蓄水坑灌條件下蘋(píng)果樹(shù)根系吸水模型試驗(yàn)研究.pdf

1、蓄水坑灌法是一種將解決干旱問(wèn)題和控制水土流失問(wèn)題結(jié)合在一起的適合于山丘區(qū)果林灌溉的新方法。蓄水坑灌法最大特點(diǎn)是水分直接滲入根區(qū)土壤，使水分分布在根區(qū)中深層土壤，并且坑壁是臨空面改善了中深層土壤的通透性，這樣有利于根系呼吸、可以誘導(dǎo)根系深扎，根系就能更大范圍地吸收養(yǎng)分和水分，提高抗旱能力，達(dá)到增產(chǎn)的目的。因此研究此條件下的果樹(shù)根區(qū)含水率變化、根系分布及根系吸水規(guī)律，對(duì)蓄水坑灌法在干旱半干旱地區(qū)的推廣應(yīng)用，提高干旱半干旱地區(qū)水的利用效率有重

2、要意義。 結(jié)合山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(051115)和(2007031069)的研究?jī)?nèi)容，本文采用數(shù)值模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的技術(shù)路線對(duì)果園紅富士蘋(píng)果樹(shù)根系吸水進(jìn)行研究。首先，在果園對(duì)紅富士蘋(píng)果樹(shù)根系分布和根區(qū)土壤水分分布空間特征進(jìn)行調(diào)查研究，然后在此基礎(chǔ)上根據(jù)根區(qū)土壤水動(dòng)力學(xué)原理建立蘋(píng)果樹(shù)吸水根的吸水模型并運(yùn)用田間實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，主要研究?jī)?nèi)容如下: 1.蘋(píng)果樹(shù)根區(qū)土壤含水率動(dòng)態(tài)變化研究。根據(jù)土鉆法定期測(cè)定的果樹(shù)根區(qū)含水

3、率資料分析表明:地表處含水率波動(dòng)劇烈變化幅度較大，隨著土層深度的增加，土壤水分受自然環(huán)境和人為因素影響逐漸減小含水率波動(dòng)減弱；在90～110cm處即中深層根區(qū)，出現(xiàn)了含水率明顯偏低的土層，由于修建了蓄水坑的緣故使中深層土壤的通透性得到改善，有利于根系呼吸，根系吸水速率加快使得土壤水分變動(dòng)較快。 2.蘋(píng)果樹(shù)吸水根空間分布特征研究。采用WlNRHIZO根系分析軟件對(duì)果樹(shù)根系實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明:根系主要分布在距地表0～120cm范圍內(nèi)

4、，隨著深度的增大根長(zhǎng)密度減小，深度與根長(zhǎng)密度呈指數(shù)關(guān)系。并對(duì)蓄水坑灌前后根系分布變化進(jìn)行分析:蓄水坑灌后果樹(shù)吸水根根長(zhǎng)密度峰值下移，但由于試驗(yàn)果園實(shí)施蓄水坑灌法時(shí)間不到一年，下移幅度不是很大。 3.蘋(píng)果樹(shù)吸水模型建立研究。分別根據(jù)根系密度資料和土壤水分動(dòng)態(tài)資料建立了二維根系吸水模型。根據(jù)根系密度資料建立改進(jìn)Molz-Remson形式的蘋(píng)果樹(shù)二維根系吸水模型，引入了土壤水勢(shì)對(duì)根系吸水的影響函數(shù)，由模擬結(jié)果看出模型基本上能正確反映蘋(píng)

5、果樹(shù)根系吸水的實(shí)際狀況。根據(jù)土壤水分動(dòng)態(tài)資料建立的果樹(shù)根系吸水模型，雖然需要編寫(xiě)反推根系吸水強(qiáng)度的計(jì)算機(jī)程序，需要進(jìn)行較多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，但是可以免去繁重的根長(zhǎng)密度測(cè)定工作，對(duì)根系的破壞較小，并且所得的根系吸水模型的模擬精度較高。 4.蘋(píng)果樹(shù)根區(qū)土壤水分運(yùn)動(dòng)模擬研究。建立了含有根系吸水項(xiàng)的蘋(píng)果樹(shù)根區(qū)土壤水分運(yùn)動(dòng)模型，采用ADI法對(duì)模型進(jìn)行求解，并采用實(shí)測(cè)資料進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好，可以看出兩者有較好的一致性，說(shuō)