毛管布设方式和施肥周期对苹果树细根生长动态和空间分布的影响

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:floraccc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,低肥效和水资源不足严重制约了我国苹果产业的发展。而水肥一体化技术可以高效提高水肥的利用效率,具有节水节肥、增产增收的优势,发展前景广阔。水肥一体化条件下,毛管布设方式和施肥周期等滴灌施肥技术参数会影响水分养分在土壤中的空间分布,从而影响根系的生长和分布。研究不同毛管布设方式和施肥周期对苹果树细根生长动态和空间分布的影响,可为通过滴灌施肥模式调控苹果树根系生长提供依据。本研究以渭北黄土高原矮砧密植苹果树为研究对象,于2019-2021年开展二因素二水平完全组合设计田间试验,毛管布设方式设置一行一管和一行两管,施肥周期设置15天和30天,采用微根管原位监测技术,分苹果树正南、正西及东北三个方位和0-19 cm、19-38 cm、38-57 cm、57-76 cm不同深度土层,持续观测苹果树活跃生长期内细根的生长和死亡情况,分析了苹果树细根生长和周转对毛管布设方式和施肥周期的响应动态,揭示了不同水肥一体化模式下苹果树细根空间分布规律,探明了不同滴灌施肥模式对苹果树细根生长的调控效应。主要研究成果如下:(1)探明了毛管布设方式和施肥周期对苹果树细根形态的影响动态苹果树细根根长密度和根表面积密度随年度时间的变化为单峰曲线,细根体积密度随果树生长期进程的推进呈单峰型或双峰型变化,最大值均在7月。苹果树细根直径主要集中在0.5-1.5 mm范围内,0-0.5 mm和1.5-2 mm级别直径的细根占比很少;在夏季之前,直径≦1 mm的细根增加,而夏季之后,直径>1 mm的细根迅速增加。施肥周期15天在大部分生长期的细根根长密度、根表面积密度以及根体积密度均显著大于30天;毛管布设方式在全生长期个别土层对细根根长密度、根表面积密度以及根体积密度有显著影响,在中层土壤中(19-38 cm土层),一行两管更能增加细根根长密度、根表面积密度以及根体积密度;在深层土壤中(57-76 cm土层),一行一管能促进细根根长密度、根表面积密度以及根体积密度的增加。相较施肥周期15天,施肥周期30天能够增加细根直径;在8月,一行一管较一行两管能增加细根直径。不同处理相比,一行两管施肥周期15天处理更有利于增加全年19-38 cm土层的细根根长密度、根表面积密度以及根体积密度。(2)揭示了毛管布设方式和施肥周期对苹果树细根空间分布的影响规律在垂直分布上,苹果树细根根长密度、根表面积密度以及根体积密度均随土层深度的加深而增加或波动式增加,均在57-76 cm土层中有最大值。与施肥周期30天相比,施肥周期15天在垂直方向上均能增加细根根长密度、根表面积密度以及根体积密度,在大部分土层中均会减小细根直径。与一行两管相比,一行一管条件下细根根长密度、根表面积密度以及根体积密度在中层土壤中显著减小,在深层土壤中显著增加。在浅中层土壤中(0-38 cm土层),一行两管趋向于增加细根直径,在中深层土壤中(38-76cm土层),一行一管趋向于增加细根直径。在水平分布上,苹果树细根根长密度、根表面积密度以及根体积密度在各生长期均有正西>东北>正南趋势,但差异没有达到显著水平。与施肥周期30天相比,施肥周期15天能增加细根根长密度、根表面积密度以及根体积密度,且在正南和正西方向上达到显著水平;施肥周期15天在3个水平方向上均会减小细根直径。在正南方向上,与一行两管相比,一行一管趋向于增加细根直径;在正西方向上,相较于其他处理,一行一管施肥周期15天处理趋向于减小细根直径。(3)明确了毛管布设方式和施肥周期对苹果树细根周转的影响规律。苹果树细根生长量和死亡量均随季节的变化有多个峰值。2020年和2021年,细根生长分别集中在6-7月和5-7月,细根死亡分别集中在8-10月和7-9月。与施肥周期30天相比,施肥周期15天在时间和空间上均能显著增加细根生长量和死亡量。毛管布设方式对细根生长量和死亡量的影响较为复杂,在不同生长期有不同影响。当施肥周期相同时,一行一管较之一行两管会减少中层土壤中的细根生长量和死亡量,增加深层土壤中的细根生长量和死亡量。毛管布设方式和施肥周期均对细根年周转率有显著影响,2020年一行一管较一行两管能加快细根周转,2021年施肥周期15天较30天能加快细根周转。在空间上,施肥周期和毛管布设方式对细根月周转率影响的规律性较差,且在不同年份影响不一致。总体上,一行一管施肥周期15天处理较其他处理更有利于促进细根生长,加快细根死亡,提高细根周转率。
其他文献
