论文题目: 黄土丘陵区基于水分平衡的人工草地建设研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 植物学
作者: 魏永胜
导师: 山仑,梁宗锁
关键词: 黄土丘陵,牧草,耗水特征,水分平衡,人工草地
文献来源: 西北农林科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本研究采用盆栽与大田试验相结合的方法,以黄土丘陵区常见豆科牧草和禾本科牧草为研究材料,研究了不同牧草个体与群体对降水和土壤水的利用及对土壤水分平衡的影响,牧草个体及群体的蒸腾、耗水量、水分利用率、抗旱适应性及不同水分条件下生长发育和生物量积累等水分生理适应特征,以揭示牧草抗旱适应性的机理和耗水特性,并以此为依据,探讨黄土丘陵区基于牧草水分生理特性与土壤水分平衡的人工草地建设的原则,为在黄土丘陵区天然草地开发利用和人工草地建设过程中科学地确定草地土壤水分的承载力,维持草地可持续发展,并在维持草地土壤水分平衡前提下,优化草地生产力,促进生态与经济建设提供科学合理的依据。 主要研究结果如下: 1.草地在黄土丘陵区生态经济建设中的作用及草地退化因素分析 通过对草地在黄土丘陵区生态与经济建设中的作用及草地退化因素的分析,认为草地建设是黄土丘陵区生态与经济建设的切入点,土壤水分不足是造成草地退化的中心环节。因此,维持土壤水分平衡是进行建设的关键,是防止草地退化的重要因素。而基于土壤水分平衡的草地建设应以对牧草耐旱特性和耗水特征的科学为基础。 2.不同牧草的耐旱适应研究 不同的苜蓿品种蒸腾作用及气孔阻力有着明显的差异,苜蓿蒸腾曲线可分为“双峰型”、“单峰型”和“渐升型”三种。苜蓿地丛内湿度受到植物蒸腾及地表蒸发的影响,较高的丛内湿度和冠层湿度将使气孔内外蒸汽压的差值降低,进而使植株的蒸腾速率下降。 豆科牧草与禾本科牧草相比,在低水环境中组织含水量较为稳定、细胞膜相对透性较低,脯氨酸含量较高。因此豆科牧草耐旱不仅仅是因其有发达的根系,而且在生理上也具有较强的耐旱能力。在干旱胁迫下,牧草叶绿素b含量下降高于叶绿素a,表明牧草叶绿素b在水分亏缺下更不稳定。 盆栽条件下,干旱胁迫时苜蓿可以维持相对较高的蛋白质合成能力,但品种间有差异。4种苜蓿蛋白质合成能力与土壤水分密切相关,随土壤水分的降低而下降。在前期各品种差异不明显,而在后期,当土壤含水量下降到5%以下后,阿尔冈金和农宝的游离氨基酸含量显著高于苜蓿王和费尔纳,苜蓿王最低。 干旱胁迫下苜蓿游离氨基酸中以脯氨酸、胱氨酸和组氨酸的变化明显,而且这3种氨基酸的变化方向是一致,均随土壤水分的减少而增加,并在土壤含水量低于5%时迅速
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摘要
ABSTRACT
第一章 黄土丘陵区草地建设研究现状
1.1 草地建设与黄土丘陵区生态经济建设的关系
1.1.1 草地在黄土丘陵区生态及经济建设中的重要性
1.1.1.1 黄土丘陵区草地的生态功能
1.1.1.2 黄土丘陵区草地的经济功能
1.1.1.3 草地建设是黄土丘陵区生态与经济建设的切入点
1.1.2 黄土丘陵区生态与经济建设限制因素分析
1.1.2.1 维持黄土丘陵区土壤水分平衡的重要性
1.1.2.1.1 维持黄土丘陵区水分平衡是生态建设及经济发展的关键环节
1.1.2.1.2 维持足够的土壤水分对于退耕还林(草)后的农业生产是必需的
1.2 草地退化的水分因素分析
1.2.1 草地退化的概念
1.2.2 草地退化的表现
1.2.3 草地退化的因素
1.2.4 草地退化的水分因素
1.2.4.1 造成草地水分失衡的可能原因
1.2.4.2 放牧强度对草地水分条件的影响
1.2.4.3 人工草地草种选择不当
1.2.4.4 人工草地种植密度过高
1.2.5 水分失衡对草地退化的影响
1.2.5.1 水分条件对草地群落结构的影响
1.2.5.2 水分条件对牧草生长的影响
1.2.5.3 水分条件对草地生产力的影响
1.2.6 基于水分平衡的草地退化防治策略
1.3 黄土丘陵区人工草地土壤水分利用特征
1.3.1 黄土丘陵区土壤水分特征
1.3.1.1 土壤水分有效性
1.3.1.2 土壤田间持水量
1.3.1.3 土壤萎蔫系数
1.3.1.4 土壤入渗特点
1.3.1.5 土壤水补给状况
1.3.2 黄土丘陵区草地水分利用特征
1.3.2.1 草地水分利用特征
1.3.2.2 草地水分利用效率
1.3.2.3 不同草地水分利用差异
1.3.2.4 植物耗水与土壤干层现象及其恢复
1.3.3 黄土丘陵区土壤水分平衡研究
1.3.4 黄土丘陵区草地水分承载力
1.3.4.1 水分承载力的概念
1.3.4.2 影响土壤水分承载力的因素
1.3.4.3 土壤水分承载力计算
第二章 黄土丘陵区常用牧草抗旱适应性研究
2.1 苜蓿抗旱适应性评价研究
2.1.1 试验材料与方法
2.1.1.1 地点及材料来源
2.1.1.2 试验内容及方法
2.1.2 结果与分析
2.1.2.1 不同苜蓿品种细胞膜相对透性比较
