榆林黄土区梨枣树生理生长对土壤水分的响应研究

论文摘要

本文通过对国内外相关研究现状及存在问题进行分析和总结,在陕北红枣节水示范基地,以小区内三年生梨枣为研究对象,监测不同土壤水势处理条件下土壤性质、枣树茎直径微变化、冠层结构、叶片生理、光合生产等梨枣树生长生理指标的变化,并结合气象要素分析梨枣树适宜的栽培气象环境,茎直径微变化的主成分气象影响因子。通过分析土壤—植物—大气连续体各界面的指标数量关系与内在联系,最后综合探讨陕北梨枣树栽培水分优化调控问题。设置四个土壤水势处理,即:T1:土壤水势控制在-41～-51kPa范围内;T2:土壤水势控制在-68～-84kPa范围内;T3:土壤水势控制在-96～-135kPa;T4:土壤水势控制在-311～果实萎蔫～-311kpa。初步得出以下结论:（1）陕北气象环境对于枣树栽培利弊共存。陕北太阳辐射值高,辐射时间长,试验期间Rs日均值为226.80wat/m2,长时间高辐射对梨枣后期果实着色、成熟度等具有重要作用。陕北昼夜温差较大,试验期间日温差日均值为13.88℃,而较大的日温差可以改善果实品质。试验区日平均降雨量1.71mm,日均参考作物腾散量6.77mm,栽培环境相对干旱,降雨集中连续,从第160天到第220天（开花坐果期到果实膨大前期）是饱和水汽压亏缺与温度较高时段。试验确定梨枣树果实膨大期与开花期为主要亏水时期,需要进行合理的人为补灌,确保梨枣树健康的生长。（2）茎直径日变化可以分为平衡型、亏缺型和增长型三种类型。平衡型茎直径日生长量（DI）为正值,亏缺型DI为负值,增长型没有明确的DI。茎直径日变化过程与气温具有负向的,与空气相对湿度具有正向的相似变化趋势,茎直径日最大值MXTD一般出现在早上8点左右,茎直径日最小值MNTD一般出现在下午3点左右。（3）通过对气象因子关于茎直径日最大收缩量（MDS）的通径分析得出,Rs、Tmd是影响MDS的主要决策变量。ET0是MDS的主要限制变量。分析认为大气蒸腾强度与辐射是影响MDS的主要因素,由于计算中误差项的直接通径系数与决策系数较高,表明除了气象因子外还有其他重要因素影响着MDS的变化。（4）枣树茎直径的日动态变化以及生育期内生长速度与土壤水分有密切的关系。高水分处理枣树茎直径微变化（MXTD与MNTD）比较稳定,数值要小于低水分处理的,茎秆由快速生长进入缓慢生长的时间要比低水分处理的迟,生长速率转折点要滞后于低水分处理的。因此,对枣树进行灌溉可以延长植株生长的周期。枣树茎直径的生长变化能很好的被Slogistic1曲线方程拟合。（5）试验得出:叶面积指数与土壤水分处理成正相关,而冠层透光率和树高与土壤水分处理成负相关。中等水分处理可以使枣树冠层透光率长期处在25%～35%适宜范围内,水分处理对枣树叶片叶绿素相对含量、气孔导度、胞间CO2浓度等特性影响较大。土壤水分高,枣树叶片叶绿素相对含量低,气孔导度大,胞间CO2浓度高,气孔限制值低。在经过复水后,叶片叶绿素相对含量有降低的趋势,但不同程度的水分胁迫复水后,叶绿素降低程度不同。适当灌溉可以提高枣树叶片净光合速率、蒸腾速率,但会降低叶片水分利用效率。通过灌溉可以显著提高枣树的初期坐果率、保果率、坐果枝条数和收获果实数,并同时增加枣树总枝条数、坐果枝平均坐果率和坐果枝率,但不显著。适当灌水可以显著提高单果重与总产量,但水分过多,枣树生长会受到水涝胁迫,单果重与总产量会有所降低。（6）梨枣树栽培适宜的灌溉土壤水势为-68-84kpa,相对田间持水量的60%65%;适宜灌溉时期为开花坐果期与果实膨大期;梨枣树水分亏缺敏感性指标为茎直径微变化（MDS、MXTD、MNTD）、气孔导度、净光合速率和蒸腾速率。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 研究综述
