黄土高原涌泉根灌土壤水氮运移特性与苹果树水氮耦合效应研究
发布时间：2021-04-29 03:37
黄土高原是我国苹果的主产区之一,水分和氮肥在苹果树的生理生长和产量等方面均发挥着重要作用。通过大田试验,研究不同肥液浓度涌泉根灌自由入渗和双点源交汇入渗土壤水氮运移的特性,研究灌水器埋深对双点源入渗土壤水氮运移特性的影响,并以黄土高原陕北山地苹果树为研究对象,研究水氮耦合对苹果树生理生长、产量、净效益以及水分利用效率（WUE）和氮肥偏生产力（NPFP）的影响,在此基础上对苹果树的水氮耦合效应进行综合评价。主要研究成果如下:（1）肥液浓度对涌泉根灌单点源入渗以及双点源交汇入渗土壤水氮运移特性均有明显影响。累计入渗量与入渗历时符合Kostiakov模型,肥液浓度对土壤累计入渗量和入渗率均有明显的促进作用,并使土壤入渗迅速达到稳定。肥液浓度能明显促进湿润锋运移,湿润锋运移距离与入渗历时之间呈幂函数关系;肥液浓度越高,双点源入渗就越早交汇,肥液浓度与交汇时间之间呈幂函数关系。肥液明显提高了土壤含水率,与自由入渗相比,交汇面处土壤含水率明显提高;再分布期间,含水率峰值逐渐下移,分布也趋于均匀。灌水结束时,铵态氮主要分布在灌水器附近,肥液浓度越大,铵态氮的浓度也越高,肥液对铵态氮的分布范围有明显的...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 涌泉根灌研究
1.2.2 土壤水氮运移特性研究
1.2.3 土壤水氮运移模拟研究
1.2.4 水氮耦合对作物生理生长的影响
1.2.5 水氮耦合对作物产量及水氮利用效率的影响
1.3 存在问题
1.4 主要研究内容与技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
2 试验方案及模型参数确定
2.1 试验区概况
2.2 大田入渗试验方案及观测指标
2.2.1 大田入渗试验方案
2.2.2 大田入渗试验观测指标
2.3 大田苹果树水氮耦合试验方案及观测指标
2.3.1 大田苹果树水氮耦合试验方案
2.3.2 大田苹果树水氮耦合试验观测指标
2.4 模型相关参数测定
2.5 数据处理
3 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤水氮运移特性的影响
3.1 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤入渗能力的影响
3.2 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤湿润锋运移的影响
3.3 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤含水率分布的影响
3.4 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤氮素运移特性的影响
3.4.1 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤铵态氮运移特性的影响
3.4.2 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤硝态氮运移特性的影响
3.5 本章小结
4 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤水氮运移特性的影响
4.1 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇土壤入渗能力的影响
4.2 肥液浓度对涌泉根灌双点源入渗交汇时间的影响
4.3 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤湿润锋运移的影响
4.4 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤水分运移特性的影响
4.5 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤氮素运移特性的影响
4.5.1 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤铵态氮运移特性的影响
4.5.2 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤硝态氮运移特性的影响
4.6 本章小结
5 灌水器埋深对涌泉根灌双点源入渗土壤水氮运移特性的影响
5.1 灌水器埋深对涌泉根灌双点源入渗土壤入渗能力的影响
5.2 灌水器埋深对涌泉根灌双点源入渗交汇时间的影响
5.3 灌水器埋深对涌泉根灌双点源入渗土壤湿润锋运移的影响
5.3.1 灌水器埋深对灌水器外侧湿润锋运移的影响
5.3.2 灌水器埋深对灌水器内侧交汇面处土壤湿润锋运移的影响
