陜北山地微灌土壤水分入滲特性與棗樹耗水規(guī)律試驗研究

陜北山地微灌土壤水分入滲特性與棗樹耗水規(guī)律試驗研究本文在查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合“陜西半干旱區(qū)山地特色果品綜合節(jié)水技術(shù)研究與示范”國家科技支撐項目,采用大田試驗與理論分析相結(jié)合的技術(shù)路線,主要研究了單滴頭和雙滴頭及涌泉根灌入滲土壤水分運移分布特性,以及微灌棗樹耗水規(guī)律和水分利用效率與土壤溫度效應(yīng)等,主要研究成果為：(1)研究了陜北大田單滴頭和雙滴頭入滲和土壤水分分布特性。得出單滴頭濕潤鋒運移距離與時間之間符合冪函數(shù)關(guān)系；入滲開始時濕潤鋒運移速率較大,隨著時間的延長運移速率減小,并且垂直方向的濕潤鋒運移速率較水平方向的大。雙滴頭入滲土壤濕潤體交界面處濕潤鋒速率大于同一時間單滴頭的濕潤鋒運移速率；隨著滴頭間距的增加,交匯界面處土壤含水率降低；滴頭間距一定時,隨著滴頭流量和灌水時間的增加,交匯界面處土壤含水率隨著滴頭流量的增大而增大。試驗表明,滴頭流量為4L／h,灌水歷時10小時土壤水分分布能滿足棗樹根系對水分的要求。研究提出了單滴頭土壤水分入滲后濕潤體內(nèi)平均含水率計算公式以及水平入滲半徑與垂直入滲深度的關(guān)系。(2)試驗研究了涌泉根灌入滲土壤水分分布特性。不同流量和灌水歷時下涌泉根灌濕潤體形狀類似橢球,涌泉根灌濕潤鋒運移距離與入滲時間符合冪函數(shù)關(guān)系,濕潤鋒運移速率和土壤含水率隨著滴頭流量的增大而增大,推導(dǎo)出了涌泉根灌濕潤體內(nèi)平均含水率公式以及水平入滲半徑與垂直入滲深度的關(guān)系,能為灌水器的間距布置提供依據(jù)。試驗表明,滴頭流量4L／h,灌水歷時5h時土壤水分分布能滿足棗樹根系對水分的要求。(3)研究了不同保墑條件下的棗樹滴灌農(nóng)田土壤水分變化分布特性。不同灌溉條件下的農(nóng)田水分在0-80cm土層深度季節(jié)性變化較大,隨著土層深度的增加,土壤含水率季節(jié)性變化減??；對于相同灌水定額和灌水次數(shù),不同地表覆蓋條件的土壤含水率不同,秸稈覆蓋土壤含水率最高,裸地的最小。(4)研究了棗樹生育期耗水規(guī)律及水分生產(chǎn)效率。棗樹生育期中以果實膨大期耗水量最大,開花坐果期次之,萌芽展葉期耗水量最少；灌水定額越大,灌水次數(shù)越多,棗樹耗水量越大；求得了棗樹在不同保墑條件、不同灌水定額和不同灌水次數(shù)條件下棗樹不同生育期的作物系數(shù)；棗樹在不同保墑條件下耗水量與灌水量之間符合三次函數(shù)ET’(t)=a’+b’t+c’t2+d’t3；在相同的條件下,棗樹水分利用效率與灌水量之間符合二次函數(shù)的關(guān)系。(5)分析了棗樹生育期各種生理和生長指標(biāo)。灌水量的增大和灌水次數(shù)的增多使棗樹葉面積指數(shù)、棗樹開花坐果率、棗吊生長長度均增大；氣孔開度值隨著溫度的增高先增大后減小再增大最后再減??；葉水勢一天中早晚高,中午低,在相同條件下,葉水勢值的大小與土壤含水率情況有關(guān)；秸稈覆蓋和地膜覆蓋使棗樹提前2-5天進入開花坐果期。(6)提出了棗樹滴灌合理的灌水定額和灌水次數(shù)：裸地、地膜覆蓋和秸稈覆蓋在灌水5次(萌芽期2次、開花坐果期2次、開花坐果期1次),灌水定額為135.0m3／hm2,灌溉定額為675m3／hm2時水分生產(chǎn)效率最高。(7)揭示了不同保墑條件下地溫變化規(guī)律：土壤溫度0～5cm土層和5～15cm土層的日變化曲線符合余弦函數(shù)；棗樹全生育期不同覆蓋條件下土壤溫度由大到小的順序都為：果實膨大期>開花坐果期>萌芽展葉期>果實成熟期；相同覆蓋條件,同一土層深度,土壤溫度隨生育時間的延長先增大后減小,秸稈覆蓋在土層深度5.0cm、10.0cm變化較大,15.0cm、20.0cm、25.0cm變化趨勢較平緩,地膜覆蓋在土層深度為5.