抗旱节水造林技术及其应用研究

论文摘要

本论文通过喷施植物生长调节剂和运用控水袋及新型滴灌技术,从两方面入手:首先通过研究植物生长调节剂“施丰乐”对苗木生长、生理的影响,探讨该植物生长调节剂在促进苗木生长、增强苗木抗旱性的应用效果和可行性,其次通过研究控水袋和新型滴灌两种抗旱节水技术,探讨苗木生长所需较适合的水分,通过微量的水分保持植物的长期存活和生长。通过这些研究为在干旱缺水条件下,有效地延缓苗木干旱胁迫,改善植物水分状况,提高苗木成活率和维持苗木生长提供理论依据。植物生长调节剂“施丰乐”处理对栓皮栎（Quercus variabilwas）的生长、水分生理特性和蒸腾耗水都有较大影响,无论是喷施还是浸根处理,均对栓皮栎的生长和生理有很大的促进作用,研究表明,处理后,地径较对照增加了11.56 %245.07 %,苗高较对照增加了58.01 %434.66 %,叶面积增加了28.52 %432.13 %,净光合速率较对照增加了2.95 %38.01 %,蒸腾速率显著降低,水分利用效率较对照增加了4.20 %23.68 %。叶绿素a、b总含量较对照增加了5.19 %23.1 %,地上部分干物质重量较对照增加了10.71 %78.27 %,地下部分干物质重量较对照增加了11.39 %40.45 %。总的来说,在生产中可根据实际情况选择较为便利的处理方式:若浸根方便,建议用10 mg/LGGR-6生根粉或20 mg/L“施丰乐”溶液浸根以培育粗壮苗,用20mg/L和40 mg/LGGR-6或20 mg/L“施丰乐”溶液浸根以培育抗旱苗;若喷施便利,建议生长初期和速生期各喷施一次20 mg/L施丰乐”溶液的方式培育苗木。控水袋技术是采用无耗能水泵原理向植物提供水分,通过控水头释放水量。研究表明,控水袋的释水量主要取决于控水头规格与土壤接触面积的大小、植物需水状况以及土壤含水量。处理50天后,刺槐、侧柏和国槐的释水总量分别为3345g、2849g和2122g,分别为正常浇水量的28.3%、23.3%和17.5%。使用控水袋的苗木水势介于干旱苗木和正常浇水的苗木之间;刺槐（Robinia pseudoacacia）、侧柏（Platycladus orientalis）和国槐（Sophora japonica）的土壤含水量分别维持在7.210.7 %、7.412.9 %和8.313.2 %,不浇水的干旱对照土壤含水量仅为3.2%4.0%,已处于严重的干旱状态;在控水袋释水中期,干旱对照苗木的净光合速率几乎降为零,经控水袋处理的苗木净光合速率在短期内也会有较大降低,但却可以维持较长的时间;在控水袋释水末期,经控水袋处理的苗木能够继续维持一定的水分,并较长时间维持气孔较小的开度,从而保证植物有一定的光合作用和蒸腾作用。总的来说,使用控水袋可以使供试苗木有效地维持体内的水分平衡,保持较好的水分状况和较高的水势,不同程度地缓解苗木的水分胁迫,维持苗木的生长。新型滴灌技术,主要是根据不同高度水位差来控制滴灌的释水量大小,从而向植物提供所需水分。比较毛白杨（Populus tomentosa）无性系（shanxi）的生长规律以及生理特性,经滴灌处理的各苗木地径、苗高和叶面积较干旱胁迫处理的苗木都有明显提高,土壤含水量和叶水势均在正常水分和干旱胁迫之间,处理A（小出水量）、处理B（中出水量）和处理C（大出水量）的土壤含水量分别为4.1 %、8.97 %和10.54 %。处理A、B和C苗木在试验末期光合速率分别为正常水分苗木的32.24%、51.7%和66%,苗木蒸腾速率分别为正常水分苗木蒸腾速率的31.78 %、53.64 %和51.53 %,水分利用效率分别是正常水分苗木的70 %、88 %和90 %。使用新型滴灌技术在试验期间各处理的出水量均维持在一定水平,处理A、B和C的出水总量分别为:8592 g、14712 g和22842 g分别为正常浇水用水量的28.64 %、49.04 %和76.14 %。且3种出水量处理对毛白杨无性系（shanxi）的生长和生理都有较好的作用,其中,处理B（中出水量）在整个试验中出水总量为14712 g（占正常浇水总量30000 g的49.04 %）,用不到正常浇水总量一半的水分,使苗木的土壤含水量保持在正常浇水的45 %左右,净光合速率维持正常情况下光合速率的51 %,水分利用效率达到正常情况下的88 %。苗木干物质总量达到了正常水分苗木的61.43 %,不仅有效地维持了苗木的生长,也达到了抗旱节水的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 干旱半干旱概述
• 1.2 水资源现状
• 1.3 抗旱造林技术研究
• 1.3.1 灌溉技术
• 1.3.1.1 渠道防渗技术
• 1.3.1.2 低压管道输水技术
