蓄水坑灌條件下蘋果樹根系吸水模型試驗研究.pdf

1、蓄水坑灌法是一種將解決干旱問題和控制水土流失問題結(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根區(qū)含水率變化、根系分布及根系吸水規(guī)律，對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)項目(051115)和(2007031069)的研究內(nèi)容，本文采用數(shù)值模擬與試驗相結(jié)合的技術(shù)路線對果園紅富士蘋果樹根系吸水進行研究。首先，在果園對紅富士蘋果樹根系分布和根區(qū)土壤水分分布空間特征進行調(diào)查研究，然后在此基礎(chǔ)上根據(jù)根區(qū)土壤水動力學(xué)原理建立蘋果樹吸水根的吸水模型并運用田間實測資料驗證模型的準(zhǔn)確性，主要研究內(nèi)容如下: 1.蘋果樹根區(qū)土壤含水率動態(tài)變化研究。根據(jù)土鉆法定期測定的果樹根區(qū)含水

3、率資料分析表明:地表處含水率波動劇烈變化幅度較大，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較快。 2.蘋果樹吸水根空間分布特征研究。采用WlNRHIZO根系分析軟件對果樹根系實測數(shù)據(jù)進行分析，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密度減小，深度與根長密度呈指數(shù)關(guān)系。并對蓄水坑灌前后根系分布變化進行分析:蓄水坑灌后果樹吸水根根長密度峰值下移，但由于試驗果園實施蓄水坑灌法時間不到一年，下移幅度不是很大。 3.蘋果樹吸水模型建立研究。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Molz-Remson形式的蘋果樹二維根系吸水模型，引入了土壤水勢對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

5、果樹根系吸水的實際狀況。根據(jù)土壤水分動態(tài)資料建立的果樹根系吸水模型，雖然需要編寫反推根系吸水強度的計算機程序，需要進行較多的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，但是可以免去繁重的根長密度測定工作，對根系的破壞較小，并且所得的根系吸水模型的模擬精度較高。 4.蘋果樹根區(qū)土壤水分運動模擬研究。建立了含有根系吸水項的蘋果樹根區(qū)土壤水分運動模型，采用ADI法對模型進行求解，并采用實測資料進行驗證。結(jié)果表明計算結(jié)果與實測結(jié)果吻合較好，可以看出兩者有較好的一致性，說