根系分析儀對蘋果樹根系吸水的分析

　　準(zhǔn)確掌握植物的根系吸水狀況、了解土壤水分消耗的分布動態(tài),不僅有利于合理制定灌溉制度,保證農(nóng)業(yè)節(jié)水和高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn),而且對研究土壤—植物—大氣連續(xù)體(SPAC)水分運轉(zhuǎn)以及區(qū)域水量轉(zhuǎn)化關(guān)系的SVAT模型等都是必不可少的環(huán)節(jié)。研究根系吸水具有重要的水文意義。自20世紀(jì)50年代以來。植物生理、農(nóng)田水利、土壤物理、水文水資源等眾多領(lǐng)域的科研工作者分別從不同的方面對植物根系吸水的機理和特性以及根系吸水模型進行了大量的研究,對農(nóng)業(yè)灌溉、水文水資源等領(lǐng)域都具有十分重要的實際應(yīng)用價值。

　　由于蘋果樹的以上特點,因此在建立蘋果樹根系吸水模型時,應(yīng)考慮以下幾點:

　　1、合理布置土壤水分測點,科學(xué)進行根區(qū)土壤水分觀測。土壤水分觀測資料的正確性對建立根系吸水模型至關(guān)重要,它是衡量根系吸水模型正確性的標(biāo)尺,也是通過根系吸水動態(tài)模擬的方法建立根系吸水模型的重要資料,所以應(yīng)保證土壤水分觀測資料的科學(xué)合理性。

　　2、注意土壤水分觀測對根系吸水和植株蒸騰的影響。由于蘋果樹的根系在水平方向的變化比較明顯,因此即使合理布置土壤水分測點,土壤水分測點的數(shù)量仍然較多。而布置這么多的土壤水分測點是否會對蘋果樹的根系吸水和植株蒸騰產(chǎn)生顯著影響,這關(guān)系到所建模型正確性和有效性的重要問題。

　　因此,應(yīng)當(dāng)研究土壤水分測量對根系吸水和植株蒸騰的影響問題。

　　3、蘋果樹根系吸水模型的維數(shù)問題。蘋果樹的根系不僅在垂直方向有變化,而且在水平方向也有變化,甚至在水平方向的不同方位也有變化。若僅對某一棵蘋果樹而言,建立三維根系吸水模型能夠比較真實地反映其根系吸水狀況。但由于田間各種實際情況的差異,導(dǎo)致有些蘋果樹的根系偏向這一側(cè),而有些蘋果樹的根系又偏向另一側(cè),植株個體之間的差異是必然存在的。這樣,將基于某一棵蘋果樹所建立的根系吸水模型應(yīng)用于其它蘋果樹,就不可避免地會造成較大偏差;而一維模型和二維模型由于將根系密度或土壤水分在空間進行了一定程度的平均,因此這種偏差可能會較小。所以,應(yīng)當(dāng)研究建立幾維根系吸水模型更適合于蘋果樹的問題。

　　4、不同類型蘋果樹根系吸水模型的合理性問題。將植株蒸騰量按根系密度成比例分配的方法建立根系吸水模型,需要根系密度觀測資料作為基本資料。采用這種方法建立根系吸水模型,計算工作量較小,建立模型時不存在因土壤水分觀測而對根系吸水造成影響的問題;但根系密度與根系吸水量之間的定量關(guān)系尚不很清楚,根系密度的測定工作量較大,根系密度難以準(zhǔn)確測定,對根系的破壞較大,以致模型建立起來以后,卻不再適用于原來所測的蘋果樹。通過根系吸水動態(tài)模擬的方法建立根系吸水模型,需要土壤水分動態(tài)資料作為基本資料。采用這種方法建立根系吸水模型,不存在因根系密度測定不準(zhǔn)而造成的模型誤差問題,通過土壤水分動態(tài)資料倒推出的是根系實際吸水量,測定工作量較小,對根系的破壞較小,但計算工作量大。而且,采用這一方法建立根系吸水模型,應(yīng)當(dāng)首先確保土壤水分測定不會對根系吸水自然狀況產(chǎn)生顯著影響。到底采用哪種方法建立根系吸水模型較合理,還需通過實驗比較確定。

　　5、考慮土壤分層問題。由于土壤分層,不僅不同深度的土壤參數(shù)會有所不同,而且不同深度層次的根系吸水特性也可能會有所差別。因此,在建立根系吸水模型時,不僅應(yīng)當(dāng)考慮土壤參數(shù)隨土壤分層有所不同,而且應(yīng)當(dāng)考慮不同深度層次的根系吸水特性的差別:即在同一土壤含水率范圍內(nèi),比較不同深度層次的單位根長密度根系的吸水情況。

　　6、對模型進行時間和空間驗證。由于蘋果樹是多年生植物,對基于某一時段所建立的根系吸水模型,應(yīng)當(dāng)驗證其在不同時段、不同樹齡的蘋果樹上的適用性。另外,還由于建立蘋果樹根系吸水模型的目的是要將其應(yīng)用于其它更多的蘋果樹,因此應(yīng)當(dāng)驗證所建根系吸水模型對不同植株個體的蘋果樹的適用性。

　　7、采用空間隨機場理論研究蘋果樹的根系吸水模型。果園中蘋果樹的長勢從大體上講是比較均勻的,但由于各種實際情況的差別,植株個體之間的差異還是普遍存在的。這種差異雖然并不很大,但卻不可忽略,而且這種差異具有較大的隨機性。因此,可以將蘋果園中的各個蘋果樹看作小擾動的空間隨機變量,然后利用空間隨機場理論研究整個蘋果園中蘋果樹的根系吸水模型,這需要進一步探索。

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