埋土防寒期葡萄枝条风障对葡萄园生态环境的影响

发布时间：2017-03-31 00:11

  本文关键词：埋土防寒期葡萄枝条风障对葡萄园生态环境的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：中国90%的葡萄栽培需埋土防寒。每年6个月的埋土防寒期间,葡萄园地表裸露,气候干燥、大风等因素极易加重土壤风蚀,引发沙尘暴,破坏葡萄栽培区域的生态环境。而且传统葡萄栽培模式从冬剪到埋土所需劳动强度大、劳动密集程度高,这与目前农村劳动力的现状相矛盾。随着葡萄与葡萄酒产业的高速发展,葡萄栽培面积急剧扩大,急需有效措施来改善葡萄园土壤风蚀和劳动压力现状。本研究采用一种新型葡萄栽培模式-爬地龙栽培模式,利用该模式配套的冬剪后废弃枝条仍悬挂在铁丝上形成风障为防护措施,改善埋土防寒期葡萄园的土壤风蚀现状,而冬剪后无需立即清园降低了劳动强度和密集度。试验在宁夏永宁县以蛇龙珠和北玫葡萄为材料,以传统葡萄园埋土防寒期清园(无枝条)为对照,研究该防护措施的防风阻沙效应,及其对小气候的影响,通过调查翌年葡萄萌芽率和病虫害情况说明此措施对葡萄可能发生的影响。在本试验的观测范围内,论文结果归纳如下:1.葡萄枝条风障属于保护性耕作中的农田防护林范畴,具有改变近地表气流,降低风速的作用。本研究中,风障的透风疏透度值符合正态分布,均值0.58,属通风结构。气流在途经葡萄枝条风障时变化规律依次为:遇阻减弱、集流加速、迅速减弱、恢复和背风侧消减。枝条风障在距迎风侧边缘34 m处最大程度地降低了风速,防风效能达80.72%。从背风侧风障边缘到距离边缘34 m处,均属于相对有效防护距离以内,平均防风效能达40.94%。不同观测位置的防风效能有明显差异。风速廓线可反映风速随高度的变化特征。本研究中风速廓线符合幂函数规律,从风障背风侧边缘到旷野距边缘34 m内,风速随高度变化梯度低于风障中和风障迎风侧。地表空气动力学粗糙度Z0,可反映地表对流经其表面气流的阻挡作用,Z0越高在一定程度上说明近地面风速的降低程度越高。摩阻速度U*,表明地表风蚀起沙过程中的阻碍能力。葡萄园中不同地点Z0和U*的变化趋势均是:风障中风障背风侧风障迎风侧。风障中距离风障背风侧边缘10 m处,Z0达到最高值18.71 cm,在背风侧边缘,Z0达最低值,5.97 cm;U*在风障背风侧距风障边缘24 m处达最高值1.46 m/s,在风障迎风侧旷野48 m处,U*达最低值0.60 m/s。2.枝条风障改变了埋土防寒期葡萄园近地表的风沙流结构,对输沙量在近地表的分布影响显著,具有阻挡、沉降风沙的作用,使得距地表5~150 cm高度内总输沙量均值高于对照36.02%。埋土防寒期葡萄园输沙量沿高度分布遵循幂函数规律,且均集中在距地表高度5~40 cm。随着高度的增加,有枝条风障葡萄地与对照的输沙量趋于一致。降水导致总输沙量降低,且减小同一高度的输沙量在冬、春季的差距。风蚀物机械组成可反映土壤易损失的颗粒种类,同时反映土壤颗粒被风吹刮的运动方式。葡萄园风蚀物的机械组成粉沙占最大比例,土壤颗粒运动方式以悬移为主。同一粒径风蚀物在不同的高度总体上差异不显著,同一高度不同粒径的风蚀物有显著差异。风蚀量可反映土壤的损失量。葡萄园不同位置的风蚀量差距显著,且土壤风蚀呈现沉积和吹蚀两种现象。枝条风障对葡萄园的土壤风蚀有显著影响,风障使风中沙粒沉降,风蚀主要呈现沉积现象,同时降低吹蚀量75.85%。降水显著影响土壤风蚀,且对葡萄园的土壤风蚀呈现吹蚀或者沉积有极大的影响。3.气温是葡萄栽培气候区划,确定埋土防寒线的重要指标之一。枝条风障对埋土后葡萄园的气温影响总体上不显著,但有一定的保温作用。在试验观测记录中,气温达到最低,即-19.27℃时,有枝条风障葡萄地气温比对照高约1.1℃。在一天当中,8:30和14:00时,有枝条风障葡萄地的气温总体上高于对照。枝条风障对葡萄园空气相对湿度影响显著,但与对照的变化趋势一致。