【摘要】：蘋果(Malus pumila)產(chǎn)業(yè)是陜西省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè),但由于蘋果產(chǎn)區(qū)水資源普遍短缺,加上果園灌溉方法落后且灌溉管理比較粗放,造成果園水分利用效率低,蘋果園水分供需矛盾突出,嚴(yán)重制約著陜西省蘋果產(chǎn)業(yè)的高產(chǎn)高效發(fā)展,如何合理高效利用有限的水資源進(jìn)行補(bǔ)充灌溉,對保證果樹高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)有著十分重要的意義。為此,本研究在洛川縣拓家河水庫管理處的蘋果實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行了連續(xù)兩年的補(bǔ)灌試驗(yàn),分析了不同補(bǔ)灌條件下果園的土壤水分動態(tài)、果樹生長指標(biāo)、產(chǎn)量品質(zhì)的響應(yīng)以及蘋果樹耗水規(guī)律;同時以陜西主栽品種富士為研究對象,利用陜西省蘋果適生地區(qū)27個氣象站1961-2013年的逐月氣象數(shù)據(jù),采用FAO推薦的Penman-Monteith公式,計算各站逐月尺度下的參考作物騰發(fā)量ET0;采用FAO推薦的單作物系數(shù)修正法計算了分區(qū)代表站蘋果的作物系數(shù)Kc,并得到蘋果的作物需水量;利用ArcGIS10.2的空間分析功能進(jìn)行反距離加權(quán)空間插值,得到研究區(qū)蘋果生育期(4~10月)多年平均氣象要素、作物需水量(ETc)以及不同水文年凈灌溉需水量(NIR)的空間分布情況;采用Mann-Kendall檢驗(yàn),分析了研究區(qū)蘋果生育期需水量(ETc)的變化趨勢;基于研究區(qū)氣象資料、土壤資料、蘋果生育期劃分和作物系數(shù)等資料,采用水量平衡原理,逐旬計算制定了4個分區(qū)不同水文年的節(jié)灌制度。獲得如下主要成果:(1)土壤水分季節(jié)性動態(tài)表現(xiàn)為:春季(3~5月),氣溫回升,果樹完成萌芽開花和坐果,降水較少,果樹主要消耗上一年土壤貯存的水分;夏季(6~8月)氣溫和降水量逐漸達(dá)到一年中最高水平,中熟品種葉幕形成,果實(shí)完成膨大,表層(0~1m)和深層(1~2m)土壤水分均不斷消耗,耗水量最大,也是中熟品種的主要補(bǔ)灌期;秋季(9~10月),果樹耗水逐漸減少,表層和深層的土壤含水量進(jìn)入補(bǔ)給階段,深層土壤水分恢復(fù)程度受秋季降水和人工補(bǔ)給多少的影響。(2)果樹耗水量大小受當(dāng)年降水、補(bǔ)灌制度的影響。豐水年各處理耗水量差異較小;干旱年不同補(bǔ)灌處理耗水量均高于雨養(yǎng)處理,以高水和低水處理的耗水量差異較大,滴灌條件下達(dá)42.0mm,管灌條件下達(dá)33.0mm。當(dāng)?shù)?月份果實(shí)膨大期耗水強(qiáng)度最大,屬該區(qū)嘎拉最大需水期,4~5月份為果樹的水分敏感期,5月份為需水關(guān)鍵期,6月下旬為果樹需水臨界期,研究地區(qū)嘎拉的水分敏感期、最大需水期、需水關(guān)鍵期和需水臨界期不同步。(3)地上部新梢長度和果實(shí)體積均隨灌溉體積的增大逐漸增長,果實(shí)生長曲線近似呈S形變化。