适宜的土壤含水率是保证作物正常生长发育的基本条件。当前,具备高机动性和及时性等优势的无人机遥感技术已经成为监测土壤含水量的一个热门研究方向。然而目前在使用无人机遥感监测不同下垫面条件的土壤含水率时并没有一个相对规范的光谱信息采样窗口大小及其选择方法。为了解决这一问题,本文以河套灌区内的三块典型田块为研究区域,分别在裸土期和植被覆盖期获取土壤含水率数据和研究区域的无人机多光谱遥感影像。使用不同窗口大
学位
玉米是我国种植面积最大的粮食作物,其产量直接关系到我国粮食供应安全。籽粒灌浆过程是提高产量的关键,弱势籽粒灌浆不良是限制玉米产量的重要难题。为了提高产量,农民往往采取过度施氮以及频繁耕作等措施,导致土壤质量下降、氮肥利用率低、农田碳排放增加等各种经济和环境问题。另外,黄土高原地区水资源有限、年际降雨量分布不均和严重的蒸发损失(1500 mm)使土壤水成为限制该地区农业可持续的重要因素。保护性耕作措
学位
参考作物蒸散量(ETo)是农业水循环和水量平衡的重要组成部分。准确估算ETo对于农业水资源管理、作物需水量估算和灌溉优化调度都具有重要意义。联合国粮农组织(FAO)推荐的FAO-56 Penman-Monteith模型被认为是计算ETo的标准模型,能够得准确估算ETo。然而,许多地区缺乏该公式所需的完整气象数据,导致其应用受到很大限制。为了探究在有限气象数据输入条件下替代FAO-56 Penman
学位
日光温室作为农业生产过程中主要设施之一,由保温蓄热墙体、高透光率薄膜和一定的围护结构所构成,可通过后墙的蓄放热来保证温室夜间的温度,从而实现农作物越冬栽培生长的目的,是一个国家现代化农业发展水平的重要体现。随着对日光温室的深入研究,农业研究者已经意识到温室内温度是影响室内作物产量和品质的主要原因之一,温度过高或过低都不利于作物的正常生长。因此,探究日光温室内温度的空间分布规律,建立了温度梯度分布模
学位
甘肃陇中是中国春玉米重要产区之一。该区水资源短缺、降雨少、蒸发大,作物供需水不匹配且经常受播种期低温影响。因此,提高该区雨水资源利用效率,改善当地土壤水热状况对促进陇中地区玉米高效可持续生产十分迫切。本文以半干旱区雨养春玉米为研究对象,依据在甘肃省定西市安定区的田间小区试验,研究了双垄沟播种植方式下:覆膜(F)、不覆膜(NF),不同株距:25 cm(R1)、35 cm(R2)和行距配置:70+40
学位
黄土高原丘陵区是中国重要的粮食产地,同时也是中国生态环境最脆弱和水土流失最为严重的地区。为解决退耕还林耕地面积减少后黄土高原新造土地结构差、肥力低下等问题,于2019和2020年5-10月在中国科学院水利部水土保持研究所安塞站石窑沟川地试验场开展相关研究。试验设5个处理:有机肥+化肥(ON),粉碎秸秆+化肥(FN),50%有机肥+50%粉碎秸秆+化肥(OFN),化肥(N)和不施肥(CK)。主要研究
学位
随着气候变化的加剧,干旱的频率、持续时间以及发生范围都越来越严重。快速、准确地监测干旱的发生,探索植被光合对干旱的响应,以及气象因子对植被光合的影响对于保障我国农业生产的可持续发展具有重要意义。基于遥感的日光诱导叶绿素荧光(SIF)具有对干旱条件下区域植被光合作用进行早期监测和准确评估的潜力。本文选取黄土高原为研究区域,采用标准化降水蒸散发指数(SPEI)和土壤含水量描述黄土高原地区的干旱情况,同
学位
随着黄土高原地区退耕还林实施以来,该区的生态环境得到了显著改善,植被覆盖率明显上升,其中乔木林以经济林苹果和生态林刺槐较为明显。然而大面积种植的苹果和刺槐也带来了新的生态问题,如土壤干化、植被退化等。而在全球气候变暖的背景下,随着气温的升高和水资源消耗量的增加,再加上黄土高原地下水储量小且深,降水补给不足,水逐渐制约着植物的生长。为了进一步评价和预测植被恢复的可持续性,必须研究区域水分利用效率及对
学位
甘蓝型油菜(Brassica napus)、白三叶(Trifolium repens)和紫花苜蓿(Medicago sativa)作为典型的绿肥植物,在干旱半干旱地区果园生草和退耕还林(草)工程中被广泛种植。干旱半干旱地区绿肥植物在生长发育过程中的主导因子是水分,而土壤水分常呈现多变低水状态。同时,根据相关模型预测,全球CO2浓度呈现不断升高的趋势,这势必会对干旱半干旱地区植物生长产生影响。因此,
学位
日光温室中番茄生长状态的检测是番茄生产过程中十分重要的一环。目前实现日光温室中番茄生长状态检测的主要方法是人工检测,这种检测方式不仅需要病害知识经验丰富的人员定时记录,增加人工成本。并且在夜间等暗光环境下无法进行有效的检测与记录,导致无法快速应对时效性强的病害问题及其他突发状况。因此本文结合了数字图像处理技术以及目标检测的深度学习算法,提出了一种基于数字图像处理技术的日光温室内番茄生长状态的检测研
学位