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新泰市旱地苹果园渗灌与漫灌补水效果试验研究

作　者: 英超
导　师: 高鹏；李天虎
学　校: 山东农业大学
专　业: 农业推广
关键词: 渗灌漫灌补水效果节水机理旱地果园
分类号: S661.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本研究以代表鲁中南山地典型区域的新泰市东都镇龙华河小流域苹果园为试验区,从渗灌灌水—土壤水分—土壤环境——植物生长发育的关系入手,以土壤水动力学、植物生理学和SPAC系统理论为依据,通过苹果园渗灌和漫灌补水试验,对两种灌灌溉补水方式条件下旱地果园小气候环境效应、土壤物理性质及其颗粒分形特征、渗灌果园土壤水分动态变化规律与节水增产效果、渗灌工程经济效益等进行了系统研究,揭示了果园渗灌补水效应与节水增产的机理;提出了提高果园渗灌灌溉水利用效率的理论依据。本研究主要结论是:1、渗灌比漫灌较好地改善了果园田间小气候环境效应。地表以上20cm、200cm处的平均气温渗灌比漫灌分别高0.95℃和0.33℃。地表以上20cm、200cm处的平均相对湿度渗灌比漫灌分别低4.40%和1.67%。在5cm、10cm、15cm、20cm土层深度处,土壤平均温度渗灌比漫灌分别高1.40℃、0.71℃、0.37℃、0.37℃。在5cm、10cm处渗灌与漫灌土壤温度差异显著,在15cm、20cm处差异不明显。2、渗灌比漫灌改良了旱地果园土壤物理性质效应及其颗粒分形特征。随着灌溉时间的推移,渗灌、漫灌在d=1~0.05mm范围土壤粒径的比例都减少,渗灌变化幅度为0.84%,漫灌为1.84%,渗灌变化幅度远小于漫灌。渗灌在土壤容重、土壤总孔隙度、土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度等方面物理性状都好于漫灌。灌溉1a,土壤容重渗灌比漫灌减少2.76%,土壤总孔隙、土壤毛管孔隙和非毛管孔隙度渗灌比漫灌分别增加3.81%、3.60%和5.24%。灌溉2a,土壤容重渗灌比漫灌减少2.63%,土壤总孔隙、土壤毛管孔隙和非毛管孔隙度渗灌比漫灌分别增加2.54%、2.22%和5.07%。渗灌和漫灌土壤颗粒的分形维数差异明显,渗灌比漫灌高17.84%;二者土壤垂直剖面颗粒的分形维数差别不大,但是漫灌在0-10cm土层内分形维数比较小,仅为2.2408,说明漫灌对0-10cm土层,即表层土壤结构的破坏更严重。3、果园渗灌与漫灌土壤田间水分运动规律。灌溉1d后0~10、10~20、20~30、30~50cm土壤层含水量渗灌为17.49%、18.21%、18.64%和18.07%,漫灌为19.17%、18.89%、17.95%和16.31%。漫灌含水量最高土壤层是0~10cm,最低是30~50cm,而渗灌含水量最高土壤层是20~30cm,最低为0~10cm。灌溉7d后0~10、10~20、20~30、30~50cm土壤层的含水量渗灌为5.83%、5.11%、5.30%和4.88%,漫灌为6.29%、5.92%、5.77%和4.46%。再次灌溉前,0~10、10~20、20~30、30~50cm土壤层的含水量渗灌比漫灌分别高9.74%,8.56%,35.80%,50.40%。0~50cm土壤层含水量平均值渗灌为8.12%,漫灌为6.49%,渗灌比漫灌增加了25.12%。从0~50cm土壤层整体来看,渗灌与漫灌相比能长时间保持土壤较高含水量。4、渗灌比漫灌具有较好的节水和增产效果。灌水试验结果表明,渗灌比漫灌节省水量800~1200m~3/hm~2,比漫灌平均节水55.6%。平水年(2007a)苹果渗灌和漫灌的灌溉水生产效率分别为18.84kg/m~3·hm~2和7.65kg/m~3·hm~2;干旱年(2008a)苹果渗灌和漫灌的灌溉水生产效率分别为10.76kg/m~3·hm~2和4.25kg/m~3·hm~2。灌溉水生产效率渗灌比漫灌提高6.51~11.19kg/m~3·hm~2。经对2007和2008年苹果产量调查测试表明,渗灌苹果产量达到10329.2~12057.3kg/hm~2,苹果年平均产量渗灌比漫灌增产10.94%,一级果增产率为15.50%。5、渗灌工程增加了果园经济效益渗灌和漫灌工程费用分别为8710.54元/hm~2?a,渗灌比漫灌工程增加费用平均为3971.14元/hm~2·a。渗灌、漫灌净效益分别为53198.98元/hm~2·a、43119.91元/hm~2·a,渗灌比漫灌增加10079.07元/hm~2·a;渗灌、漫灌工程投资回收期分别为0.164a、0.110a,渗灌增加工程投资回收期0.054a。

