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《西北农林科技大学》 2012年
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渭北地区果园土壤水分状况研究

张露  
【摘要】:陕西省渭北地区拥有优越的自然及生态条件,海拔高,光照充足,气候温凉、昼夜温差大,土层深厚,土体疏松,质地适中,富含钾、镁、钙、锌、硒等多种营养元素,为苹果树的种植及良好的生长提供着优越的生长条件和环境条件,被誉为世界上最大的苹果优生区。但是,作为苹果优生区,唯一欠缺的是当地气候干旱,降雨稀少、灌溉水资源贫乏,往往成为地区苹果生长的限制性因素。研究渭北地区在苹果生育期间土壤水分时空变异特征,分析在苹果各生长发育过程中与土壤水分时空变化过程的协调性及其机理,探索果园土壤水分平衡情况,为进一步揭示区域规模化发展苹果产业的科学性提供坚实的理论基础,为渭北果业可持续发展提供理论依据。 渭北果业发展极大地促进了区域生态景观改善,在一定程度上缓解和协调了区域气候干旱的威胁性。为了全面分析果树对地区生态环境、植物生产条件的作用与影响,本研究于2011年定期监测了渭北两个园龄段苹果园土壤水分状况,分析了果树生育期间土壤剖面水分能量(水力势)变化过程,企图探索渭北果园土壤干燥化程度和发生干燥化的部位,分析干燥土层复墒的可能性,企图为果园科学管理及果树良好生长提供科学依据。并且以农田土壤的水分状况为背景,分析渭北地区发展果业生产的科学性。通过研究取得了以下的结论: 1.果树对土壤水分的蒸散起到了显著的生物屏障效应。以冬春季土壤水分蒸发和秋末雨季水分入渗及强烈蒸散这两个时间段的土壤含水量为依据研究得出,冬春季果树对地面的覆盖效应,起到了“寸草遮丈风”的生物效果,能够显著地抑制近地面空气流动,产生了明显地抑制水分蒸发作用.在春季果树萌发前果园土壤剖面0~150cm的含水量及其贮水量均高于农田,在雨季显示出了促进土壤蓄水增墒,抑制土面蒸散耗水的作用,在秋季雨季末期0~150cm土壤剖面范围果园土壤含水量和土壤贮水量也显著高于农田。高大密植的果树覆盖物对土壤水分蒸散起到了显著的生物屏障效果。果树对土壤水分蒸发的抑制和保蓄,极大地缓解了渭北地区气候干旱的威胁性,产生了协调了土壤水分的时空效应。因此仅以土壤水分状况为依据证实在渭北地区规模化发展果业具有明显的科学性。 2.渭北地区作物生育期间果园土壤水分含量变化具有显著的阶段性特征。以土壤水分的时空变异过程以及土壤水分常数为指标,得出渭北地区在生育期间果园土壤水分变化过程具有明显的3个阶段,即春季缓慢失墒期、土壤水分胁迫阶段、土壤墒情修复补充阶段。其中渭北地区果园土壤水分胁迫阶段从5月到7月份,历时将近2个月,土壤水分胁迫的土层深度逐渐延伸,即存在着“土壤水分的时空胁迫”区域。土壤水分时空胁迫区域在老龄果园土壤中高于幼龄果园,果园高于农田。得益于渭北地区深厚的土层,且土壤水分移动的整体性特征,协调着土壤水分对果树的胁迫作用。 3.渭北地区土壤干燥化发生的时间及部位。以土壤萎蔫系数为指标研究得出在植果期间,渭北果园土壤在表层以下存在着显著的“内部干燥化”过程,果园土壤内部干燥化程度比农田的程度轻,老龄果园比幼龄果园严重,发生土壤内部严重干燥化的时间约在6月中旬到7月中旬,发生干燥化的土层部位约在20~70cm处。实验年份降雨量证实,在雨季只要有充足的降雨量,该地区能够以较强的土壤透水性修复干燥化区域的土壤墒情,即渭北地区果园不存在难以复墒的“死干土层”,才确保多年生果树能够健康地生长。 4.在作物生育期间农田土壤剖面上水力势的时空变化梯度较果园的剧烈,而老龄果园的又比幼龄果园的剧烈。土壤剖面水力势梯度证实在作物生育期间,大部分时间里土壤剖面上水分呈现由下向上的移动趋势。农田土壤剖面上水力势的时空变化梯度较果园的剧烈,而老龄果园的又比幼龄果园的剧烈,即在渭北地区农田受干旱的威胁很大,而干旱对果园的威胁要相对小些,但是老龄果园受影响的程度比幼龄果园的大。老龄果园在3月中旬到4月下旬的土层0~40cm处有浅层干燥化现象的存在,大龄果树不仅耗水强度大,而且耗水的土层空间很深,土壤干旱维持的时也很长,这说明土壤内部的干燥化是存在的。 5.渭北果园在表层以下存在着紧实化的土层,且在0~45cm范围内土壤紧实度随土层深度的增加而增大,只有在雨季土壤深层紧实度才会降低。老龄果园土壤的紧实度较幼龄段果园的小,农田土壤的紧实度大于果园土壤,最大处可以能达到4900KPa。依据国际上多数科学家提出的,以紧实度2000KPa作为制约作物根系延伸的指标,可以得出幼龄果园限制果树根系的土层深度大约在25cm以下,老龄果园限制根系延伸的土层在20cm以下,非限制性的土层随园龄增加明显地在逐渐变薄。农田深层紧实程度更为严重,非限制性土层只有表层15cm左右。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S66

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