高水補(bǔ)灌條件下(DI3和PI3)可促進(jìn)嘎拉蘋果新梢的快速生長和果實(shí)膨大,但冗余枝條容易造成樹體的郁閉從而對果實(shí)營養(yǎng)吸收造成競爭,而中水和低水補(bǔ)灌條件下可抑制新梢的生長,其中中水處理(DI2和PI2)可在控制樹體冗余生長條件下,保障樹體的營養(yǎng)供給,與高水處理相比對果實(shí)大小不會造成明顯影響。(4)補(bǔ)水促進(jìn)了果樹增產(chǎn),而耗水量的適度減小有利于水分利用率的提高。高水處理下對品質(zhì)的改善不明顯,就產(chǎn)量和品質(zhì)而言,中水補(bǔ)灌處理(DI 2和PI 2)可在產(chǎn)量稍有下降情況下,提高水分利用效率,顯著提高果實(shí)的品質(zhì)。(5)研究區(qū)蘋果全生育期(4~10月)需水量cET約為400~700mm,并有從北向南、從東到西逐漸減少的趨勢。Mann-Kendall趨勢分析表明,研究區(qū)cET值在年際間的變化趨勢不顯著。不同頻率年凈灌溉需水量總體符合從北向南、從東到西遞減的規(guī)律,與cET變化基本一致,從多年平均情況看,高值區(qū)的榆林和渭南地區(qū)需補(bǔ)充灌水量230~320mm,低值區(qū)的西南部寶雞地區(qū)需補(bǔ)充灌水量15~100mm,中值區(qū)的延安、銅川、咸陽等地需補(bǔ)充灌水量100~200mm。25%水平年,低值區(qū)不需要灌水,高值區(qū)凈灌溉需水量為100~250mm;50%水平年,低值區(qū)需灌水15~100mm,高值區(qū)需灌水200~315mm;75%水平年,低值區(qū)需灌水100~250mm,高值區(qū)需灌水350~480mm;90%水平年,低值區(qū)需灌水180~300mm,高值區(qū)需灌水400~530mm。從變化趨勢來看,研究區(qū)27個站點(diǎn)中僅洛川、銅川、長武、扶風(fēng)、禮泉、耀縣、麟游7站為下降趨勢,其中綏德為呈顯著上升(P0.05),寶雞縣為極顯著上升(P0.01),其余站點(diǎn)變化趨勢均為不顯著。整體來看,研究區(qū)蘋果對灌溉的依賴有增加的趨勢。(6)研究區(qū)整體對灌溉依賴程度適中,灌溉需求指數(shù)變化范圍為0.03~0.51,西南部灌溉需求最小,部分地區(qū)幾乎不需要灌溉,而灌溉需求最高的東北部和東南部在0.5左右。(7)基于水量平衡原理制定的蘋果節(jié)灌制度表明,非充分灌溉與充分灌溉相比,推遲了灌水時間,并減少了灌水次數(shù)和灌水定額,并且越是在干旱的地區(qū),節(jié)水效果越顯著。除千陽縣在濕潤年不需灌溉外,陜西省不同適生區(qū)的蘋果各水文年均需灌水,灌溉制度受氣候特征影響較大。從區(qū)域尺度上,灌溉定額總的變化趨勢是渭北臺塬東部地區(qū)(合陽)陜北丘陵溝壑區(qū)(延安)渭北高原溝壑區(qū)(洛川)渭北臺塬西部地區(qū)(千陽)。不同分區(qū)的灌溉定額均隨干旱程度逐漸增加,陜北丘陵溝壑區(qū)不同水文年充分灌溉為45、60、80、110 mm,非充分灌溉為30、50、75、100 mm,渭北高原溝壑區(qū)充分灌溉為15、30、60、85 mm,非充分灌溉為10、25、55、80 mm,渭北臺塬東部地區(qū)充分灌溉為60、75、105、120 mm,非充分灌溉為30、60、80、105 mm,渭北臺塬西部地區(qū)充分灌溉條件下濕潤年不需灌水,平水年、干旱年和特旱年份灌溉定額分別為10、30、75 mm,非充分灌溉只有干旱年和特旱年份分別需灌水20、70 mm。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S661.1;S274

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本文編號：2680390