黄土丘陵区盛果期苹果树土壤水分利用来源研究

发布时间：2020-09-01 18:45

　　黄土高原土层疏松深厚、光照充足、昼夜温差大,是联合国粮农组织认定的世界苹果最佳优生区,也是全球集中连片种植苹果最大区域,仅陕西省2016年苹果栽培面积达1100万亩,产量为1100万吨,产量和面积均占全国的1/4,产量占世界的1/7。黄土丘陵区处于半干旱气候区,多年平均降雨量主要在400 600 mm之间,地形复杂且灌溉难度大,苹果园水分管理多为旱作,自然降水成为果树生长水分的唯一来源。但是由于苹果树自身蒸腾耗水作用强烈,苹果产业的迅猛发展,改变了原有的水量平衡;随着果树树龄的增加,剖面土壤水分逐年消耗,时空分布不均且有限的降雨量难以满足果树的耗水量。尤其是该区未来暖干化趋势明显的背景下,果园水分亏缺或将进一步加剧。因此,探明黄土丘陵区盛果期苹果树生育期内土壤水分利用来源对果园持续稳定发展具有重要意义。本研究利用天然氢稳定同位素和人工D同位素示踪技术相结合的方法,研究盛果期不同树龄(10龄、15龄、22龄)苹果树土壤水分利用来源的动态变化,探讨其水分利用策略,为黄土丘陵区有限降水条件下旱作苹果园土壤水资源的保育和持续健康发展提供科学依据。主要得出以下结论:(1)3个树龄苹果园各生育期土壤含水量变化明显。开花坐果期和着色成熟期3个树龄苹果园土壤含水量均呈现近似垂直分布,而在果实膨大期则呈现出浅层低、中层高、深层低的土壤水分分布。随着树龄的增加,苹果园剖面土壤含水量降低,10龄和15龄苹果园各土层平均土壤含水量显著高于22龄。(2)3个树龄苹果树剖面土壤水D同位素随土层深度和生育期变化而呈现相似的变化规律。浅层(0 40 cm)土壤水D同位素高度变化,3个树龄苹果树均表现出开花坐果期着色成熟期果实膨大期的规律;中层(40 160 cm)和深层(160 300 cm)土壤水D同位素相对稳定,各生育期之间均无显著差异。3个树龄苹果树木质部水δD值随采样时间和苹果树龄的不同而变化。(3)3个树龄苹果树不同生育期土壤水分利用策略存在较大差异,10龄苹果树主要水分来源在整个生长季节不断转换,开花坐果期主要吸收中层(40 160cm)和深层(160 300cm)土壤水,利用比例分别为42.5%和46.4%;果实膨大期水分来源主要以深层(160 300cm)土壤水为主,占总水分的66.3%;着色成熟期转而主要利用浅层(0 40cm)土壤水,比例为57.9%。15龄苹果树在开花坐果期和果实膨大期主要吸收利用中层(40 160cm)土壤水,利用比例分别为74.2%和70.2%;着色成熟期59.3%的水分来源于浅层(0 40cm)土壤水。22龄苹果树在整个生育期内水分来源均以浅层(0 40cm)和中层(40 160cm)土壤水为主,不同生育期利用比例有所波动。(4)人工D同位素标记方法可以增加深层土壤中D同位素丰度,通过苹果树木质部样品中D同位素的测定,为苹果树根系吸收利用深层土壤水分提供直接证据。开花坐果期和着色成熟期3个树龄标记苹果树木质部样品中人工标记物的存在,表明该时期苹果树可以吸收利用一定比例4m土层的深层土壤水,这可能是由于深层土壤可以为其提供相对稳定的水源。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S661.1
【部分图文】：

技术路线图,天然同位素,土壤水分监测,土壤水分利用

第一章绪论探明黄土丘陵区盛果期苹果树对深层土壤水分的利用情况显得尤为重要还需要进一步研究。技术路线图黄土丘陵区盛果期苹果园10 龄 15 龄 22 龄土壤水分监测天然同位素试验标记同位素试验剖面土壤水分土壤水分利用深层( 4m )土壤

示意图,示意图,孔洞,同位素丰度

第二章研究内容和方法引流管插入孔洞，下方保留 15 cm 空隙用于接纳标记液防止表层土壤落入污染标记液。然后将事先配比好的 D 0000‰）150 ml 小心倒入孔洞中。标记试验完成后取出防止雨水进入。由于土壤中的水分运移和根系吸水，可）同位素丰度降低，因此于 2016 年 7 月 26 日在原有样150 ml）。

自动气象站,土壤水

图 2 2 自动气象站Fig.2 2 Automatic weather stationMixSIR 1.0.4）分析确定植物的吸水同位素特征值及同位素数据的不确定准确，在量化水源上更具优势（吕婷等5a，2015b）。埋藏较深，远大于植物根系分布深度不同土层的土壤水分作为不同树龄苹型计算，我们根据不同深度土层土水划分为浅层（0 40 cm）土壤水、 300 cm）土壤水 3 个水分来源，采用算。水源划分依据如下：（1）浅层（值受降水入渗和地表强烈蒸发的影响壤水。中层土壤水 D 同位素值呈现

【参考文献】