2.1.2.2 不同苜蓿品种叶片组织含水量(OWC)、相对含水量(RWC)及水势比较
2.1.2.3 不同苜蓿品种离体叶片保水力比较
2.1.2.4 不同苜蓿品种叶片脯氨酸比较
2.1.2.5 不同苜蓿品种抗旱性的隶属函数值法评价
2.1.3 讨论
2.2 不同牧草抗旱生理机制研究
2.2.1 研究方法
2.2.1.1 试验材料
2.2.1.2 试验方法
2.2.1.3 测定指标与方法
2.2.2 结果与分析
2.2.2.1 植物组织含水量动态变化
2.2.2.2 不同牧草品种保水能力比较
2.2.2.3 不同牧草叶绿体色素含量变化
2.2.2.4 细胞膜相对透性变化
2.2.2.5 丙二醛(MDA)含量变化
2.2.2.6 游离脯氨酸含量变化
2.2.3 讨论
第三章 黄土丘陵区常用牧草水分利用特征研究
3.1 不同苜蓿品种蒸腾特性及其对微环境的影响
3.1.1 试验材料与方法
3.1.1.1 试验地点及材料来源
3.1.1.2 试验内容及方法
3.1.2 结果与分析
3.1.2.1 不同品种苜蓿蒸腾速率日变化情况
3.1.2.2 不同品种苜蓿扩散阻力日变化
3.1.2.3 不同品种苜蓿冠层湿度日变化
3.1.2.4 不同品种苜蓿丛内湿度日变化
3.1.2.5 不同苜蓿品种叶温变化
3.1.3 讨论
3.2 不同牧草水分利用特征研究
3.2.1 研究方法
3.2.1.1 试验材料
3.2.1.2 试验方法
3.2.1.3 测定指标与方法
3.2.2 结果与分析
3.2.2.1 不同牧草的光合速率
3.2.2.2 不同牧草品种的蒸腾速率
3.2.2.3 不同牧草品种胞间 CO_2浓度比较
3.2.2.4 不同牧草品种气孔导度变化
3.2.2.5 不同牧草品种产量
3.2.2.6 不同牧草品种抗旱系数
3.2.2.7 不同牧草品种水分利用效率比较
3.2.3 讨论
第四章 黄土丘陵区造成苜蓿成苗困难的环境及生理机制研究
4.1 黄绵土土壤含水量对苜蓿种子萌发过程中物质代谢的影响
4.1.1 试验材料与方法
4.1.1.1 供试材料
4.1.1.2 研究内容与方法
4.1.2 结果与分析
4.1.2.1 不同苜蓿品种的吸水规律
4.1.2.2 不同苜蓿品种吸水过程中的物质转化规律
4.1.3 讨论
4.2 风对苜蓿成苗的影响
4.2.1 材料与方法
4.2.1.1 试验材料
4.2.1.2 研究方法
4.2.1.3 测定指标与方法
4.2.2 结果与分析
4.2.2.1 不同土壤水分条件下的成苗率
4.2.2.2 不同土壤水分条件下的生物量比较
4.2.2.3 不同土壤含水量下植株根/冠比值变化
4.2.2.4 不同土壤水分条件下的光合速率
4.2.2.5 不同土壤水分条件下的蒸腾速率
4.2.2.6 不同土壤水分条件下的气孔导度
4.2.2.7 不同土壤水分条件下的个体水分利用效率
4.2.2.9 不同土壤水分条件下的叶绿素含量
4.2.2.10 不同土壤水分条件下的根系活力
4.2.3 讨论
第五章 黄土丘陵区草地土镶水分利用研究
5.1 黄土丘陵区不同土地利用类型对土壤水分的影响
5.1.1 试验区概况
5.1.2 研究方法
5.1.3 结果与分析
5.1.3.1 不同土地利用条件土壤含水量差异
5.1.3.2 不同土地利用下土壤含水量变异
5.1.3.3 不同土地利用条件下土壤贮水量变化
5.1.4 讨论
5.2 黄土丘陵区不同牧草品种对土壤水分的影响
5.2.1 研究方法
5.2.2 试验结果与分析
5.2.2.1 不同牧草株高变化
5.2.2.2 不同牧草的产量
5.2.2.3 不同牧草地土壤水分变化
5.2.2.4 不同牧草地土壤贮水量变化及水分平衡计算
5.2.3 讨论
5.3 苜蓿留茬高度及套种禾草对土壤水分的影响
5.3.1 研究方法
5.3.2 结果与分析
5.3.2.1 不同留茬高度处理苜蓿株高的影响
5.3.2.2 不同留茬高度处理对苜蓿产量的影响
5.3.2.3 不同留茬高度处理对苜蓿地土壤水分和贮水量的影响
5.3.3 讨论
第六章 黄土丘陵区草地水分承载能力与人工草地建设的原则
6.1 黄土丘陵区人工草地水分平衡与承载力计算
6.2 黄土丘陵区人工草地建设
6.2.1 “以水定草，以草定畜，持续发展”的原则
6.2.2 生态与经济共同发展的原则
6.2.3 因地制宜原则
6.2.4 多样性原则
6.2.5 政策配套原则
第七章 结语
7.1 黄土丘陵区人工草地(苜蓿)建设中存在的问题与对策
7.2 不同牧草的耐旱适应
7.3 不同牧草水分利用特征
7.3.1 田间试验结果
7.3.2 盆栽试验结果
7.4 苜蓿成苗难的原因
7.5 不同土地利用对土壤水分的影响
7.6 黄土丘陵区人工草地水分平衡与承载力
7.7 坚持“以水定草，以草定畜，持续发展”的原则开展黄土丘陵区人工草地建设
参考文献
致谢
附件
1. 个人简历
2. 论文受资助情况
发布时间: 2007-04-06
参考文献
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