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《西北农林科技大学》 2004年
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苹果树根系吸水模型研究

姚立民  
【摘要】:准确掌握植物的根系吸水状况、了解土壤水分消耗的分布动态,不仅有利于合理制定灌溉制度,保证农业节水和高产、稳产,而且对研究土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分运转以及区域水量转化关系的SVAT模型等都是必不可少的环节。自20世纪50年代以来,植物生理、农田水利、土壤物理、水文水资源等众多领域的科研工作者分别从不同的方面对植物根系吸水的机理和特性以及根系吸水模型进行了大量的研究。这些研究,对农业灌溉、水文水资源等领域都具有十分重要的实际应用价值。 综观现有的根系吸水模型,主要集中在作物方面,对树木、荒漠植物以及农林复合系统根系吸水模型的研究则较少涉及,而树木却是构成地表植被的重要组成部分,其蒸腾耗水对土壤-植被-大气系统的水量转化关系的影响更是不容忽视。近年来,我国北方地区的果园面积不断扩大,苹果园在其中占有相当的比例。果园的耗水量是相当大的,对果园用水进行科学管理就显得十分重要。我们试图通过对苹果园苹果树根系吸水模型的研究,不仅为果园的灌溉管理和水分最优调控提供科学依据,而且可以为其他树木根系吸水模型的研究提供有益的借鉴。 通过田间实验和理论分析,对苹果树根系吸水模型的研究获得了以下结论: (1)果树的根系比较深广,行、株距较大,根系空间分布不均匀性较大。因此,不论是根据根系密度资料建立苹果树根系吸水模型,还是根据土壤水分动态资料建立苹果树根系吸水模型,其根系密度测点以及土壤水分测点的布置都比较多,从而更应当注意测点的合理布置。不论是苹果树的一维根长密度分布,还是苹果树的二维根长密度分布,都可以用e指数函数进行拟合。通过实验获得的苹果树一维根系密度分布函数为:通过实验获得的苹果树二维根系密度分布函数为: (2)苹果树的根系吸水强度主要与有效根长密度和土壤水势有关。在土壤充分供水条件下,根系吸水强度与有效根长密度大致成正比。实验所测苹果树在土壤充分供水条件下的一维根系吸水强度分布函数为: (3)据根系密度资料建立根系吸水模型,是当前普遍采用的方法,符合人们的使用习惯,不需要编写反推根系吸水强度的计算机程序,不需要进行 苹果树根系吸水棋型研究摘要 较多的数学推导,因此多为人们所采用。但是,对苹果树而言,其根系 密度的测定工作量很大,根系测定对苹果树的破坏较大。根据土壤水分 动态资料建立苹果树的根系吸水模型,虽然需要编写反推根系吸水强度 的计算机程序,需要进行较多的数学推导,需要对根区土坡进行均匀湿 润处理,但是可以免去繁重的根长密度测定工作,对苹果树的破坏较小, 并且所得苹果树根系吸水模型的模拟精度较高,因此是一种比较好的建 立苹果树根系吸水模型的方法。 根据根长密度资料建立的改进FeddeS模型形式的苹果树一维根系吸水模 型为: 。一‘、a(h)e一,22(以、甲,八 0八名,‘)==艺一一一一一一一—J八‘) (4) Ja(h)e一,“2“‘吞’‘ 根据根长密度资料建立的改进Feddes模型形式的苹果树二维根系吸水模 型为: S,(r,z,t)= a(h)L(r,z) 2二Jla(h)L(r,z)~ 不(t) (5) 根据充分供水条件下的根系吸水强度分布资料建立的苹果树一维根系吸 水模型为: a(h)e-4‘,306:‘z介,,。 0八石,‘)二可一一一一一一一一J八l) (6) 介(h)e一41““‘吞‘ 0 将建立的两个苹果树一维根系吸水模型,进行了验证,结果表明:这两 个根系吸水模型能够正确反映苹果树的根系吸水状况。 (4)苹果树棵间蒸发因距树远近不同而差异较大。一般来讲,距树近则棵间 表土蒸发小:距树远则棵间表土蒸发大。然而,由于冠层分布的不规则 性,有时也会出现反常的情况。因此,在苹果树周围不同方位、不同远 近的位置布置多个微型蒸渗仪来测定苹果树棵间蒸发量是十分必要的。 Feddes提出的根系吸水水势影响函数“(h),对冬小麦和苹果树都适用, 它不仅适用于根据根系密度资料建立的很系吸水模型,而且适用于根据 土壤水分动态资料建立的根系吸水模型。本文建立的两个苹果树一维根 系吸水模型,虽然形式相近,但它们是通过不同的途径获得的。这一方 面说明,改进Feddes模型有其理论上的正确性:另一方面说明,根据充 分供水条件下的根系吸水强度资料,借用Feddes提出的根系吸水水势影 苹果树根系吸水模型研究摘要 响函数a(h),也可以建立改进
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S661.1

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【引证文献】
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