典型峰丛洼地水资源高效利用及火龙果生理生态研究

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干旱缺水是阻碍岩溶地区经济发展的重要因素。本文首先介绍了国外碳酸盐岩分布及岩溶水资源的开发现状、潜力和主要开发技术;剖析了美国田纳西流域,欧洲意大利Apulia&Basilicata岩溶区、内雷特瓦河流域等典型岩溶地区水资源开发利用的成功案例,总结出美国田纳西中小流域岩溶水资源综合开发与管理模式、欧洲大流域或跨流域尺度(区域)岩溶水资源协调开发模式、Albero-bello岩溶山区雨水及表层岩溶水的收集-储存-利用模式、内雷特瓦-特雷比涅大流域岩溶水资源梯级调蓄与综合开发利用模式等。对当前岩溶区水资源开发利用的发展趋势进行了评述。这些成功经验和技术方法、模式对我国岩溶地区水资源开发利用将提供借鉴。其次,针对不纯碳酸盐岩岩溶峰丛洼地区地下水资源贫乏、地表干旱缺水严重岩溶环境,以广西平果市太平镇耶圩岩溶峰丛洼地单元为试点,在详细的岩溶水文监测与水资源评价的基础上,采用封闭洼地水文地质单元内雨水收集、坡面地表水拦截储蓄、通过溶井提水和打钻提取开发利用岩溶地下水等方式,结合极端枯水季节从相邻岩溶富水区开发地下水引水灌溉,建立多种来源水资源综合调控利用体系,形成典型的“耶圩岩溶水资源开发利用模式”,较好地解决了我国不纯碳酸盐岩峰丛洼地贫水区所存在的干旱缺水及水资源开发技术难题等关键科学问题,为包括平果贫困岩溶山区红色果业种植所在的不纯碳酸盐岩贫水型岩溶峰丛洼地区水资源开发利用提供了一种新的模式,具有较好的推广应用前景。最后,为解决干旱缺水型峰丛洼地区灌溉水资源量不足、作物灌溉需水量明显高于非岩溶区耕地,以及由于缺乏科学论证,灌溉用水量过大而效果不佳等问题,以广西平果市太平镇耶圩岩溶峰丛洼地火龙果种植技术示范区为试点,通过建立节水灌溉试验田,设计不同灌溉方案,对不同不同地质、地形和土壤条件下的火龙果种植灌溉用水指标(需水量)进行试验,通过对火龙果枝条(茎)生长量和果实生长(重量、长度和周长)状况的对比监测,分析火龙果最佳灌溉用水量(需水量)指标。试验结果表明,火龙果生长总体上有随着灌溉水量、灌溉频率增加而先增加后降低的趋势。其中,枝条生长在1次/6d、每株灌溉用水量1.5-2.5L/株方案有助于火龙果枝条(茎)的生长,1.5L/株的情况下,火龙果枝条达到最大生长量,而过量的灌溉不利于枝条生长。而火龙果开发挂果到成熟期,由于高温和强光产生了抑制作用或其他原因,灌溉需水量较小,在1次/6d、0.5-1.0L/株次效果最佳。同时,火龙果灌溉需水量还明显受地形、地质和土壤条件影响。地形较陡、土壤层较薄、土壤质地粗糙的白云岩中坡地火龙果灌溉需水量最大,如对枝条生长,按照1次/6d频率灌溉,碎屑岩缓坡地最佳灌溉水量为1.0L/株,对于两种白云岩耕地,最佳灌溉水量分别需要达到1.5-2.0L/株。对于开发挂果到成熟期,白云岩缓坡地(洼地底部)1次/6d、0.5L/株次,碎屑岩缓坡地不灌溉(即灌溉间隔可延长>6d),白云岩中坡地1次/6d、2.0L/株次效果最佳。因此,实施按时间分段、按空间分片的详细火龙果种植灌溉用水或田间水分管理方案十分必要的,尤其对缺水严重的峰丛洼地地区,是水分科学管理、节约成本和提高灌溉用水效率的保证,对推进峰丛洼地生态修复、促进生态产业的发展有着重要的推广应用价值。通过计算生理生态指标的隶属度,综合分析典型经济植物(火龙果)的抗旱性,评价典型植物对环境的适应性。结果表明:指标适应性综合隶属度规律表现为:水肥调控>灌溉间隔调控>灌溉量调控。MDA(丙二醛)、POD(过氧化物酶)含量与植物的抗性密切相关,一定程度上可认为,植物体内含量与植物抗旱性成反比。可溶性蛋白浓度、SOD、CAT、VC、PRO、可溶性糖含量越高,植物表现出抗逆境胁迫环境适应能力越强;整体上白云岩坡上样地植物抗旱性高于其他两块样地,表现出较高抗逆境胁迫环境适应能力。
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