【摘 要】
:
多年以来,葡萄产业已经成为宁夏地区农业发展以及农民增收致富的优势特色产业。为解决该地区西北季风影响造成的葡萄越冬防寒问题,当地研究人员提出了保护仓越冬防寒新技术,取得较好的防寒防晚霜效果。然而,该技术在实际应用中存在返潮期仓内湿度难以控制的问题,仓内湿度过低会引起枝条失水抽干,而湿度过大又会造成各种微生物病菌的繁殖,影响萌芽甚至危及葡萄存活。为解决这一难题,本文提出采用分层地下滴灌进行表层土壤水分
【机 构】
:
中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心)
【出 处】
:
中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心)
【基金项目】
:
宁夏回族自治区东西部合作重点研发项目(2018YBZD0753-1); 中国科学院“西部青年学者”资助项目(XAB2019B09); 陕西省重点研发计划(2021NY-167);
论文部分内容阅读
多年以来,葡萄产业已经成为宁夏地区农业发展以及农民增收致富的优势特色产业。为解决该地区西北季风影响造成的葡萄越冬防寒问题,当地研究人员提出了保护仓越冬防寒新技术,取得较好的防寒防晚霜效果。然而,该技术在实际应用中存在返潮期仓内湿度难以控制的问题,仓内湿度过低会引起枝条失水抽干,而湿度过大又会造成各种微生物病菌的繁殖,影响萌芽甚至危及葡萄存活。为解决这一难题,本文提出采用分层地下滴灌进行表层土壤水分控制进而调控保护仓内湿度的方法。首先,依据非饱和土壤水动力学理论,结合分层地下滴灌的土壤水分运移特征,构建了分层地下滴灌土壤水分运移模型;其次,基于热湿传递过程理论分析,结合人工气候室试验数据,建立了保护仓内相对湿度与土壤表层含水率、环境温度的函数关系,确定了满足仓内相对湿度条件下的土壤含水率适宜范围;最后,在上述基础上,结合葡萄根系分布特征,提出宁夏贺兰山东麓葡萄越冬分层地下滴灌适宜的技术参数,并通过田间试验验证了其有效性。主要获得如下结论:(1)建立了分层地下滴灌土壤水分运移模型,明确了滴头埋深和灌水时长对土壤水分分布的影响。基于非饱和土壤水动力学理论及分层地下滴灌条件下的土壤水分运移特征,建立了分层地下滴灌土壤水分运移模型,并通过试验验证了模型的准确性。应用该模型,分析了滴头埋深和灌水时长对土壤水分分布的影响,结果表明:水分深层渗漏量随滴头埋深的增加而增大,湿润体内部处于最佳含水率区间的土壤体积随两组滴头(浅层与深层滴头)之间距离的增大而增大。通过缩小两组滴头灌水时长的差异,可以使土壤含水率在垂直方向的分布更为均匀,同时也可以增大湿润体内部处于最佳含水率区间内的土壤体积,进而提高土壤水分有效性。(2)揭示了保护仓内相对湿度随气象和土壤因素的变化规律,确定了保护仓内葡萄处于适宜湿度时所对应的土壤表层含水率范围。基于能量平衡原理和传热学等相关理论,分析保护仓内的热湿传递过程,确定了影响保护仓内相对湿度的关键因素(土壤表层含水率和环境温度)。借助人工气候室试验,研究了仓内相对湿度随土壤表层含水率和环境温度变化的规律:保护仓内相对湿度随土壤表层含水率的增加而增大,直至达到水汽饱和状态,而土壤表层含水率一定时,仓内相对湿度随着环境温度的升高而减小。在此基础上,建立了保护仓内相对湿度随土壤表层含水率和环境温度变化的函数关系,确定了满足仓内相对湿度条件时的土壤表层含水率适宜范围应控制在0.03 cm3/cm3-0.05 cm3/cm3。(3)初步确定了宁夏贺兰山东麓葡萄越冬分层地下滴灌的最佳灌水技术参数,并通过田间试验验证了其有效性。依据上述得到的宁夏贺兰山东麓葡萄越冬最佳土壤表层含水率范围,综合考虑根系与水分的匹配效果,优选出宁夏贺兰山东麓葡萄越冬分层地下滴灌最佳灌水技术参数为:浅层滴头埋深25 cm,灌水5h;深层滴头埋深45 cm,灌水13 h。田间试验结果表明:该技术参数的应用可以有效保持休眠期葡萄枝条水分,同时抑制微生物病菌的生长。因此,优选得到的宁夏贺兰山东麓葡萄冬灌技术参数具有较好的实用性和可靠性。
其他文献
不同植被与耕作层土壤理化性质的协同发育使得地表土壤具有很强的拦蓄泥沙的能力,研究其相互的响应关系对理解植被对水土保持的作用机制有着重要意义。本文以陕北绥德辛店沟小流域5种植被恢复(人工草地、荒地、灌丛地、乔木林、乔灌林)及其林下土壤性状为研究对象,于2020年的7~9月期间,通过径流小区数据采集和群落样方调查试验,研究了不同坡向坡位下植被结构、土壤性状特征,及其与产流产沙量相互之间的关系,并通过数