8:30时,有枝条风障葡萄地的空气相对湿度均值高于对照约2.16%,14:00时高约8.86%,而18:00时低于对照。枝条风障对土温整体影响不显著,与对照在不同土层的温度变化趋势一致。8:30时,土层5 cm处温度最低,并随着土壤深度的增加土温上升;14:00和18:00时,土层5 cm处整体温度最高,并随着土壤深度的增加土温下降。埋土防寒期,土壤水分与枝条组织含水量密切相关,对葡萄抗寒性有重要影响。枝条风障对土壤含水量总体上无显著性影响。但有枝条风障葡萄地在0~20 cm处土壤含水量变化趋势比对照平缓。埋土防寒期有明显降水时,枝条风障有一定的保水作用。有枝条风障葡萄地不同土层含水量均值高于对照约1.99%,且含水量变化趋势平缓。4.枝条风障对埋土防寒期的葡萄枝条组织含水量无显著性影响。但是,春季葡萄出土时,有枝条风障的葡萄地枝条组织含水量均值高于对照;枝条风障对葡萄的萌芽率无显著性影响;枝条风障对葡萄叶蝉和毛毡病的发病率无显著性影响,但与对照相比,叶蝉发病率降低约1.11%,毛毡病发病率降低约0.24%。
【关键词】：埋土防寒期 葡萄枝条风障 防风阻沙 小气候 葡萄
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S663.1
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 第一章 文献综述15-32
• 1.1 研究背景与依据15-17
• 1.2 土壤风蚀研究17-22
• 1.2.1 土壤风蚀的相关概念18-19
• 1.2.2 关于风蚀影响因子的研究19-20
• 1.2.3 土壤风蚀研究进展20-22
• 1.3 保护性耕作22-25
• 1.3.1 保护性耕作的概念22
• 1.3.2 保护性耕作国内外研究进展22-23
• 1.3.3 保护性耕作对生态效益的影响研究23-24
• 1.3.4 葡萄园的保护性耕作研究24-25
• 1.4 农田防护林25-30
• 1.4.1 农田防护林的概念25
• 1.4.2 农田防护林的结构类型及参数25-26
• 1.4.3 农田防护林的国内外研究概况26-27
• 1.4.4 防护林的防护效应27-28
• 1.4.5 农田防护林对小气候的影响28-29
• 1.4.6 农田防护林防护效应的影响因子29-30
• 1.4.7 农田防护林目前存在的问题30
• 1.5 葡萄园生态环境研究进展30-31
• 1.6 研究的目的与意义31-32
• 第二章 研究区基本概况与研究内容32-40
• 2.1 研究区基本概况32-38
• 2.1.1 地理位置、地貌、土壤条件与植被32-33
• 2.1.2 区域气候及风蚀气候侵蚀力33-36
• 2.1.3 宁夏的防沙治沙措施36-37
• 2.1.4 宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产业概况37-38
• 2.2 试验内容38-39
• 2.2.1 枝条风障的防风效果研究38
• 2.2.2 埋土防寒期葡萄园土壤风蚀规律的研究38
• 2.2.3 埋土防寒期枝条风障对葡萄园小气候的影响38-39
• 2.2.4 枝条风障对葡萄枝条组织含水量、萌芽率、病虫害的影响39
• 2.3 研究技术路线39-40
• 第三章 葡萄枝条风障的防风效果研究40-56
• 3.1 试验地点40-41
• 3.2 试验方法41-43
• 3.2.1 风障的林带结构41
• 3.2.2 试验仪器布置与风速的测量41-43
• 3.3 数据处理43-45
• 3.3.1 不同观测位置的风速数据处理43
• 3.3.2 风速廓线计算43
• 3.3.3 地表空气动力学粗糙度和摩阻速度的计算方法43-44
• 3.3.4 防风效能的计算44-45
