)水最嚴(yán)重土層。飼料油菜和黃花菜兩種處理SMDR值兩年內(nèi)表現(xiàn)出相反的趨勢(shì),飼料油菜處理各層SMDR值基本上為正值,黃花菜處理SMDR值基本為負(fù)值,說(shuō)明黃花菜與棗樹爭(zhēng)水是經(jīng)常發(fā)生的。(4)模型模擬棗樹的模擬結(jié)果來(lái)看,各模型的評(píng)價(jià)參數(shù)均是比較低的,只有清耕棗樹20cm土層模擬效果較好。通過(guò)模擬間作系統(tǒng)棗樹的土壤水分過(guò)程與對(duì)照相比,差異不明顯,由于間作系統(tǒng)提高前期土壤水分含量,而導(dǎo)致間作系統(tǒng)棗樹土壤水分高于對(duì)照棗樹,應(yīng)用HYDRUS-1D模型模擬間作系統(tǒng)土壤水分模擬精度還需提高。(5)綜合以上研究結(jié)果可知,棗樹-飼料油菜間作系統(tǒng)和棗樹-黃花菜間作系統(tǒng)均能提高棗園可利用土壤水分。在平水年和干旱年,間作系統(tǒng)棗樹土壤水分均要高于對(duì)照處理。其中效果最好的棗樹-飼料油菜間作系統(tǒng),且很少發(fā)生爭(zhēng)水事件,因此在旱作清耕棗園行間種植飼料油菜是一個(gè)最優(yōu)的選擇。
【關(guān)鍵詞】：黃土丘陵區(qū) 間作系統(tǒng) 土壤水分效應(yīng) 爭(zhēng)水事件 HYDRUS-1D
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S152.7
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-17
• 1.1 農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)土壤水分研究進(jìn)展13-15
• 1.2 農(nóng)林復(fù)合土壤水分競(jìng)爭(zhēng)研究進(jìn)展15-16
• 1.3 HYDRUS-1D模型在土壤水分模擬中的應(yīng)用16-17
• 第二章 研究?jī)?nèi)容、方法及技術(shù)路線17-22
• 2.1 研究區(qū)概況17
• 2.2 研究目的17
• 2.3 研究?jī)?nèi)容17-18
• 2.3.1 棗農(nóng)間作系統(tǒng)行間作物對(duì)棗園土壤水分調(diào)控效應(yīng)17-18
• 2.3.2 棗農(nóng)間作系統(tǒng)土壤水分效應(yīng)和爭(zhēng)水關(guān)系18
• 2.3.4 基于HYDRUS-1D模型旱作棗農(nóng)間作系統(tǒng)土壤水分動(dòng)態(tài)模擬18
• 2.4 研究方法18-21
• 2.4.1 試驗(yàn)地選取與布設(shè)18-19
• 2.4.2 試驗(yàn)指標(biāo)監(jiān)測(cè)19-21
• 2.5 技術(shù)路線21-22
• 第三章 行間作物對(duì)棗園土壤水分調(diào)控效應(yīng)22-32
• 3.1 試驗(yàn)區(qū)2014和 2015年降雨量-溫度變化23-24
• 3.2 棗農(nóng)間作系統(tǒng)土壤水分動(dòng)態(tài)變化24-25
• 3.3 棗農(nóng)間作系統(tǒng)土壤水分季節(jié)性變化及其垂直特征25-28
• 3.4 棗農(nóng)間作系統(tǒng)對(duì)季節(jié)性干旱的響應(yīng)過(guò)程28-30
• 3.5 討論30-31
• 3.6 本章小結(jié)31-32
• 第四章 棗農(nóng)間作系統(tǒng)爭(zhēng)水關(guān)系研究32-39
• 4.1 棗農(nóng)間作系統(tǒng)棗樹和行間土壤水分效應(yīng)32-33
• 4.2 棗農(nóng)間作系統(tǒng)土壤水分競(jìng)爭(zhēng)33-36
• 4.3 討論36-37
• 4.4 本章小結(jié)37-39
• 第五章 基于HYDRUS-1D模型旱作棗農(nóng)間作系統(tǒng)土壤水分動(dòng)態(tài)模擬39-48
• 5.1 HYDRUS-1D模型基本介紹39
• 5.2 模型主要模塊及參數(shù)確定方法39-42
• 5.2.1 土壤水分運(yùn)動(dòng)基本方程39
• 5.2.2 根系吸水模型39-40
• 5.2.3 蒸騰蒸發(fā)模型40-42
• 5.3 驗(yàn)證模型42-43
• 5.4 模型的應(yīng)用43-47
• 5.4.1 清耕旱作棗園生育期內(nèi)土壤水分動(dòng)態(tài)特征模擬43-46
• 5.4.2 棗農(nóng)間作系統(tǒng)中棗樹土壤水分特征模擬46-47
• 5.5 本章小結(jié)47-48
• 第六章 結(jié)論及進(jìn)一步的研究問題48-51
• 6.1 結(jié)論48-50
• 6.2 進(jìn)一步的研究問題50-51
• 參考文獻(xiàn)51-57
• 致謝57-59
• 作者簡(jiǎn)介59

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