黄土高原生态环境脆弱,坡地面积广,水土流失严重,植被恢复是黄土高原生态修复的重要方式。由于干旱缺水,土壤水分成为制约黄土高原植被恢复和重建的关键性因子,并对黄土高原生态系统养分循环过程产生重要影响。然而,目前仍缺乏对植被恢复过程中土壤水分驱动下的土壤养分循环和微生物代谢机制的系统研究。本研究以黄土高原典型坡面土壤为研究对象,对坡面不同坡位、不同土层、根际与非根际土和不同植被恢复类型的土壤微生物代谢
为探讨无人机遥感分类技术对种植结构复杂区作物分布信息提取的潜力及适用性,本研究从无人机遥感影像作物分布信息提取方法入手,对比分析了不同分类方法提取作物分布信息的分类精度。首先,通过地面调查在内蒙古五原县域内选择了五处研究区并通过地面调查确定了其作物种类。其中,研究区1和研究区2均具有四种作物,研究区3具有三种作物,研究区4具有五种作物,研究区5具有八种作物。进而,基于无人机遥感可见光遥感平台和无人
施肥是农业提高作物产量的主要措施,目前关于长期施肥对土壤性质,尤其酶和微生物特征的影响还不是很清楚。本研究以中国科学院安塞水土保持试验站的坡地农田长期(1995-2019年)定位施肥试验为基础,研究长期氮磷施肥处理(CK、N1、N2、N1P、N2P,其中N1、N2施氮量分别为:55.2,110.4 kg·hm-2,P施磷量为90 kg·hm-2)对坡地农田土壤性质和土壤微生物特征的影响。取得主要结
黄土高原退耕还林(草)影响下流域水文连通过程的变化研究对于揭示植被变化对土壤侵蚀过程影响机制具有重要意义。以往水文连通性的定量表征未能从功能连通的角度揭示产汇流和产输沙过程中水文连通的阻力机制。因此,本文分析了退耕还林草对黄河中游河龙区间四条典型小流域水沙过程的影响,通过耦合达西-韦斯巴赫阻力(f)构建了新的水文连通性指数(ICf),评估了水文连通性的时空变化规律,对比分析了IC和ICf对流域径流
在长期的过度放牧和人为破坏下,使我国抗干扰能力较弱的草地退化十分严重。目前内蒙古草原不同类型草原生态系统的可利用性草地资源发生着不同程度的退化;再加上我国的大气氮沉降连年上升,这进一步导致了我国的草地生态系统可能由氮限制转化为受磷限制。本研究以北方草地的四种草原类型区(森林草原交错带、草甸草原、典型草原、荒漠草原)作为研究对象,研究有机无机氮肥配施对四种草原类型区草原地上生物量与地下生物量,物种多
实际蒸散发(Actual evapotranspiration,ETa)是水量平衡中的一个主要支出项,影响着地表生态系统中水分循环、植物生长发育和能量循环等环节。1990年以来,实际蒸散发在气候和土地利用的双重影响下发生了剧烈变化。本研究基于延河流域水文、气象数据和6期土地利用数据,探究基于蒸散互补相关原理模型在ETa估算中的适用性,采用趋势分析、突变检验、周期分析、敏感性分析、贡献量分析等方法,
氮素是影响草地生态系统碳汇功能的主要限制因子,化石燃料及化肥的大量使用导致生态系统氮素输入显著增加,进而影响植物-土壤之间的碳走向。植物根系分泌物是联系植物和土壤之间的纽带和桥梁。目前,氮肥施加作为草地经营和管理的重要途径,明确增施氮肥对碳素循环在陆地生态系统中的变化过程具有重要而深远的意义。本文以黄土高原典型植被白羊草为研究对象,分析不同氮添加水平(尿素0、2.5、5、7.5、10、15 g N
由于气候变化和人类活动的影响,草地生态系统的大规模退化已经引起相关学者的广泛关注。尤其在环境条件脆弱和生态系统结构不良的青藏高原地区,严重的草地退化现状不但危及区域生态安全,还影响着牧区经济的可持续发展。土壤退化是草地退化的核心,土壤退化意味着草地生产力和环境调节能力的下降,探究土壤性质的变化对于土壤质量的表征和明确草地退化机理有重要意义。本研究选取西藏自治区当雄县不同退化程度(未退化、轻度退化、
近年来中国随着退耕还林还草工程的不断推进以及城市化进程的加快,土地利用/覆被变化(LUCC)极为明显。对于水土流失频发的黄土高原地区来说,LUCC下的水土保持效应研究有十分重要的意义。本研究以兰州市城关区为研究对象,对2000-2020年LUCC水土保持效应进行了初步研究与评价。研究中选用了百合地(N1)和牡丹地(N2)两个耕地,油松+侧柏混交林地(L1)和刺槐+侧柏混交林地(L2)两个林地,撂荒