草炭保水保肥特性与葡萄根区不同施用模式效应的研究

论文题目: 草炭保水保肥特性与葡萄根区不同施用模式效应的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 果树学

作者: 秦玲

导师: 李嘉瑞,魏钦平

关键词: 葡萄,草炭,根区,保水保肥,局部改良,混合改良

文献来源: 西北农林科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 世界人口与粮食、资源与环境的矛盾日趋尖锐,提高水肥利用效率已成为我国农业可持续发展中亟待解决的重要科研课题,对果树根区环境和果园土壤的改良历来就是园艺工作者的研究重点。研究表明,根土系统中只对部分根区进行适当灌水施肥即可满足植物生长所需,“营养中心理论”、“局部性”、“就近供应”等是系统发育中形成的规律,充分利用这些规律使果树根区肥水集中供应,这对解决我国大部分果园“旱”、“薄”矛盾和当前果业可持续发展具有重要意义。草炭不仅能够软化土壤,提高土壤通透性,而且作为一种天然养分载体,还具有优良的保水保肥特性。中国草炭资源丰富,价格低廉,国外关于草炭研究已有很多报道,但关于中国草炭水物理特性的研究尚属空白;对其保肥特性的研究也只限于定性的论述;在草炭改土的研究中,大多是将草炭和土壤混合,但这种使用方法用量大,成本高。部分研究表明,集中利用草炭可大大提高草炭的利用效率,但关于这方面研究缺乏系统报道。因此,研究草炭保水持水、保肥供肥特性及节约化施用方式,对其在园艺和环保上的广泛应用具有重要意义。本试验从土壤物理化学角度,系统深入地研究草炭与砂土、壤土的保水、保肥供肥特征。同时,将草炭集中利用对葡萄根系生存环境进行局部改良,调节与利用果树营养的“营养中心理论”、“局部性”等,系统全面研究了草炭不同施加模式(局部改良和混合改良)的保水保肥特性及对葡萄生长的影响等,取得如下一些主要结论: 1.　系统比较研究了草炭、砂土和壤土3 种不同质地土壤的水分特征曲线,得到了3 种质地土壤的拟合关系式。在此基础上选用草炭对砂土进行改良,进一步探讨了草炭、砂土、草炭-砂土混合基质水物理特性。　在同等压力条件下,草炭的含水量显著高于砂土、壤土。用van　Genuchte 模型和Zhang—van　Genuchten 模型都可较好描述3 种土壤的水分特征曲线,Brooks-Corey 模型可以很好的描述沙质和壤质土壤,但描述草炭的水分特征曲线较差。用腐质化程度低的高位草炭改良砂土,孔隙度、田间持水量、饱和含水量显著增加,基质保水能力提高;干旱处理过程中体积收缩程度也随基质中草炭含量的增加而增大。灌溉频率对基质蒸发量和水势也有显著影响,随着灌溉频率的增加,基质中草炭含量越高,表面蒸发越快。用较低的灌溉频率,纯草炭仍能保持更多的水分,为植物提供更多的有效水。　2.　以草炭、壤土、砂土、壤土-草炭、砂土-草炭的钙饱和土为样品,研究了恒温条件下氮磷钾的吸附特征,筛选出了最佳模型拟合吸附等温线和吸附、解吸动力学曲线。　草炭对氮、磷的保肥能力显著,对钾的保肥能力不显著;Freundlich 与Temkin 模

论文目录:

摘 要

第一章 文献综述

1.1 问题的提出

1.1.1 水是一种珍贵和有限的资源

1.1.2 提高肥料利用率减少对环境污染

1.2 我国果树需水规律和季节性降雨的矛盾

1.2.1 降水量分布特征及变化规律

1.2.2 雨水资源利用现状

1.2.3 果树的需水规律

1.2.4 果树需水与降水的耦合分析

1.3 果树需肥特点、施肥方法及需肥量计算

1.3.1 果树需肥特点

1.3.2 施肥方法

1.3.3 施肥量计算(理论施肥量计算)

1.4 水肥根区局部供应研究进展

1.4.1 局部灌溉技术

1.4.1.1 局部灌溉定义

1.4.1.2 滴灌

1.4.1.3 果园渗灌法

1.4.1.4 穴灌

1.4.1.5 果园灌水及节水技术的发展趋势

1.4.2 养分局部供应技术

1.4.2.1 土壤养分分布异质性的原因

1.4.2.2 土壤养分局部供应试验研究方法

1.4.2.3 植物对局部养分供应的反应

1.4.2.4 局部供肥影响植株生长的机制

1.5 草炭保水保肥特性及其在园艺栽培中的应用

1.5.1 草炭主要特性

1.5.1.1 草炭的营养成分

1.5.1.2 草炭保水特性

1.5.1.3 草炭的保肥特性

1.5.1.4 草炭的生物活性

1.5.2 草炭在园艺植物上的应用

1.5.2.1 草炭产品开发概况

1.5.2.2 在园艺植物中的应用

1.6 果园保水保肥技术的实践和应用

1.6.1 果园覆盖技术

1.6.2 果园发展径流农业(雨育果园)

