本文關(guān)鍵詞：蓄水坑灌不同灌溉定額下矮砧蘋果幼樹(shù)吸水深度研究

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【摘要】：蓄水坑灌法作為一種新型的中深層立體灌溉方法,其土壤水分分布及果樹(shù)根系分布方式有區(qū)別于其他傳統(tǒng)灌水方式,這兩者在一定程度上會(huì)對(duì)果樹(shù)吸水深度變化產(chǎn)生影響。而氫氧穩(wěn)定同位素在示蹤植物水源方面有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),但獲取準(zhǔn)確穩(wěn)定氫氧同位素是進(jìn)行定量研究前提。本文以5年生矮砧蘋果幼樹(shù)為對(duì)象,通過(guò)低溫真空抽提技術(shù)提取土壤及植物水樣,分析研究不同土壤施氮水平、含水量、管口填充物對(duì)抽提時(shí)間以及水樣同位素值的影響,并基于最短抽提時(shí)間下樣品同位素值確定設(shè)定處理,即地面灌溉CK(灌溉定額90m3/畝)、蓄水坑灌WSP-1(灌溉定額90m3/畝)、WSP-2(灌溉定額24m3/畝)、WSP-3(灌溉定額18m3/畝)下的果樹(shù)吸水深度,得到如下主要結(jié)論:(1)對(duì)低溫真空蒸餾抽提時(shí)間及水樣影響的研究:1)當(dāng)抽提時(shí)間為30min時(shí),不同管口填充物處理海綿(T1)、石英棉(T2)、脫脂棉(T3)、活性炭過(guò)濾棉(T4)水樣的同位素值基本達(dá)到穩(wěn)定,此時(shí)T1處理組內(nèi)方差最小,更為適合充當(dāng)抽提時(shí)的管口填充物。2)在土壤質(zhì)地為壤土的條件下,不同土壤含水率水平對(duì)最短抽提時(shí)間及抽提水樣同位素值均有影響。低含水率水平12%以下最短抽提時(shí)間僅需30min,含水率范圍在18%~24%最短抽提時(shí)間為60min,而高含水率水平30%最短抽提時(shí)間為90min。t檢驗(yàn)表明30%含水率水平(W1)、24%含水率水平(W2)處理提取達(dá)到穩(wěn)定時(shí),δ18o值與加入標(biāo)準(zhǔn)水樣差異顯著;18%含水率水平(w3)、12%含水率水平(w4)提取水樣達(dá)到穩(wěn)定時(shí),差異不顯著;w4處理提取時(shí)間135min后,繼續(xù)抽提會(huì)對(duì)得到的提取水樣同位素值產(chǎn)生影響。因此,并非抽提時(shí)間越長(zhǎng),抽提用以分析的同位素值效果越好。3)施氮肥濃度并不影響最短抽提時(shí)間,但對(duì)抽提水樣同位素值有影響。不同施氮水平處理提取60min以后,提取率基本達(dá)到100%。t檢驗(yàn)表明土壤施氮肥水平達(dá)到300mg/kg(n3)水平時(shí),抽提達(dá)到穩(wěn)定時(shí)水樣的精度已經(jīng)超出了允許范圍。4)5年生矮砧蘋果幼樹(shù)的木質(zhì)部枝條最短抽提時(shí)間約75min。(2)對(duì)不同灌溉定額下矮砧蘋果幼樹(shù)吸水深度的研究:由4月到10月份采集到80組降雨樣品中δd和δ18o值擬合出太谷縣當(dāng)?shù)亟邓�為:δd=7.481δ18o+2.432(r2=0.971)。整個(gè)生育期內(nèi),所有處理根系吸水深度均表現(xiàn)為前期主要利用表層土壤水,隨著生育期的推進(jìn),根系吸水深度有不同程度的加深,在生育后期根系吸水深度又有不同程度的回升。1)所有處理生育前期吸水深度基本相同,而從新稍停長(zhǎng)期開(kāi)始ck處理整體根系吸水深度小于蓄水坑灌各處理,蓄水坑灌中深層灌水優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。