蓄水坑灌條件下蘋果園水分運移機制與調控研究

《蓄水坑灌條件下蘋果園水分運移機制與調控研究》是依託太原理工大學，由馬娟娟擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：蓄水坑灌條件下蘋果園水分運移機制與調控研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：馬娟娟
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

近年來，我國蘋果種植面積和年產量均居世界首位。但蘋果產區主要處於半乾旱地區，存在著當地水資源緊缺、乾旱，而水分利用率低的問題，直接影響蘋果的產量，制約著蘋果產業的可持續發展。因此，研究蘋果園水分運移機制並進行調控尤為迫切。蓄水坑灌法是一種節水保水性明顯的中深層灌溉方法，灌溉方式的改變直接影響蘋果園水分的運移。項目採用理論分析、室內外試驗相結合的方法，分析蘋果吸水根時空分布及其對土壤水分的回響，利用氫氧同位素法，研究蓄水坑灌條件下蘋果各生育階段根系的主要吸水區域，建立根系吸水模型；研究基於果樹生理指標的果園SPAC系統水分運移規律，尋求蘋果生理指標閾值；利用碳同位素法，分析蓄水坑灌條件下蘋果樹不同時間尺度的水分利用效率。在此基礎上，最佳化蘋果園灌水策略與試驗，提出蓄水坑灌條件下蘋果園水分高效利用調控措施。成果對於我國蘋果園合理灌溉，提高水分利用率，實現果園節水增產具有重要的理論意義和實用價值。

結題摘要

如何高效利用日益短缺的水資源以達到節本提質增效的目的，是現代果園可持續發展亟待解決的問題，也是黃土高原建設生態果園的必由之路。蓄水坑灌法在我國北方果林中具有廣闊套用前景。蓄水坑灌法是一種節水保水性明顯的中深層灌溉方法，灌溉方式的改變直接影響蘋果園水分的運移。深入研究蓄水坑灌下蘋果園水分運移機制，進一步揭示蓄水坑灌的節水機理，對指導蓄水坑灌下果園的合理灌溉具有重要意義。項目採用理論分析、室內外試驗相結合的方法，利用氫氧穩定同位素技術並結合根系分布以及根系活力情況，量化了蓄水坑灌下蘋果根系的主要吸水深度為20-100cm，根區40-100cm土層的土壤水貢獻率顯著提高，建立了蓄水坑灌下根系吸水模型，模型平均相對誤差5.42%。闡釋了蓄水坑灌下果樹地上部SPAC系統水勢-直徑微變化-葉片氣孔對土壤水分變化的回響機制，表明了蓄水坑灌下葉水勢閾值低於-0.48MPa，其樹幹直徑日最大收縮量（MDS）與40-80cm深度土壤含水率、液流速率均呈正相關，氣孔導度與細根長呈正相關，並建立了蓄水坑灌下的氣孔導度模型，模型平均相對誤差1.89-8.93%。定量了不同時間尺度的水分利用效率，與地面灌溉相比，蓄水坑灌不同處理下蘋果樹的瞬時葉片水分利用效率提高了13-19%，產量水平的水分利用效率提高了26.5-28.6%，葉片碳穩定同位素指示的長效水分利用效率顯著增加。提出了蓄水坑灌條件下蘋果園節水增產增效的水分調控措施，定量了蓄水坑灌下蘋果樹全生育期蒸散量，並基於SW雙源模型建立了蓄水坑灌蘋果樹蒸散模型，均方根誤差為0.63mm/d，基於模糊綜合評判模型得出蓄水坑灌下最優灌水方案為，在萌芽花期的灌水上下限分別為60%-80%，在新稍旺長期的灌水上下限為70-90%，在果實膨大期的上下限為80-100%。成果對於我國蘋果園合理灌溉，提高水分利用率，實現果園節水增產具有重要的理論意義和實用價值。