黄土高原林冠修剪对山地苹果耗水与生产的调控及模拟
发布时间：2021-06-14 00:01
黄土高原苹果产量占全球的27%,尤其是山地苹果因其品质好口感佳,成为农民脱贫致富和全面建成小康社会的支柱产业。但是该区干旱缺水且超过80%的苹果园为雨养管理,水分供需矛盾突出,影响苹果园的高质量发展。修剪是一种重要的生产力和水分调控措施,但是林冠修剪如何影响果园蒸腾和土壤水分等关键生态水文过程的研究较为薄弱。本文采用了果树液流高频连续监测、剖面土壤水分和土壤蒸发定位监测、物理过程模拟等方法,以山地苹果为对象,研究不同夏季修剪强度（无修剪对照;轻度修剪SP-I:去除10%的侧枝长度;中度修剪SP-II:去除25%的侧枝长度;重度修剪SP-III:去除40%的侧枝长度）,对山地苹果树蒸散和剖面土壤水分动态变化及果树生长、产量和水分利用效率的影响,寻求适宜的修剪措施,为黄土高原苹果田间水分管理和果业高质量发展提供科技支撑。主要取得如下研究发现:（1）苹果树液流晴天日变化主要呈现“单峰”曲线形式,多云天气下太阳辐射等气象因子波动较大,液流呈现出“多峰”的变化特征。林冠修剪明显地改变了日蒸腾的大小,重度修剪（SP-III）处理的峰值较对照相比降低了约40%;MAESPA模型较好地捕捉了不同修剪强...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区地理位置图
10采用PVC管制作，在每株树下相同位置布置。为了便于测量及不破坏微型蒸渗仪周围土体，采用内径为11.5cm的镀锌柱状铁皮进行包裹固定。为保证土壤相对一致，土壤取自试验地周边原状土壤，微型蒸渗仪底部采用高密度纱网进行封底；为保证测量的精度，每隔7d更换一次内部土壤，降水后则立即更换土壤。每天日落时（18：00），使用精度为0.1g的电子天平对微型蒸渗仪进行称重，通过两次称重的差值计算当天蒸发的重量，然后根据底面积进行换算得到当天的土壤蒸发量。公式如下所示：=10×（）(2-4)E为土壤蒸发量（mmd-1）；ΔW为24小时称重的土壤质量差（g）；ρ为水的密度（gcm-3）；D为微型蒸渗仪的内径（cm）；10为换算系数图2-2土壤微型蒸渗仪图Fig.2-2Thepictureofmicro-lysimeter（5）叶面积指数使用美国LI-COR公司生产的LAI-2200C冠层分析仪进行测量，每次测量时，选择晴朗无云的傍晚或阴天，为避免过强的太阳辐射和相邻果树之间的影响，选择90°遮盖帽。测量时，先将探头放置于冠层上方，记录背景值A值，保持探头水平，按下测定按钮，听到两声蜂鸣后将探头放入树冠下部，探杆水平紧贴树干读取B值，按下测定按钮，听到两声蜂鸣声后完成一次测量，沿着树干绕树一周共测量5次，包含树的各个方向。重复测量5次，测量频率为2周一次。（6）植被光合作用测定采用Li-6400XT便携式光合测量系统，在试验期果实膨大期8月份选择一晴朗无云的天气利用Li-6400XT便携式光合测定系统（美国,LI-COR公司制造）测定净
12图2-3小型自动气象站Fig.2-3Automaticweatherstationatstudyarea2.4MAESPA模型MAESPA模型是一个基于植物生理过程的冠层尺度光合蒸腾模型，模型采用FORTRAN语言编写，各参数在相应输入文本中直接输入，经程序运行得到输出结果。由于MAESPA模型能对冠层进行细致化的描述，利用冠型、冠幅，冠层中叶面积分布等定量指标定义冠层，且在时间序列上能定义不同时间各冠幅、叶面积的变化，因此，MAESPA模型可以对果树修剪进行模拟。MAESPA模型共有控制模块、气象模块、冠层结构模块、植被生理模块等。