半干旱区猕猴桃树滴灌耗水特性与灌溉制度试验研究

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针对陕西关中半干旱地区降雨量不足,时空分布严重不均的情况,以陕西关中主要特色名优果品猕猴桃为研究对象,在猕猴桃树整个物候期设置不同灌水梯度的水分处理,以不同灌水处理下猕猴桃园区土壤水分动态实时变化规律为基础,对其猕猴桃树的需耗水规律、生长生理指标、果实品质分析、产量、水分利用效率以及经济效益评价进行了详细分析,以此来研究并制定了滴灌灌水方式下猕猴桃最适宜的灌溉制度,为陕西关中半干旱地区发展节水、优质、高产、稳产、高效的可持续型猕猴桃树种植提供参考理论依据。研究取得的主要成果如下:(1)各不同灌水量在不同深度的土壤温度均表现为出现一个最大值,一个最小值,一个平均值;随着土层深度的增加,土壤温度的变化幅度逐渐减小;在同一深度土层土壤温度均呈现随着灌水定额的增大而减小,在整个物候期中表现为随着时间的延续呈现出先增大后减小的趋势;随着土层深度的增加,土壤温度呈现出由大变小,再变大的趋势。气温是影响土壤温度的主要因素,但不是影响土壤温度的唯一因素,其他影响因素还有待探究。(2)通过对不同灌水处理下猕猴桃树土壤水分变化特性进行研究,发现滴灌灌水条件下,猕猴桃树土壤含水率随着灌水定额的增加而增大。不同灌水定额处理之间的土壤含水率在猕猴桃树物候期内差异显著,且不同分层之间的差异也很明显,土壤含水率的变化幅度范围较大,最大土壤含水率可以达到22.84%,最小土壤含水率仅为9.13%。各不同灌水定额处理间的土壤水分消耗趋势均小于充分灌溉处理,在一定供水范围内,猕猴桃树的耗水量与供水量呈正比例关系。(3) 2016年,在猕猴桃树的整个物候期中,参考作物蒸散量呈现中间高两头低的趋势特性,且峰值位置居于正中。猕猴桃树各物候期阶段日耗水强度的大小关系为:果实膨大期 > 开花坐果期 > 萌芽展叶期 > 果实成熟期,且日耗水强度随着灌水定额的增加而增大,果实膨大期为猕猴桃树各物候期中的需水关键期,此阶段对水分亏缺极度敏感。猕猴桃树作物系数在整个物候期内表现为先增大后减小的趋势,且峰值靠后,在整个物候期中作物系数的均值为0.93。果实膨大期作物系数最大,萌芽展叶期作物系数最小。猕猴桃树作物系数与>10℃积温存在较好的二次多项式关系,在相似的气候背景条件下,结合已知>10℃积温,就可以粗略的估算猕猴桃树的作物系数。(4)通过对猕猴桃树各生态指标的研究发现,不同灌水定额处理对猕猴桃树各项生长指标均有显著影响。不同灌水定额处理的猕猴桃树新稍长度和粗度、叶片主叶脉长、横径和叶面积指数、叶柄的长度和粗度、果实的纵径和横径均受到不同程度的抑制或促进作用。猕猴桃的落果率随着灌水量的增大而减少,但超过一定阈值范围后,随着灌水量的增大落果率反而会略有增大;在一定灌水量范围内,猕猴桃的单果重和产量均随着灌水量的增大而增加。在水分轻度亏缺处理下,猕猴桃产量既不会明显降低,水分利用效率也相对提高,果实品质相比最好。(5)通过对不同灌水处理猕猴桃产量与耗水量和灌水量分析,建立了猕猴桃树全物候期的作物水分生产函数模型,表明产量与耗水量和灌水量呈现较好的多项式函数关系,决定系数也都在0.9以上,拟合关系较好,相关性较好。通过Jensen模型对猕猴桃树不同物候期的作物水分生产函数进行求解,得到各物候期的水分敏感指数,各敏感指数的排序为:果实膨大期> 开花坐果期 > 萌芽展叶期 > 果实成熟期,数据结果与试验中实际情况比较吻合。陕西关中半干旱缺水地区,由于可供灌溉的水资源总量严重不足,不能充分满足作物各物候期阶段的最大需水量要求,因此,只能实施非充分灌溉条件下的灌溉制度,对比分析可知,最优灌水处理为轻度亏缺灌水处理。(6)通过对滴灌灌水方式下不同灌水定额处理猕猴桃树的树体需耗水量、生长生理形态、果实品质、果实产量、灌溉水利用效率以及经济效益等数据分析,提出了 2016年(平水年)陕西关中半干旱地区最适宜的高效节水灌溉制度,即全物候期灌溉定额为3080m3/hm2,共滴灌14次。
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