ck處理萌芽期主要吸水深度分別為17.00cm、28.36cm,新稍旺長(zhǎng)期為24.51cm。wsp-1、wsp-2、wsp-3處理萌芽期主要吸水深度分別為21.20cm;23.70cm;23.70cm,新稍旺長(zhǎng)期為23.76cm;25.44cm;25.09cm,前兩個(gè)生育期所有處理主要貢獻(xiàn)率土層均為0-20cm。ck、wsp-1、wsp-2、wsp-3處理新稍停長(zhǎng)期吸水深度分別為27.89cm;36.69cm;37.30cm;35.85cm,ck處理該生育期主要貢獻(xiàn)率土層為0-20cm,蓄水坑灌所有處理該生育期主要貢獻(xiàn)率土層均為0-40cm。2)7月雨季降水對(duì)ck處理以及wsp-1處理影響大于wsp-2、wsp-3處理,且對(duì)各處理表層吸水深度結(jié)論有影響。新稍二次生長(zhǎng)期ck處理吸水深度為25.56cm、55.23cm、129.31cm,主要貢獻(xiàn)率土層分別為0-60cm、120-140cm。wsp-1處理吸水深度為23.92cm、78.65cm、140.73cm,主要貢獻(xiàn)率土層分別為40-80cm、120-140cm。wsp-2、wsp-3處理主要吸水深度分別為54.75cm;16.72cm、60.59cm,主要貢獻(xiàn)率土層均為0-60cm。3)wsp-1處理在果實(shí)膨大期利用深層土壤水的能力大于wsp-2處理與wsp-3處理,ck處理最小。ck處理吸水深度為39.31cm,該生育期主要貢獻(xiàn)率土層為0-40cm。wsp-1、wsp-2、wsp-3處理吸水深度分別為47.36cm、122.48cm;30.34cm、71.56cm;30.23cm、66.96cm,主要貢獻(xiàn)率土層分別為40-120cm;20-60cm;20-60cm。4)果實(shí)成熟期所有處理吸水深度均有所回升,但灌水定額較小的蓄水坑灌處理吸水深度回升明顯。ck、wsp-1、wsp-2、wsp-3處理吸水深度分別為43.73cm;44.67cm;32.05cm;33.22cm,主要貢獻(xiàn)率土層分別為0-40cm;20-60cm;0-20cm;0-20cm。(3)從蓄水坑灌各處理萌芽期、新稍旺長(zhǎng)期、新稍停長(zhǎng)期三個(gè)生育期吸水深度及貢獻(xiàn)率分布可以發(fā)現(xiàn),wsp-2和wsp-3處理與wsp-1處理貢獻(xiàn)率最大土層一致,吸水深度基本相同。因此,果樹(shù)生育前期適度的灌水定額就可以滿足果樹(shù)吸水需求,而過(guò)大的灌溉定額反而可能會(huì)產(chǎn)生深層滲漏而降低灌水利用效率。(4)通過(guò)模型計(jì)算對(duì)比發(fā)現(xiàn)直接推斷法直接簡(jiǎn)潔,但不能推求出劃分范圍之外(0-20cm)土層吸水位置,吸水深度模型可以彌補(bǔ)這種不足之處,直接推斷法與吸水深度模型結(jié)合可以得出具體的吸水深度;耦合模型在果樹(shù)生育后期計(jì)算結(jié)果偏大,而多元線性模型重復(fù)多次組合計(jì)算減小了計(jì)算誤差,兩者結(jié)合可以確定不同土層貢獻(xiàn)率,四種模型結(jié)合可以取長(zhǎng)補(bǔ)短縮小推斷范圍,可以更準(zhǔn)確得出矮砧蘋果幼樹(shù)主要的吸水深度。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S661.1

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本文編號(hào)：1290253