模型对冠层蒸腾的模拟主要由光合—蒸腾、冠层辐射截获2个子模型组成，气象、冠层结构等模块的参数通过影响各网格点内的冠层辐射截获模型等来影响蒸腾-光合子模型。冠层辐射截获模型是通过对树冠的位置、形状和大小定义冠层整体结构，在每个树冠分层的基础上，通过划分网格点来定义冠层结构，从而计算不同网格点内的辐射截获。光合—蒸腾子模型采用Farquhar光合模型在冠层的每个格点内分别对光合辐射进行模拟，表达式如下所示：(2-5)(1)icCMAXiicOCAVOCKKΓ=++(2-6)min(,)ncjdA=AAR
【参考文献】：
期刊论文
[1]二元覆盖对苹果树低耗水生育期土壤水分的影响[J]. 贾如浩,杨建利,赵西宁,高晓东,宋小林,张伟. 应用生态学报. 2019(12)
[2]夏剪强度对温室葡萄果实品质的影响[J]. 尹鸿飞,梁银丽,朱帅蒙,安小娟. 水土保持学报. 2019(02)
[3]全有机营养肥水耦合对番茄品质、产量及水分利用效率的影响[J]. 张钧恒,马乐乐,李建明. 中国农业科学. 2018(14)
[4]北方土石山区典型树种耗水特征及环境影响因子[J]. 贾国栋,陈立欣,李瀚之,刘自强,余新晓. 生态学报. 2018(10)
[5]交替沟灌玉米灌浆期茎流影响因子敏感性分析与模型适用性研究[J]. 杜斌,胡笑涛,王文娥,马黎华,周始威. 中国农业科学. 2018(02)
[6]喀斯特出露基岩生境两种典型乔木的树干液流特征[J]. 张慧玲,丁亚丽,陈洪松,王克林,聂云鹏. 应用生态学报. 2017(08)
[7]黄土丘陵区深层干化土壤中节水型修剪枣树生长及耗水[J]. 张文飞,汪星,汪有科,张敬晓,惠倩. 农业工程学报. 2017(07)
[8]修剪强度对锥栗叶片生理及产量的影响[J]. 王刚,袁德义,邹锋,熊欢,朱周俊,刘智强,欧阳芬. 植物生理学报. 2017(02)
[9]大兴安岭地区落叶松用材林不同抚育间伐强度经营效果评价[J]. 朱玉杰,董希斌. 林业科学. 2016(12)
[10]陇东旱塬苹果根系分布规律及生理特性对地表覆盖的响应[J]. 孙文泰,马明,董铁,刘兴禄,赵明新,尹晓宁,牛军强. 应用生态学报. 2016(10)
硕士论文
[1]黄土丘陵区盛果期苹果树土壤水分利用来源研究[D]. 王绍飞.西北农林科技大学 2018
本文编号：3228622
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区地理位置图
10采用PVC管制作，在每株树下相同位置布置。为了便于测量及不破坏微型蒸渗仪周围土体，采用内径为11.5cm的镀锌柱状铁皮进行包裹固定。为保证土壤相对一致，土壤取自试验地周边原状土壤，微型蒸渗仪底部采用高密度纱网进行封底；为保证测量的精度，每隔7d更换一次内部土壤，降水后则立即更换土壤。每天日落时（18：00），使用精度为0.1g的电子天平对微型蒸渗仪进行称重，通过两次称重的差值计算当天蒸发的重量，然后根据底面积进行换算得到当天的土壤蒸发量。公式如下所示：=10×（）(2-4)E为土壤蒸发量（mmd-1）；ΔW为24小时称重的土壤质量差（g）；ρ为水的密度（gcm-3）；D为微型蒸渗仪的内径（cm）；10为换算系数图2-2土壤微型蒸渗仪图Fig.2-2Thepictureofmicro-lysimeter（5）叶面积指数使用美国LI-COR公司生产的LAI-2200C冠层分析仪进行测量，每次测量时，选择晴朗无云的傍晚或阴天，为避免过强的太阳辐射和相邻果树之间的影响，选择90°遮盖帽。测量时，先将探头放置于冠层上方，记录背景值A值，保持探头水平，按下测定按钮，听到两声蜂鸣后将探头放入树冠下部，探杆水平紧贴树干读取B值，按下测定按钮，听到两声蜂鸣声后完成一次测量，沿着树干绕树一周共测量5次，包含树的各个方向。重复测量5次，测量频率为2周一次。（6）植被光合作用测定采用Li-6400XT便携式光合测量系统，在试验期果实膨大期8月份选择一晴朗无云的天气利用Li-6400XT便携式光合测定系统（美国,LI-COR公司制造）测定净