1.6.3 滴灌施肥技术

1.6.4 果树根区贮养穴和蓄水坑

1.7 本试验研究目的和意义

第二章 草炭保水特性研究

2.1 材料和方法

2.1.1 试验材料

2.1.2 试验设计及测定方法

2.1.2.1 草炭与不同质地土壤水分特征曲线模型比较

2.1.2.2 草炭对砂质土壤保水特性的研究

2.2 结果与分析

2.2.1 草炭与不同质地土壤水分特征曲线模型比较研究

2.2.1.1 理论模型

2.2.1.2 不同模型对 3 种质地土壤水分特征曲线的拟合

2.2.2 草炭对砂质土壤保水特性的研究

2.2.2.1 草炭含量对砂质土壤容重、孔隙度和水分常数的影响

2.2.2.2 草炭含量对水分特征曲线的影响

2.2.2.3 草炭含量和土壤水吸力、土壤含水率的关系

2.2.2.4 灌溉频率对不同生长基质蒸发量和水势的影响

2.3 讨论

2.3.1 关于水分特征曲线

2.3.2 关于草炭改良砂土研究

2.3.2.1 草炭载体和草炭-砂土混合基质的水分常数和土壤水分特征曲线

2.3.2.2 不同的灌溉频率对基质蒸发和水势的影响

第三章 草炭对不同质地土壤保肥供肥特性的影响

3.1 材料与方法

3.1.1 样品制备

3.1.2 肥料吸附试验

3.1.3 肥料动力学试验

3.2 吸附模型的选择和建立

3.2.1 离子吸附等温线

3.2.2.1 Langmuir 模型

3.2.2.2 Freundlich 方程

3.2.2.3 Temkin 方程

3.2.2.4 其他模型

3.2.2 吸附解吸动力学模型

3.2.2.1 Elovich 方程

3.2.2.2 双常数方程

3.2.2.3 抛物线扩散方程

3.2.2.4 一级反应方程

3.3 结果与分析

3.3.1 离子吸附特征

3.3.1.1 铵的吸附特征

3.3.1.2 磷的吸附特征

3.3.1.3 钾离子的吸附特征

3.3.2 吸附等温线拟合

3.3.2.1 铵离子吸附等温线

3.3.2.2 磷吸附等温线

3.3.2.3 钾离子吸附等温线

3.3.3 离子吸附动力学

3.3.3.1 铵吸附动力学

3.3.3.2 铵离子解吸动力学

3.3.3.3 磷解吸动力学

3.4 讨 论

第四章 草炭混合改土条件下对葡萄生长的影响

4.1 材料和方法

4.1.1 实验材料

4.1.2 试验设计

4.1.3 测定方法

4.2 结果与分析

4.2.1 混合改土条件下葡萄新梢生长模型

4.2.1.1 数据收集、处理和数学模型的建立

4.2.1.2 不同质地土壤改良葡萄生长模型的建立和拟合

4.2.1.3 苗木各生长时期的划分及生长特点

4.2.2 草炭含量、葡萄新梢生长和土壤物理性质灰色关联分析

4.2.2.1 草炭含量与土壤物理性状灰色关联分析

4.2.2.2 葡萄苗高和直径与土壤物理因素灰色关联分析

4.2.3 葡萄根-土关系的通径分析及最佳理化性状的确定

4.2.3.1 不同改土模式对根质量密度的影响

4.2.3.2 葡萄根-土关系的通径分析

4.2.3.3 土壤理化性状对根系密度回归方程的建立

4.2.3.4 草炭最佳体积的确定

4.3 讨论

4.3.1 关于葡萄生长与土壤物理性质的灰色关联度分析

4.3.2 关于草炭改土后根土关系的通径分析

第五章 草炭局部处理根区对葡萄生长的影响

5.1 材料与方法

5.1.1 实验材料

5.1.2 试验设计

5.1.2.1 根区局部处理对葡萄生长的影响

5.1.2.2 局部处理条件下葡萄对水分的响应

5.1.2.3 局部处理条件下葡萄对 N(尿素)的响应

5.1.3 分析测定方法

5.2 结果与分析

5.2.1 根区局部处理对葡萄生长的影响

5.2.1.1 对土壤水分的影响

5.2.1.2 对根系生长的影响

5.2.1.3 对地上部生长的影响

5.2.2 局部处理条件下葡萄对水分的响应

5.2.2.1 地上部对不同土壤水分的响应

5.2.2.2 葡萄根系对水分的响应

5.2.3 局部处理条件下葡萄对 N 素(尿素)的响应

5.2.3.1 对葡萄生物量的影响

5.2.3.2 根系活力的变化

5.2.3.3 叶绿素含量的变化

5.3 讨论

5.3.1 关于草炭改土效应研究

5.3.2 关于果树根区处理研究

5.3.3 关于局部改土条件下对水分的响应

5.3.4 关于草炭局部改土条件下对肥料的响应

5.3.5 关于营养(水、肥、气)异质性研究

第六章 草炭不同改土模式保水保肥特性及对葡萄生长的影响

6.1 材料和方法

6.1.1 试验材料

6.1.2 试验设计

6.1.3 测定方法

6.2 结果与分析

6.2.1 不同土壤质地和改土模式的保水保肥效应

6.2.1.1 对土壤物理性质的影响

6.2.1.2 对土面蒸发量的影响

6.2.1.3 不同质地土壤改良的保肥效应

6.2.2 不同土壤质地和改土模式对葡萄地上部生长的影响

6.2.2.1 对葡萄地上部生长的影响

6.2.2.2 对葡萄生物量的影响

6.2.2.3 对葡萄光合、蒸腾、气孔导度、叶绿素含量的影响

6.2.2.4 肥料利用效率的研究

6.2.2.5 水分利用率的研究

6.2.3 不同改土模式对葡萄根系生长的影响

6.2.3.1 根形态

6.2.3.2 对葡萄根系分布和生物量的影响

6.2.3.3 对冠根比的影响

6.2.3.4 对根系活力的影响

6.2.3.5 对根激素的影响

6.3 讨论

6.3.1 关于草炭提高水肥利用率的研究

6.3.2 关于不同改土模式对葡萄生长的影响

结论

致谢

作者简介

发布时间: 2005-12-22

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