极端干旱区葡萄园田间水分耗散过程研究

发布时间：2017-03-30 08:07

  本文关键词：极端干旱区葡萄园田间水分耗散过程研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文是在国家科技支撑项目和新疆维吾尔自治区“十二五”科技重大专项的支持下,具体研究方法是由理论分析确定试验方法与技术路线,对试验区两年的数据进行整理与分析,最后利用大田试验测定的数据与参数,利用软件进行简单的模拟。分析和研究鄯善地区成龄葡萄的耗散特征及水分微循环过程,同时模拟了成龄葡萄的水分传输过程,主要研究成果如下:(1)试验区20-100cm土层土壤水分的变化最剧烈。主要表现为在灌水前后没有出现较大的变化差异,40cm土层范围内深度越深,土壤体积含水量越小,40cm以下含水量小于上层的含水量。这是由于试验区土质在40cm处分层和成龄葡萄根系分布所导致。各土层土壤含水量的最大值均出现在灌水后1天,随着灌水后天数的增加,各土层的土壤体积含水量均表现出持续降低的变化规律,同时各土层的土壤含水量逐渐接近。土壤含水量受到土壤平均温度的影响程度最大,相关系数高达0.7488,;与平均风速相关程度最低,相关系数为0.4401;平均湿度对土壤含水量的影响程度比风速大,相关系数为0.5655。同时分析土壤温度、大气温度和土壤体积含水量的变化发现,三者的变化规律大致相同,说明表层土壤的含水量和土壤温度的变化在一定程度上受到气温的影响。(2)鄯善地区是戈壁改良砂壤土为主的特殊土质地区,成龄葡萄根系分布范围相对较广,土质透气性较好,常发生深层渗漏现象。通过灌水量与深层渗漏量的计算得出,沟灌条件下鄯善地区成龄葡萄2009年和2010年总耗水量分别为517.78mm和493.78mm,在果实膨大期的耗水量最大,分别为219.62mm和218.15mm;在花期最小,分别为30.27mm和29.07mm。各年份在整个生育期内的耗水量分配规律变化大致相同,因此耗水量总体呈现由低到高再降低再升高再降低的规律。而不同年份葡萄在整个生育期内(4-10月份)耗水强度由于受各生育期持续时间的长短差异所导致,变化规律表现为由低到高再降低,不同于总耗水量。(3)通过分析2009、2010两年间各个生育期内蒸散特征可知,两年间作物系数在生育期内均呈现出增大—减小的单峰变化曲线,并且由于受到鄯善地区特殊的气候环境影响,试验区作物系数高于FAO给出的经验葡萄作物系数。不同位置处土面蒸发相比,两年间变化土面蒸发分布部位基本相同,主要发生在种植沟与沟垄交界部的斜坡处。生育期内土面蒸发最大处均在种植沟,其次为沟垄交界处的斜坡,土面蒸发最小处在种植垄。分析两年土面蒸发总量变化可以发现,成龄葡萄棵间土面蒸发从进入萌芽期起开始逐渐增加,进入果实膨大期后达到最大,此时期之后呈现逐渐降低的趋势。通过成龄葡萄蒸腾量的计算分析,葡萄生长初期直至采收前,葡萄耗水量以蒸腾为主,而在采收后,葡萄开始落叶,葡萄耗水量中,土面蒸发量比例增大。在此基础上进行灌溉设计,可为该地区葡萄灌溉制度的制定以及农艺节水措施的实施提供参考。(4)以土壤水分运动基本方程为控制方程,考虑并分析常规沟灌条件下的水分运动特性,建立了极端干旱区成龄葡萄常规沟灌的水分运动模型,同时对数值模拟得到的土壤体积含水量与田间实测含水量进行了对比验证。通过对模型模拟值与田间实测值的分析比较发现,二者虽然在某些观测点上形成一定差异,由于土壤在45cm处分层,含水率出现拐点,这主要与研究区土质与葡萄根系分布有关,模型模拟值与田间实测值的偏差也在这一土层深度处达到最大,但是其余各点均无出现较大偏差,实测值和模拟值的RMSE分别为0.048和0.022。通过y=x的分析检验,相关系数R2达到0.817和0.84,二者吻合程度较高。由于上层土壤较下层更容易被外界气象因素所影响,因此上层水分值的变化程度更为剧烈。
【关键词】：成龄葡萄 沟灌 耗水特征 蒸散特征 土壤含水量
【学位授予单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S152.7;S663.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 研究的背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究进展12-17
• 1.3 研究内容17-18
• 1.4 技术路线图18-19
• 第2章 材料与方法19-28
• 2.1 研究区概况19
• 2.2 土壤基本特征19-24
• 2.3 气象要素基本特征24-25
• 2.4 作物生长和生理指标检测25-28
• 第3章 成龄葡萄水分消耗过程研究28-43
• 3.1 成龄葡萄水分动态变化规律28-31
• 3.2 成龄葡萄耗水规律研究31-37
• 3.3 成龄葡萄土面蒸发变化规律37-39
• 3.4 成龄葡萄植株蒸腾量变化研究39-40
• 3.5 本章小结40-43
• 第4章 成龄葡萄蒸散特征研究43-47
• 4.1 参考作物蒸散量ET_0的计算43
• 4.2 作物系数KC值的计算43-45
• 4.3 本章小结45-47
• 第5章 成龄葡萄土壤水分过程模拟47-54
• 5.1 水分传输过程模拟47-49
• 5.2 模拟值与实测值对比分析49-52
• 5.3 本章小结52-54
• 第6章 结论与展望54-56
• 6.1 结论54-55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-62
• 致谢62-64
• 作者简介64

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