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 农业水资源供需紧张
• 1.1.2 精确灌溉实现农业节水
• 1.1.3 土壤——植物——大气连续体（SPAC）理论发展
• 1.1.4 水分胁迫利害研究
• 1.1.5 陕北黄土高原红枣产业规模发展
• 1.2 研究目的
• 1.2.1 获取梨枣树茎直径微变化的主要气象影响因子
• 1.2.2 分析梨枣树水分亏缺敏感性指标
• 1.2.3 确定陕北梨枣树适宜的灌溉水分范围
• 1.2.4 总结陕北梨枣树优化调控问题
• 1.3 研究意义
• 1.4 国内外研究进展
• 1.4.1 植物生长对土壤水分的响应
• 1.4.2 植物生理对土壤水分的响应
• 1.4.3 果实品质对土壤水分的响应
• 1.4.4 土壤理化性质对水分的响应
• 1.4.5 生态经济效益对土壤水分的响应
• 1.4.6 SPAC 系统对土壤水分的响应
• 1.4.7 多生态因子对树木生长的影响
• 1.4.8 果树生长模拟研究
• 1.4.9 植物生长相关阈值界定研究
• 1.5 存在的问题
• 第二章 研究内容、研究方法和试验设计
• 2.1 研究内容
• 2.1.1 水分处理下生态环境因子分析
• 2.1.2 水分处理下梨枣树茎直径微变化的日变化规律及其影响因素
• 2.1.3 水分处理下梨枣树茎直径微变化的主成分气象影响因子分析
• 2.1.4 不同水分处理对梨枣树生长生理的影响
• 2.1.5 不同水分处理对梨枣生产的影响
• 2.2 技术路线
• 2.3 试验设计
• 2.3.1 试验区概况
• 2.3.2 试验设计与方法
• 2.4 指标测定方法
• 2.4.1 植物指标
• 2.4.2 土壤指标
• 2.4.3 气象指标
• 第三章 生态环境因子分析
• 3.1 不同处理小区土壤温度变化
• 3.1.1 不同处理小区土壤温度日变化
• 3.1.2 不同处理小区土壤温度周变化
• 3.2 试验期间气象因子统计
• 3.3 小结
• 第四章 水分处理下梨枣树茎直径微变化的日变化规律及其影响因素
• 4.1 茎直径变化原理
• 4.2 茎直径日变化规律及其影响因素
• 4.2.1 平衡型茎直径日变化
• 4.2.2 亏缺型茎直径日变化
• 4.2.3 增长型茎直径日变化
• 4.3 小结
• 第五章 不同水分处理梨枣树茎直径日最大收缩量（MDS）主成分气象影响因子分析
• 5.1 通径分析原理与方法
• 5.2.各处理通径分析
• 5.3 各处理通径综合分析
• 5.4 小结
• 第六章 不同水分处理对梨枣树生长的影响
• 6.1 水分调控对茎杆特性的影响
• 6.2 水分调控对梨枣树形态结构的影响
• 6.3 小结
• 第七章 不同水分处理对梨枣树生理的影响
• 7.1 水分调控对叶片生理的影响
• 7.2 水分调控对叶片光合特性的影响
• 7.3 水分调控对枣树蒸腾量的影响
• 7.4 小结
• 第八章 不同水分处理对梨枣生产的影响
• 8.1 不同水分处理对枣树生产的影响
• 8.2 小结
• 第九章 陕北梨枣树水分优化调控问题
• 9.1 土壤性质优化
• 9.2 灌溉指标优化
• 9.3 栽培气象优化
• 9.4 试验现象捕捉
• 9.5 小结
• 第十章 结论与建议
• 10.1 结论
• 10.2 建议
• 参考文献
• 作者简介