反求根系吸水速率方法的检验与应用

土壤含水率剖面实测时间间隔 T与实测点间距 SI是影响平均根系吸水速率反求方法的 2个主要因子。通过数值实验 ,首先探讨分析了 T和 SI的不同取值条件下 ,平均根系吸水速率模拟值的误差效应 ,从实际应用角度出发 ,若设定平均根系吸水速率的最大绝对误差≤ 0 .0 0 15 d- 1 ,总体相对误差≤ 15 % ,则 T和 SI的选取最好能限制在如下范围之内 :5 d≤ T <15 d,SI <2 0 cm。应用上述检验分析结果 ,对两种水分胁迫条件下土柱实验中苗期冬小麦的根系吸水进行了模拟分析 ,结果表明 :持续的水分胁迫将显著地降低冬小麦根系的吸水速率 ,抑制其根系的生长 ;当上部土层水分供应不足时 ,小麦的自我调节功能可导致根系扩大其吸水范围 ,向下部土层生长。

污水灌溉对冬小麦根长密度和根系吸水速率分布的影响

由于淡水资源的紧缺 ,已有越来越多的污水被用于农业灌溉。设置田间冬小麦栽培试验 ,分析比较了污水、淡水灌溉条件下冬小麦根长密度分布和相对根长密度分布的变化规律 ,并应用平均根系吸水速率的反求方法对各处理冬小麦不同生育阶段的平均根系吸水速率分布进行了估算与分析。结果表明 :与淡水灌溉相比 ,若采用二级处理污水 (电导率 1.14m S/cm)对冬小麦实施灌溉 ,将使得近地表处的根长密度有所增加 ,而下部土层中的根长密度分布则变化不大 ;尽管灌溉水质不同、生育阶段各异 ,但冬小麦相对根长密度在相对深度上的分布却差异不大 ;污水灌溉能显著降低冬小麦的平均根系吸水速率 ,影响作物对土壤水分的吸收利用。

基于Hydrus-1D模型的玉米根系吸水影响因素分析

为探索土壤质地、植物生长状况和气象条件对不同土壤水分条件下根系吸水速率的影响机理,该文以相对根吸水速率与土壤含水率的关系衡量土壤水分有效性,利用Hydrus-1D模型模拟了3种土壤(壤黏土、黏壤土和砂壤土)中不同玉米生长状况(包括叶面积指数、根系深度和根系剖面分布)或蒸发力条件下根系吸水速率随含水率的动态变化,确定了不同条件下根系吸水速率开始降低的临界含水率。结果表明:土壤质地、植物的叶面积指数和根系分布及大气蒸发力都对根系吸水动态曲线的临界含水率有一定影响,其中根系深度和根系分布形状还影响根系吸水速率与含水率关系曲线的形状,但在3种土壤中,根系吸水速率的动态变化对植物生长和大气蒸发力的响应不同。总体而言,3种土壤临界含水率的大小是壤黏土>黏壤土>砂壤土;临界含水率随大气蒸发力的升高而升高,随根系深度和深层根系分布的增加而降低;各因子对玉米根系吸水影响程度的大小是土壤质地>根系分布形状>根系深度>大气蒸发力>叶面积指数。

根系吸水模型建立方法研究进展

目前根系吸水速率无法实际测定,为了获取根系吸水模型中的参数,验证分析根系吸水与各影响因子之间的关系,或探索植物利用土壤水分的一般规律,常常需要确定根系吸水速率的时空分布。主要归纳了建立根系吸水速率的不同方法,为建立根系吸水模型提供实际参考价值。

应用实测含水率剖面估算冬小麦相对根长密度分布

根长密度是根系研究中不可缺少的一个参数,但其适时准确的测定却存在相当的困难。该文应用平均根系吸水速率反求方法,提出了在已知两个实测含水率剖面的条件下,估算相对根长密度分布的方法,并通过田间实验和土柱实验对该方法进行了检验,结果表明:该方法可以较好地估算相对根长密度的分布,为土壤水分运移的连续模拟提供较为可靠的参数。

温室黄瓜结果期适宜根际含水量的确定

通过对温室黄瓜不同水分处理植株的生长、蒸腾以及光合特性的观测和分析,得出:根际含水量为80%-90%时植株的生长状态、光合特性、根系吸水速率以及产量均为最大,说明此含水量水平为温室黄瓜生长期的最优含水量,过高或过低均会对植株的生长发育造成不良影响,使最终产量降低。另外试验观测还发现,水分过量不仅使植株生长发育迟缓,产量水平降低,可能还是诱发根结线虫病的原因。

地下滴灌对冬小麦-夏玉米根系吸水特征的影响

了解根系吸水模式对缺水地区发展高效的灌溉管理措施至关重要。大多数估算根系吸水的模型或传统方法都需要对根系形态有详细的了解,而这很难在原位条件下获得。本研究借助Insentek水分监测仪来估算地下滴灌条件下冬小麦-夏玉米的根系吸水特征。试验于2018—2019年在防雨棚下测坑内进行,地下滴灌灌溉量分别为作物蒸发蒸散量(ETc)的0.4、0.8、1.0和1.2倍,记为0.4ETc、0.8ETc、1.0ETc和1.2ETc,并设置地面灌溉处理为对照(CK)。结果表明:土壤上层(20~50 cm)和下层(60~100 cm)根系对水分的吸收存在互补效应;除0.4ETc外,灌溉后,下层土壤根系吸水速率降低;在各灌溉周期的后期,当上层根系吸水速率降低时,下层根系吸水速率表现为增强趋势;与CK处理相比,1.0ETc处理的根系吸水速率波动幅度较小,其冬小麦和夏玉米产量分别增加7.4%和15.3%;与1.0ETc处理相比,0.8ETc处理主要降低了冬小麦灌浆前期和夏玉米灌浆后期的测定间隔累计根系吸水量,最终,0.8ETc处理冬小麦的产量增加12.7%,而夏玉米产量没有显著降低;与1.0ETc处理相比,0.8ETc处理的水分利用效率显著增加。综上,地下滴灌适度亏缺灌溉(0.8ETc)能增强深层土壤根系吸水能力,提高冬小麦的产量及冬小麦-夏玉米水分利用效率,是一种有效的高产节水灌溉策略。

利用土壤水动力学模型预测麦田土壤水分的研究

通过有限差分法,用田间实测土壤水分动态资料反求冬小麦根系吸水速率,建立了由土壤水分动态资料反求的冬小麦一维根系吸水模型,同时根据实测冬小麦根长密度资料,建立了改进Feddes模型形式的冬小麦一维根系吸水模型。模拟结果表明,两模型基本能够正确反映冬小麦根系吸水的实际状况,满足生产要求。

盐分胁迫条件下苜蓿根系吸水特性的模拟与分析

体文借鉴Ｈｏｍａｅｅ有关盐分胁迫的部分试验研究结果及一种新的数值迭代反求方法，对无水分、养分限制条件下，Ｈｏｍａｅｅ苜蓿盐分胁迫试验中苜蓿根系的吸水规律进行了数值模拟与分析，提出了一种计算相对根长密度分布函数的简便计算方法，建立了盐分胁迫条件下苜蓿根系的吸水模型．结果表明：盐分的存在会显著降低苜蓿的根系吸水速率，当土壤溶液的电导率达到约５ｄＳ／ｍ时，将极大地影响苜蓿的根系吸水；本文提出的计算相对根长密度分布函数的计算方法较为简便、可靠；基于相对根长密度分布函数的吸水模型可以较好地模拟根系的吸水规律．