葡萄园根系分区交替滴灌条件下土壤水分动态变化规律与模拟

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1、中国农业大学博士学位论文葡萄园根系分区交替滴灌条件下土壤水分动态变化规律与模拟姓名：周青云申请学位级别：博士专业：农业水土工程指导教师：康绍忠20070501摘要甘肃河西地区气候干燥，年降雨量少，但光热资源丰富，是我国优质葡萄产区之一．然而，水资源短缺严重制约了葡萄这一甘肃河西走廊主要经济作物的产量以及种植面积，因此，寻找一种适合于葡萄的节水灌溉方式对于提高当地经济、生态和社会效益都有重要的意义．根系分区交替灌溉是一种有效的节水方法，总是交替保证一部分根区湿润，另一部分根区干燥，这种技术可以大量减少灌水量、降低蒸腾而不减少作物

2、产量。本文在国内外根系分区交替灌溉研究的基础上。于2005～2006年在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站进行了葡萄园根系分区交替滴灌条件下的土壤水分动态试验和模拟研究，取得了如下一些主要成果：(1)对不同滴头流量下(8抽、41／h、2lm)裸地交替滴灌土壤水分动态进行了研究，表明在灌水量相同的情况下，滴头流量的不同会影响水分在水平方向和垂直方向的动态分布．滴头流量越大，侧向入渗距离越大，土面蒸发损失也大；流量越小，垂直入渗深度越大，渗漏损失也大．从减少土壤无效蒸发出发选择41／h的滴头流量比较适合该区域。(2)对葡萄

3、根系分区交替滴灌土壤水分动态进行了研究，表明随着交替滴灌的进行，土壤含水率出现交替上升的现象，土壤含水率变化的范围是在0～60cm土层，0"-．,10cm土层变化主要是因为棵间土壤蒸发的影响，而20～60cm土层变化主要是因为根系吸水的影响．(3)葡萄根系在径向主要分布在距离树干100cm的范围内，占到总根系的80％以上，而且根长密度在径向呈指数衰减；葡萄根系在垂直方向主要分布在0．,-60cm范围的土层内，占到总根系的75％以上。在葡萄根系空间分布的基础上建立T--维动态根系吸水模型，模型考虑了根系密度在全生育期不同根区的动

4、态变化，为更好的模拟葡萄园根系分区交替滴灌条件下的土壤水分动态提供了基础。搬系分区交替滴灌条件下，湿润区葡萄新根生长较快，干燥区受水分胁迫根系生长较慢。(4)瞬时茎液流的变化相对于蒸腾的变化有一定的滞后效应，引入修正系数K对茎液流进行修正，该修正系数与忸．一G)有关。修正后的液流量与P--M法计算的蒸腾量之间的相关性较好·决定系数∥=0．8344．通过对比根系吸水量与液流量表明，灌水后根系吸水量大于液流量，而后液流量大于根系吸水量，但在某一时段内根系吸水量相对于液流量误差在10％左右．(5)在二维动态根系吸水模型的基础上，建立

5、了葡萄园根系分区交替滴灌条件下的土壤水分动态模型(APRl模型)，模型考虑了根系分区交替滴灌条件下湿润区与干燥区棵问土壤蒸发和根系吸水的不同。对一个灌水周期内的土壤水分动态模拟的结果表明，以静态根系吸水模型为基础的静态APRI模型比Hydrus-2D能更好的模拟根系分区交替滴灌条件下的土壤水分动态．对葡萄全生育期的土壤水分动态模拟的结果表明，以动态根系吸水模型为基础动态APRI模型模拟值的平均相对误差小于5％，动态APRI模型在预测根系分区交替滴灌条件下葡萄全生育期的土壤水分动态的精度高于静态的APRI模型。用动态APRl模型

6、模拟不同灌水模式下全生育期土壤水分动态的结果表明，当灌水量相同时，应选择较小的滴头流量，另外，地表土壤含水率会影响棵间土壤蒸发，要尽可能的减少地表的湿润次数与湿润面积。APRI模型是对Hydms-2D模型的改进，Hydrus-2D模型没有考虑干燥区与湿润区棵间土壤蒸发的不同。关键词：干旱区，根系分区交替滴灌，根系吸水，葡萄，土壤水分运动AbstractTheltexicorridorof(3ainulocatesinthearidltCgJOnofnortlawe爆lChinawhichisd啪阻dcrizcdb，aridcl

7、imateandSCalrccrainfall．ThisaIeais011cofmaingoodqualitygrapeproauetiozaregionsinClainabccau∞ofabundantli01tinzIndlaI弘aay／nighttemperaturedittercnec．OntheomHhlnd，w-岍shortageisthebottleneckofgrapeinaustrydevelopmentinthisregion,thusitisessentialtofindout姐efficientwate

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