12图2-3小型自动气象站Fig.2-3Automaticweatherstationatstudyarea2.4MAESPA模型MAESPA模型是一个基于植物生理过程的冠层尺度光合蒸腾模型，模型采用FORTRAN语言编写，各参数在相应输入文本中直接输入，经程序运行得到输出结果。由于MAESPA模型能对冠层进行细致化的描述，利用冠型、冠幅，冠层中叶面积分布等定量指标定义冠层，且在时间序列上能定义不同时间各冠幅、叶面积的变化，因此，MAESPA模型可以对果树修剪进行模拟。MAESPA模型共有控制模块、气象模块、冠层结构模块、植被生理模块等。模型对冠层蒸腾的模拟主要由光合—蒸腾、冠层辐射截获2个子模型组成，气象、冠层结构等模块的参数通过影响各网格点内的冠层辐射截获模型等来影响蒸腾-光合子模型。冠层辐射截获模型是通过对树冠的位置、形状和大小定义冠层整体结构，在每个树冠分层的基础上，通过划分网格点来定义冠层结构，从而计算不同网格点内的辐射截获。光合—蒸腾子模型采用Farquhar光合模型在冠层的每个格点内分别对光合辐射进行模拟，表达式如下所示：(2-5)(1)icCMAXiicOCAVOCKKΓ=++(2-6)min(,)ncjdA=AAR
【参考文献】：
期刊论文
[1]二元覆盖对苹果树低耗水生育期土壤水分的影响[J]. 贾如浩,杨建利,赵西宁,高晓东,宋小林,张伟. 应用生态学报. 2019(12)
[2]夏剪强度对温室葡萄果实品质的影响[J]. 尹鸿飞,梁银丽,朱帅蒙,安小娟. 水土保持学报. 2019(02)
[3]全有机营养肥水耦合对番茄品质、产量及水分利用效率的影响[J]. 张钧恒,马乐乐,李建明. 中国农业科学. 2018(14)
[4]北方土石山区典型树种耗水特征及环境影响因子[J]. 贾国栋,陈立欣,李瀚之,刘自强,余新晓. 生态学报. 2018(10)
[5]交替沟灌玉米灌浆期茎流影响因子敏感性分析与模型适用性研究[J]. 杜斌,胡笑涛,王文娥,马黎华,周始威. 中国农业科学. 2018(02)
[6]喀斯特出露基岩生境两种典型乔木的树干液流特征[J]. 张慧玲,丁亚丽,陈洪松,王克林,聂云鹏. 应用生态学报. 2017(08)
[7]黄土丘陵区深层干化土壤中节水型修剪枣树生长及耗水[J]. 张文飞,汪星,汪有科,张敬晓,惠倩. 农业工程学报. 2017(07)
[8]修剪强度对锥栗叶片生理及产量的影响[J]. 王刚,袁德义,邹锋,熊欢,朱周俊,刘智强,欧阳芬. 植物生理学报. 2017(02)
[9]大兴安岭地区落叶松用材林不同抚育间伐强度经营效果评价[J]. 朱玉杰,董希斌. 林业科学. 2016(12)
[10]陇东旱塬苹果根系分布规律及生理特性对地表覆盖的响应[J]. 孙文泰,马明,董铁,刘兴禄,赵明新,尹晓宁,牛军强. 应用生态学报. 2016(10)
硕士论文
[1]黄土丘陵区盛果期苹果树土壤水分利用来源研究[D]. 王绍飞.西北农林科技大学 2018
本文编号：3228622
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