葡萄園根系分區(qū)交替滴灌條件下土壤水分動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與模擬.pdf

1、甘肅河西地區(qū)氣候干燥，年降雨量少，但光熱資源豐富，是我國(guó)優(yōu)質(zhì)葡萄產(chǎn)區(qū)之一。然而，水資源短缺嚴(yán)重制約了葡萄這一甘肅河西走廊主要經(jīng)濟(jì)作物的產(chǎn)量以及種植面積，因此，尋找一種適合于葡萄的節(jié)水灌溉方式對(duì)于提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益都有重要的意義。 根系分區(qū)交替灌溉是一種有效的節(jié)水方法，總是交替保證一部分根區(qū)濕潤(rùn)，另一部分根區(qū)干燥，這種技術(shù)可以大量減少灌水量、降低蒸騰而不減少作物產(chǎn)量。本文在國(guó)內(nèi)外根系分區(qū)交替灌溉研究的基礎(chǔ)上，于2005～

2、2006年在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)石羊河流域農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水試驗(yàn)站進(jìn)行了葡萄園根系分區(qū)交替滴灌條件下的土壤水分動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和模擬研究，取得了如下一些主要成果： (1) 對(duì)不同滴頭流量下(81/h、41/h、21/h)裸地交替滴灌土壤水分動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究，表明在灌水量相同的情況下，滴頭流量的不同會(huì)影響水分在水平方向和垂直方向的動(dòng)態(tài)分布。滴頭流量越大，側(cè)向入滲距離越大，土面蒸發(fā)損失也大；流量越小，垂直入滲深度越大，滲漏損失也大。從減少土壤無效蒸發(fā)出發(fā)

3、選擇41/h的滴頭流量比較適合該區(qū)域。 (2) 對(duì)葡萄根系分區(qū)交替滴灌土壤水分動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究，表明隨著交替滴灌的進(jìn)行，土壤含水率出現(xiàn)交替上升的現(xiàn)象，土壤含水率變化的范圍是在0～60cm土層，0～10cm土層變化主要是因?yàn)榭瞄g土壤蒸發(fā)的影響，而20～60cm土層變化主要是因?yàn)楦滴挠绊憽?(3) 葡萄根系在徑向主要分布在距離樹干100cm的范圍內(nèi)，占到總根系的80％以上，而且根長(zhǎng)密度在徑向呈指數(shù)衰減；葡萄根系在垂直方向

4、主要分布在0～60cm范圍的土層內(nèi)，占到總根系的75％以上。在葡萄根系空間分布的基礎(chǔ)上建立了二維動(dòng)態(tài)根系吸水模型，模型考慮了根系密度在全生育期不同根區(qū)的動(dòng)態(tài)變化，為更好的模擬葡萄園根系分區(qū)交替滴灌條件下的土壤水分動(dòng)態(tài)提供了基礎(chǔ)。根系分區(qū)交替滴灌條件下，濕潤(rùn)區(qū)葡萄新根生長(zhǎng)較快，干燥區(qū)受水分脅迫根系生長(zhǎng)較慢。 (4) 瞬時(shí)莖液流的變化相對(duì)于蒸騰的變化有一定的滯后效應(yīng)，引入修正系數(shù)K對(duì)莖液流進(jìn)行修正，該修正系數(shù)與(R<,n>-G)有關(guān)

5、。修正后的液流量與P-M法計(jì)算的蒸騰量之間的相關(guān)性較好，決定系數(shù)R<'2>=0.8344。通過對(duì)比根系吸水量與液流量表明，灌水后根系吸水量大予液流量，而后液流量大于根系吸水量，但在某一時(shí)段內(nèi)根系吸水量相對(duì)于液流量誤差在10％左右。 (5) 在二維動(dòng)態(tài)根系吸水模型的基礎(chǔ)上，建立了葡萄園根系分區(qū)交替滴灌條件下的土壤水分動(dòng)態(tài)模型(APRI模型)，模型考慮了根系分區(qū)交替滴灌條件下濕潤(rùn)區(qū)與干燥區(qū)棵間土壤蒸發(fā)和根系吸水的不同。對(duì)一個(gè)灌水周期

6、內(nèi)的土壤水分動(dòng)態(tài)模擬的結(jié)果表明，以靜態(tài)根系吸水模型為基礎(chǔ)的靜態(tài)APRI模型比Hydrus-2D能更好的模擬根系分區(qū)交替滴灌條件下的土壤水分動(dòng)態(tài)。對(duì)葡萄全生育期的土壤水分動(dòng)態(tài)模擬的結(jié)果表明，以動(dòng)態(tài)根系吸水模型為基礎(chǔ)動(dòng)態(tài)APRI模型模擬值的平均相對(duì)誤差小于5％，動(dòng)態(tài)APRI模型在預(yù)測(cè)根系分區(qū)交替滴灌條件下葡萄全生育期的土壤水分動(dòng)態(tài)的精度高于靜態(tài)的．APRI模型。用動(dòng)態(tài)APRI模型模擬不同灌水模式下全生育期土壤水分動(dòng)態(tài)的結(jié)果表明，當(dāng)灌水量相同