• 3.4 结果与分析45-53
• 3.4.1 风障的疏透度45-46
• 3.4.2 实测 1 m高度处防护长度与风速的关系46-47
• 3.4.3 埋土防寒期葡萄园风速廓线拟合方程及曲线47-48
• 3.4.4 地表空气动力学粗糙度48-52
• 3.4.5 摩阻速度52
• 3.4.6 枝条风障的防风效能分析52-53
• 3.5 讨论53-55
• 3.5.1 葡萄枝条形成风障的特点53-54
• 3.5.2 葡萄枝条风障对风速及防风效能的影响54
• 3.5.3 埋土防寒期葡萄园中风速廓线的分析54
• 3.5.4 枝条风障对地表空气动力学粗糙度和摩阻风速的影响分析54-55
• 3.6 小结55-56
• 第四章 葡萄枝条风障对土壤风蚀的影响56-70
• 4.1 试验地土壤概况与研究方法57-61
• 4.1.1 试验地地表土壤的可风蚀性57-58
• 4.1.2 研究方法58-61
• 4.2 结果与分析61-67
• 4.2.1 葡萄园总输沙量随高度的变化特征61-62
• 4.2.2 冬、春两季葡萄园的输沙量分布特征62-64
• 4.2.3 葡萄园不同高度风蚀物的机械组成64-66
• 4.2.4 葡萄园埋土防寒期的土壤风蚀特征66-67
• 4.3 讨论67-69
• 4.3.1 葡萄枝条风障对葡萄园输沙量的影响分析67-68
• 4.3.2 不同高度风蚀物机械组成分析68-69
• 4.3.3 葡萄枝条风障对葡萄园土壤风蚀的影响分析69
• 4.4 小结69-70
• 第五章 枝条风障对埋土防寒期葡萄园小气候的影响70-83
• 5.1 试验地点70
• 5.2 研究方法70-71
• 5.2.1 土壤温度和空气温湿度的观测70
• 5.2.2 土壤含水量的测定70-71
• 5.2.3 数据处理71
• 5.3 结果与分析71-79
• 5.3.1 枝条风障对埋土防寒期葡萄园气温的影响71-72
• 5.3.2 枝条风障对埋土防寒期葡萄园空气相对湿度的影响72-73
• 5.3.3 枝条风障对埋土防寒期葡萄园土壤温度的影响73-77
• 5.3.4 枝条风障对埋土防寒期葡萄园土壤含水量的影响77-79
• 5.4 讨论79-81
• 5.4.1 枝条风障对空气温湿度的影响分析79-80
• 5.4.2 枝条风障对土壤温湿度的影响分析80-81
• 5.5 小结81-83
• 第六章 枝条风障对葡萄枝条组织含水量、萌芽率和病虫害的影响83-91
• 6.1 试验地点及试验材料83
• 6.1.1 试验地点83
• 6.1.2 试验材料83
• 6.2 试验方法83-84
• 6.2.1 葡萄枝条含水量的测量83-84
• 6.2.2 葡萄枝条萌芽率的调查84
• 6.2.3 葡萄病虫害的调查84
• 6.3 结果与分析84-89
• 6.3.1 葡萄枝条组织的总含水量84-86
• 6.3.2 葡萄枝条组织自由水和束缚水的含量86-87
• 6.3.3 翌年葡萄枝条萌芽率的调查结果87-88
• 6.3.4 葡萄病虫害的调查结果88-89
• 6.4 讨论89-90
• 6.4.1 枝条风障对枝条组织含水量的影响89-90
• 6.4.2 枝条风障对葡萄病虫害的影响90
• 6.5 小结90-91
• 第七章 主要结论、问题与展望91-93
• 7.1 主要结论91-92
• 7.1.1 葡萄枝条风障的防风阻沙效应91
• 7.1.2 葡萄枝条风障对葡萄园小气候的影响91-92
• 7.1.3 葡萄枝条风障对葡萄枝条组织含水量、萌芽率、病虫害的影响92
• 7.2 试验存在的问题92
• 7.3 展望92-93
• 参考文献93-107
• 附录107-115
• 致谢115-116
• 个人简介116

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