5.4 灌水器埋深对土壤水分运移特性的影响
5.4.1 灌水器埋深对灌水器外侧土壤含水率分布特性的影响
5.4.2 灌水器埋深对灌水器内侧土壤含水率分布特性的影响
5.5 灌水器埋深对土壤氮素运移的影响
5.5.1 灌水器埋深对灌水器外侧土壤铵态氮运移的影响
5.5.2 灌水器埋深对灌水器内侧土壤铵态氮运移的影响
5.6 灌水器埋深对土壤硝态氮运移的影响
5.6.1 灌水器埋深对灌水器外侧土壤硝态氮运移的影响
5.6.2 灌水器埋深对灌水器内侧土壤硝态氮运移的影响
5.7 本章小结
6 涌泉根灌肥液入渗水氮运移模拟研究
6.1 数值模拟控制体
6.2 水氮运移模型理论基础
6.2.1 土壤水氮运移理论基础
6.2.2 溶质迁移理论
6.3 模型建立
6.4 模型参数确定
6.4.1 水分相关参数
6.4.2 土壤溶质运移参数
6.5 模型验证
6.5.1 土壤水分运移模拟参数率定
6.5.2 土壤水分运移模拟及验证
6.5.3 土壤中铵态氮运移模拟及验证
6.5.4 土壤中硝态氮运移模拟及验证
6.6 本章小结
7 涌泉根灌水氮耦合对苹果树生长发育的影响
7.1 试验区降雨量及日平均气温
7.2 苹果树物候期内灌水量分析
7.3 苹果树物候期内土壤水分分析
7.4 水氮耦合对苹果树新梢生长的影响
7.4.1 水氮耦合对苹果树新梢长度的影响
7.4.2 水氮耦合对苹果树新梢直径的影响
7.5 水氮耦合对苹果树叶面积指数(LAI)的影响
7.6 水氮耦合对苹果树单果体积(SFV)的影响
7.7 本章小结
8 涌泉根灌水氮耦合对苹果产量及水氮利用的影响特征
8.1 苹果树耗水量特征
8.2 涌泉根灌水氮耦合对苹果产量的影响
8.3 涌泉根灌水氮耦合对苹果树净效益的影响
8.4 涌泉根灌水氮耦合对苹果树水氮利用的影响
8.4.1 涌泉根灌水氮耦合对苹果树水分利用效率(WUE)的影响
8.4.2 涌泉根灌水氮耦合对苹果树氮肥偏生产力(NPFP)的影响
8.5 涌泉根灌水氮耦合效应
8.6 本章小结
9 涌泉根灌苹果树水氮耦合效应综合评价
9.1 评价方法与原理
9.1.1 各评价指标权重
9.1.2 加权灰色关联法
9.1.3 模糊评价法
9.1.4 极大似然法
9.2 结果与分析
9.2.1 各评价指标权重
9.2.2 加权灰色关联法
9.2.3 模糊评判法
9.2.4 极大似然法
9.3 本章小结
10 结论与建议
10.1 结论
10.2 创新点
10.3 建议
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hydrus-3D模型的再生水涌泉根灌模拟及布置参数预测[J]. 樊向阳,费良军,代智光,景若瑶,胡超,李松旌,刘源. 水土保持学报. 2019(04)
[2]涌泉根灌下灌水器埋深对水氮运移特性影响的研究[J]. 何振嘉. 中国农村水利水电. 2019(06)
[3]绿豆单株产量与主要农艺性状的灰色关联度分析[J]. 王官,刘璋,薛丁丁,张伟,王艳娟,王磊,高翔,阎昊. 中国农学通报. 2019(08)
[4]滴灌施肥条件下土壤水氮运移数值模拟[J]. 黎会仙,王文娥,胡笑涛. 干旱地区农业研究. 2019(02)
[5]容重对红壤条件下涌泉根灌水分入渗能力影响[J]. 刘风华,代智光,费良军. 水土保持学报. 2019(01)
[6]水肥耦合对温室葡萄产量和水肥利用的影响[J]. 张兴国,胡笑涛,冉辉,杜斌,郝哲,弓俊武. 中国农村水利水电. 2019(01)
[7]水氮耦合对膜下滴灌玉米产量和水氮利用的影响[J]. 尚文彬,张忠学,郑恩楠,刘明. 灌溉排水学报. 2019(01)
[8]涌泉根灌湿润体水氮运移特性试验研究[J]. 何振嘉,傅渝亮. 排灌机械工程学报. 2019(01)
[9]涌泉根灌不同浓度肥液入渗特性及土壤湿润体模型研究[J]. 何振嘉,傅渝亮,王博,费良军. 农业工程学报. 2018(24)
[10]覆盖方式对涌泉根灌枣树土壤水热效应及产量的影响[J]. 何振嘉. 中国农业科技导报. 2018(12)
博士论文
[1]波涌畦灌层状土间歇入渗模型及地下水影响的肥液间歇入渗氮素运移特性[D]. 傅渝亮.西安理工大学 2018
[2]设施条件下膜孔灌水氮运移特性试验和数值模拟[D]. 胡浩云.武汉大学 2012
[3]膜孔灌土壤氮素运移转化特性试验与数值模拟研究[D]. 脱云飞.西安理工大学 2009
硕士论文
[1]浑水膜孔灌自由入渗氮素运移转化与水肥耦合特性及影响因素研究[D]. 刘乐.西安理工大学 2019
[2]陕北黄土丘陵沟壑区涌泉根灌苹果树耗水特征与灌溉制度研究[D]. 曾健.西安理工大学 2018
[3]气候因素对黄土高原区苹果生产技术效率的影响研究[D]. 于林霞.西北农林科技大学 2018
[4]温室水肥气热耦合对西瓜生长、光合、产量和品质的影响研究[D]. 欧阳赞.宁夏大学 2018