• 1.3.1.3 喷灌技术
• 1.3.1.4 滴灌技术
• 1.3.1.5 渗灌技术
• 1.3.2 保水剂技术
• 1.3.2.1 保水剂国内外研究现状
• 1.3.2.2 保水剂的品种分类
• 1.3.2.3 保水剂作用原理
• 1.3.2.4 保水剂应用效果研究
• 1.3.3 固体水技术
• 1.3.4 蓄水渗膜技术
• 1.3.5 集水技术
• 1.3.6 覆膜技术
• 1.3.7 土壤结构改良
• 1.3.8 植物生长调节剂
• 1.4 研究的目的和意义
• 2 试验区概况和技术路线
• 2.1 试验区自然条件概况
• 2.2 研究的技术路线
• 3 植物生长调节剂对苗木的作用效应
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验设计与方法
• 3.2 测定内容
• 3.3 数据处理
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 植物生长调节剂对栓皮栎生长的影响
• 3.4.1.1 植物生长调节剂对地径生长的影响
• 3.4.1.2 植物生长调节剂对高生长的影响
• 3.4.1.3 植物生长调节剂对叶生长的影响
• 3.4.2 植物生长调节剂对栓皮栎光合特性及水分利用效率的影响
• 3.4.2.1 植物生长调节剂对苗木净光合速率（Pn）的影响
• 3.4.2.2 植物生长调节剂对苗木蒸腾速率（Tr）的影响
• 3.4.2.3 植物生长调节剂对苗木水分利用效率（WUE）的影响
• 3.4.3 植物生长调节剂对栓皮栎叶片叶绿素的影响
• 3.4.3.1 植物生长调节剂对叶绿素a、b 总含量的影响
• 3.4.3.2 植物生长调节剂对叶绿素a/b 比值的影响
• 3.4.4 植物生长调节剂对栓皮栎生物量的影响
• 3.4.4.1 植物生长调节剂对苗木地上部分的影响
• 3.4.4.2 植物生长调节剂对苗木地下部分的影响
• 3.4.5 小结
• 4 控水袋释水特性及其对苗木生长与生理特性的影响
• 4.1 节水新技术——控水袋及其作用原理
• 4.2 试验材料与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验设计
• 4.2.3 测定指标及方法
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 控水袋释水规律
• 4.3.1.1 控水袋释水总量
• 4.3.1.2 不同时段控水袋释水速率
• 4.3.2 影响控水袋释水速率的因素
• 4.3.2.1 大气温度和湿度
• 4.3.2.2 控水头规格大小
• 4.3.2.3 土壤含水量
• 4.3.2.4 苗木蒸腾耗水
• 4.3.3 控水袋对苗木生长的影响
• 4.3.3.1 对地径生长的影响
• 4.3.3.2 对高生长的影响
• 4.3.4 控水袋对苗木水分生理及光合特性的影响
• 4.3.4.1 苗木叶水势
• 4.3.4.2 叶片光合作用
• 4.3.4.3 叶片蒸腾作用
• 4.3.4.4 叶片气孔导度
• 4.3.4.5 水分利用效率
• 4.3.5 小结
• 5 新型滴灌技术在苗木培育中的应用
• 5.1 试验材料与方法
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 试验设计
• 5.1.3 测定指标与方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 新型滴灌技术的释出水规律
• 5.2.1.1 释出水连日变化
• 5.2.1.2 出水总量
• 5.2.2 新型灌溉对毛白杨无性系生长的影响
• 5.2.2.1 对地径生长的影响
• 5.2.2.2 对高生长的影响
• 5.2.2.3 对叶生长的影响
• 5.2.3 新型滴灌对毛白杨无性系土壤含水量的影响
• 5.2.4 新型滴灌对毛白杨无性系叶水势的影响
• 5.2.5 毛白杨无性系叶水势与土壤含水量的关系
• 5.2.6 新型灌溉对毛白杨无性系生理特性的影响
• 5.2.6.1 对净光合速率的影响
• 5.2.6.2 对蒸腾速率的影响
• 5.2.6.3 对气孔导度的影响
• 5.2.6.4 对水分利用效率的影响
• 5.2.6.5 对叶片保水力的影响
• 5.2.6.6 对叶绿素的影响
• 5.2.6.7 对生物量及其分配的影响
• 5.2.7 小结
• 6 结论与讨论
• 6.1 植物生长调节剂对苗木生长生理的影响
• 6.2 控水袋技术对苗木生长及生理特性的影响
• 6.3 新型滴灌技术对苗木生长及生理特性的影响
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