全文目录

符号及缩略词说明表  5-8
摘要  8-10
Abstract  10-12
1 引言  12-28
  1.1 研究目的与意义  12-16
  1.2 渗灌节水技术研究进展  16-26
    1.2.1 渗灌发展历史  16-18
    1.2.2 渗灌的应用与研究  18-24
    1.2.3 渗灌节水灌溉技术的发展前景  24-26
  1.3 研究目标和内容  26-28
2 试验材料与研究方法  28-34
  2.1 研究区概况  28-29
  2.2 试验材料设计  29-31
  2.3 研究方法  31-34
    2.3.1.果园渗灌、漫灌空气温度和空气湿度测定  31
    2.3.2 果园渗灌、漫灌土壤温度测定  31
    2.3.3 果园土壤物理性状测定与土壤颗粒分形理论分析方法  31-32
    2.3.4 果园渗灌、漫灌土壤含水量及动态变化测定  32-33
    2.3.5 果树生长状况及产量测定  33
    2.3.6 灌水量测定  33
    2.3.7 渗灌节水率与灌溉水生产效率计算  33
    2.3.8 渗灌增加产值及渗灌增加工程回收期  33
    2.3.9 数据处理方法  33-34
3 结果与分析  34-63
  3.1 渗灌对旱地果园小气候环境的影响  34-43
    3.1.1 渗灌对果园空气温度的影响  34-36
    3.1.2 渗灌对果园空气相对湿度的影响  36-39
    3.1.3 渗灌对果园土壤温度的影响研究  39-43
  3.2 渗灌对旱地果园土壤物理性质变异性及其颗粒分形特征  43-49
    3.2.1 渗灌、漫灌土壤机械组成分析  43-44
    3.2.2 渗灌对土壤容重、孔隙度的影响研究  44-47
    3.2.3 渗灌与漫灌条件下苹果园土壤粒径的分形特征  47-49
  3.3 渗灌土壤水分分布及动态变化规律研究  49-54
    3.3.1 土壤水分分布  49-52
    3.3.2 土壤水分动态变化  52-54
  3.4 旱地果园渗灌节水与增产效果  54-58
    3.4.1 果园渗灌节水效果与灌溉水生产效率  54-56
    3.4.2 渗灌对旱地果园果树生长状况及产量的影响  56-58
  3.5 旱地果园渗灌经济效益分析  58-63
    3.5.1 渗灌工程费用  58-60
      3.5.1.1 渗灌工程固定资产投资  58-59
      3.5.1.2 渗灌工程年运行费  59-60
    3.5.2 渗灌对果园产值影响  60
    3.5.3 节水节电费用  60
    3.5.4 其他节省费用  60-62
      3.5.4.1 节省农药化肥费用  60-61
      3.5.4.2 省工省时费用  61-62
    3.5.5 渗灌增加产值及工程回收期  62-63
4 主要结论与论文特色  63-73
  4.1 主要结论  63-71
    4.1.1 渗灌比漫灌较好地改善了旱地果园田间小气候环境效应  63-65
    4.1.2 渗灌改良旱地果园土壤物理性质效应及其颗粒分形特征  65-68
    4.1.3 渗灌改善土壤水分分布状况、减少土壤水分蒸发  68-69
    4.1.4 渗灌与漫灌相比具有明显的节水和增产效果  69-71
    4.1.5 渗灌工程增加了果园经济效益  71
  4.2 论文特色  71-73
5 参考文献  73-77
致谢  77

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