论文摘要
我国是一个农业大国,其中灌溉水是农业用水的主要消耗途径。随着经济发展以及人口的膨胀,水资源供求关系越来越紧张,不同途径的节水方式正在蓬勃发展,取得了较大成果。但是由于地域差别,发展因地制宜的节水灌溉方式势在必行。在我国西北地区,果园种植面积不断增加,但是年降雨量少且水土流失严重限制了其发展。针对这一问题,孙西欢教授于1998年提出了一种新型果园灌溉方法—蓄水坑灌。研究节水灌溉机理并提高水分利用效率,必先了解吸水根系的分布状况。本文采用土壤水分测量系统(TRIME-PICOIPH)对土壤体积含水量进行测定,根钻法采集苹果树的根系,并用WinRHIZO软件分析并提取根长密度资料,分析研究了苹果树根区范围内的土壤体积含水量变化及不同灌溉方式苹果树吸水根系的分布,并根据根系密度资料建立了根系吸水模型。丰富了蓄水坑灌条件下根系分布的研究,为进一步建立合理的根系吸水模型和根区土壤水分、养分的研究奠定理论基础。研究结果亦可为其他植物根系吸水模型的建立提供参考。本文主要研究结果如下：(1)根区范围内土壤含水率变化规律：1)垂向上,距树干不同径向处的土壤含水量随土层深度的变化趋势基本一致。地表附近,土壤中的含水量较低,随着土层深度的增大,土壤含水量也在逐渐变大,当土层深度达到一定值时,土壤含水率不再继续增加而是呈现出减小的趋势。2)径向上,土壤含水率表现出距蓄水坑越远,土壤含水率越小的趋势。蓄水坑附近的含水率较大且靠近树体的一侧含水量较大。3)随着时间的变化,土壤水分的垂向分布大致相同,均表现为随着土层深度的增加,土壤含水率先增加后减少。随着时间的推移,水分向土壤的中深层运移,但是由于环境因素影响能力的减弱,土壤含水率变化程度降低。在不同时间尺度上,各个深度范围的土壤含水率的径向分布特征基本一致,都是以蓄水坑为中心,向四周逐渐递减,同时土壤含水率随着时间的变化逐渐减小。(2)果树吸水根系分布规律研究：1)地面灌条件下果树吸水根系在垂向上随着深度的增加,根长密度呈现出先增加后减少的趋势,0-100cm是其主要分布区。在径向上,果树根系主要分布在距树干30cm处,距树干越远,果树的根长密度越小。2)蓄水坑灌条件下,果树根长密度在垂向上与地面灌溉的分布规律相近,但是在地下60cm处根长密度明显增加,根长密度的峰值较地面灌峰值下移。水平方向上,根系密度主要分布在30-60cm范围内。3)无论是蓄水坑灌还是地面灌条件下,根长密度与垂向、径向距离之间呈现指数函数关系。(3)果树吸水根系模型建立本文采用根长密度资料,建立了蓄水坑灌条件下苹果树根系三维吸水模型,并用田间实测资料对其验证,结果表明本文所建的三维根系吸水模型可用于蓄水坑灌苹果树根系吸水计算。