[5]涌泉根灌土壤水氮运移特性及其影响因素研究[D]. 刘显.西安理工大学 2017
[6]陕北山地枣树涌泉根灌调亏灌溉制度与水肥耦合效应研究[D]. 王佳.西安理工大学 2017
[7]滴灌小麦水氮耦合的生理调控效应研究[D]. 冉文星.塔里木大学 2016
[8]大棚膜下滴灌水肥耦合对葡萄生长发育、产量和品质的影响[D]. 王程翰.吉林农业大学 2016
[9]不同水肥条件对小麦玉米产量及土壤养分的影响[D]. 杨玥.西北农林科技大学 2016
[10]机采棉膜下滴灌水肥一体化高效施用模式研究[D]. 李勇.中国农业科学院 2016
本文编号：3166762
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 涌泉根灌研究
1.2.2 土壤水氮运移特性研究
1.2.3 土壤水氮运移模拟研究
1.2.4 水氮耦合对作物生理生长的影响
1.2.5 水氮耦合对作物产量及水氮利用效率的影响
1.3 存在问题
1.4 主要研究内容与技术路线
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术路线
2 试验方案及模型参数确定
2.1 试验区概况
2.2 大田入渗试验方案及观测指标
2.2.1 大田入渗试验方案
2.2.2 大田入渗试验观测指标
2.3 大田苹果树水氮耦合试验方案及观测指标
2.3.1 大田苹果树水氮耦合试验方案
2.3.2 大田苹果树水氮耦合试验观测指标
2.4 模型相关参数测定
2.5 数据处理
3 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤水氮运移特性的影响
3.1 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤入渗能力的影响
3.2 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤湿润锋运移的影响
3.3 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤含水率分布的影响
3.4 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤氮素运移特性的影响
3.4.1 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤铵态氮运移特性的影响
3.4.2 肥液浓度对涌泉根灌自由入渗土壤硝态氮运移特性的影响
3.5 本章小结
4 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤水氮运移特性的影响
4.1 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇土壤入渗能力的影响
4.2 肥液浓度对涌泉根灌双点源入渗交汇时间的影响
4.3 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤湿润锋运移的影响
4.4 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤水分运移特性的影响
4.5 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤氮素运移特性的影响
4.5.1 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤铵态氮运移特性的影响
4.5.2 肥液浓度对涌泉根灌双点源交汇入渗土壤硝态氮运移特性的影响
4.6 本章小结
5 灌水器埋深对涌泉根灌双点源入渗土壤水氮运移特性的影响
5.1 灌水器埋深对涌泉根灌双点源入渗土壤入渗能力的影响
5.2 灌水器埋深对涌泉根灌双点源入渗交汇时间的影响
5.3 灌水器埋深对涌泉根灌双点源入渗土壤湿润锋运移的影响
5.3.1 灌水器埋深对灌水器外侧湿润锋运移的影响
5.3.2 灌水器埋深对灌水器内侧交汇面处土壤湿润锋运移的影响
5.4 灌水器埋深对土壤水分运移特性的影响
5.4.1 灌水器埋深对灌水器外侧土壤含水率分布特性的影响
5.4.2 灌水器埋深对灌水器内侧土壤含水率分布特性的影响
5.5 灌水器埋深对土壤氮素运移的影响
5.5.1 灌水器埋深对灌水器外侧土壤铵态氮运移的影响
5.5.2 灌水器埋深对灌水器内侧土壤铵态氮运移的影响
5.6 灌水器埋深对土壤硝态氮运移的影响
5.6.1 灌水器埋深对灌水器外侧土壤硝态氮运移的影响
5.6.2 灌水器埋深对灌水器内侧土壤硝态氮运移的影响
5.7 本章小结
6 涌泉根灌肥液入渗水氮运移模拟研究
6.1 数值模拟控制体
6.2 水氮运移模型理论基础
6.2.1 土壤水氮运移理论基础
6.2.2 溶质迁移理论
6.3 模型建立
6.4 模型参数确定
6.4.1 水分相关参数
6.4.2 土壤溶质运移参数
6.5 模型验证
6.5.1 土壤水分运移模拟参数率定
6.5.2 土壤水分运移模拟及验证
6.5.3 土壤中铵态氮运移模拟及验证
6.5.4 土壤中硝态氮运移模拟及验证
6.6 本章小结
7 涌泉根灌水氮耦合对苹果树生长发育的影响
7.1 试验区降雨量及日平均气温
7.2 苹果树物候期内灌水量分析
7.3 苹果树物候期内土壤水分分析
7.4 水氮耦合对苹果树新梢生长的影响
7.4.1 水氮耦合对苹果树新梢长度的影响
7.4.2 水氮耦合对苹果树新梢直径的影响
7.5 水氮耦合对苹果树叶面积指数(LAI)的影响
7.6 水氮耦合对苹果树单果体积(SFV)的影响
7.7 本章小结
8 涌泉根灌水氮耦合对苹果产量及水氮利用的影响特征
8.1 苹果树耗水量特征
8.2 涌泉根灌水氮耦合对苹果产量的影响
8.3 涌泉根灌水氮耦合对苹果树净效益的影响
8.4 涌泉根灌水氮耦合对苹果树水氮利用的影响
8.4.1 涌泉根灌水氮耦合对苹果树水分利用效率(WUE)的影响
8.4.2 涌泉根灌水氮耦合对苹果树氮肥偏生产力(NPFP)的影响
8.5 涌泉根灌水氮耦合效应
8.6 本章小结
9 涌泉根灌苹果树水氮耦合效应综合评价
9.1 评价方法与原理
9.1.1 各评价指标权重
9.1.2 加权灰色关联法
9.1.3 模糊评价法
9.1.4 极大似然法
9.2 结果与分析
9.2.1 各评价指标权重
9.2.2 加权灰色关联法
9.2.3 模糊评判法
9.2.4 极大似然法
9.3 本章小结
10 结论与建议
10.1 结论
10.2 创新点
10.3 建议
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hydrus-3D模型的再生水涌泉根灌模拟及布置参数预测[J]. 樊向阳,费良军,代智光,景若瑶,胡超,李松旌,刘源. 水土保持学报. 2019(04)
[2]涌泉根灌下灌水器埋深对水氮运移特性影响的研究[J]. 何振嘉. 中国农村水利水电. 2019(06)
[3]绿豆单株产量与主要农艺性状的灰色关联度分析[J]. 王官,刘璋,薛丁丁,张伟,王艳娟,王磊,高翔,阎昊. 中国农学通报. 2019(08)
[4]滴灌施肥条件下土壤水氮运移数值模拟[J]. 黎会仙,王文娥,胡笑涛. 干旱地区农业研究. 2019(02)
[5]容重对红壤条件下涌泉根灌水分入渗能力影响[J]. 刘风华,代智光,费良军. 水土保持学报. 2019(01)
[6]水肥耦合对温室葡萄产量和水肥利用的影响[J]. 张兴国,胡笑涛,冉辉,杜斌,郝哲,弓俊武. 中国农村水利水电. 2019(01)
[7]水氮耦合对膜下滴灌玉米产量和水氮利用的影响[J]. 尚文彬,张忠学,郑恩楠,刘明. 灌溉排水学报. 2019(01)
[8]涌泉根灌湿润体水氮运移特性试验研究[J]. 何振嘉,傅渝亮. 排灌机械工程学报. 2019(01)
[9]涌泉根灌不同浓度肥液入渗特性及土壤湿润体模型研究[J]. 何振嘉,傅渝亮,王博,费良军. 农业工程学报. 2018(24)
[10]覆盖方式对涌泉根灌枣树土壤水热效应及产量的影响[J]. 何振嘉. 中国农业科技导报. 2018(12)
博士论文
[1]波涌畦灌层状土间歇入渗模型及地下水影响的肥液间歇入渗氮素运移特性[D]. 傅渝亮.西安理工大学 2018
[2]设施条件下膜孔灌水氮运移特性试验和数值模拟[D]. 胡浩云.武汉大学 2012
[3]膜孔灌土壤氮素运移转化特性试验与数值模拟研究[D]. 脱云飞.西安理工大学 2009
硕士论文
[1]浑水膜孔灌自由入渗氮素运移转化与水肥耦合特性及影响因素研究[D]. 刘乐.西安理工大学 2019
[2]陕北黄土丘陵沟壑区涌泉根灌苹果树耗水特征与灌溉制度研究[D]. 曾健.西安理工大学 2018
[3]气候因素对黄土高原区苹果生产技术效率的影响研究[D]. 于林霞.西北农林科技大学 2018
[4]温室水肥气热耦合对西瓜生长、光合、产量和品质的影响研究[D]. 欧阳赞.宁夏大学 2018
[5]涌泉根灌土壤水氮运移特性及其影响因素研究[D]. 刘显.西安理工大学 2017
[6]陕北山地枣树涌泉根灌调亏灌溉制度与水肥耦合效应研究[D]. 王佳.西安理工大学 2017
[7]滴灌小麦水氮耦合的生理调控效应研究[D]. 冉文星.塔里木大学 2016
[8]大棚膜下滴灌水肥耦合对葡萄生长发育、产量和品质的影响[D]. 王程翰.吉林农业大学 2016
[9]不同水肥条件对小麦玉米产量及土壤养分的影响[D]. 杨玥.西北农林科技大学 2016
[10]机采棉膜下滴灌水肥一体化高效施用模式研究[D]. 李勇.中国农业科学院 2016
本文编号：3166762
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