局部根区灌溉对土壤水分动态变化的影响

发布时间:2014/11/18 16:40:00

  摘 要:通过田间试验,采用大棚种植黄瓜,在均匀灌水、亏缺均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌4种方式下对其进行处理。分析不同灌溉方式和灌水条件下,试验田中供试作物生育期内土壤水分的动态变化规律。试验结果表明:测定期间,进行均匀灌水处理的A区和亏缺均匀灌水的B区,二者垄沟两侧土壤水分变化无明显差异,而进行交替灌水处理的C区和固定灌水处理的D区,随着时间推移,干湿两侧土壤水分趋于平衡状态,表明垄沟干湿两侧都存在明显的渗透过程,可以根据植物自身的生长需要相互补充水分。从整个分析的结果得到,交替灌溉不但可以节约大量水资源,土壤水分消耗慢,还能使水分在土壤内储存时间较长,是值得推广的灌溉技术

 

  水是生命的源泉,是维系社会进步、生态环境和人类文明的基础因素。而我国水资源严重匮乏,农业节约水灌溉技术仍未得到很好的普及利用。我们必须进一步提高认识,抓紧完善节水灌溉的规划,大力推进节水灌溉技术的研究、和应用,以好地服务“三农”,推进社会的现代化进程。

  近年来,中国的灌溉实践表明,作物本身具有生理节水与抗旱能力,作物各生育阶段的需水量不同,各生育阶段对水分的敏感程度也不同,适当地进行水分亏缺调控,对于促进群体的高产为。已有的试验资料表明,减少棵间蒸发量不会影响作物产量,如覆盖保墒和局部灌溉技术均可较大幅度减少棵间蒸发量。在一定条件下,适当减少作物植株蒸腾量,也不会导致减产。相反作物在某些生育阶段水分亏缺,对作物生长发育与高产反而有利,其它阶段短期轻度水分亏缺,也不会导致减产,甚至产量会高。这表明了作物在长期的进化过程中,产生了对水分暂时亏缺的适应性与补偿性。因此,满足作物蒸腾理论、按根系层保持适宜的含水量进行灌溉及有关任何阶段土壤水分的亏缺均会导致作物减产的假说等等,已经不能适应节水灌溉的发展需要。因此,节水灌溉模式、土壤水分调控等对作物需水量的影响,则随着节水灌溉理论与技术的日新月异,其影响机理及影响程度的确定,越来越成为新的难题及研究热点[1]。

  随着经济的发展,农业规模不断扩大,而农业用水占水资源总量的比例却没有增长,甚至还在下降[2]。由此,必须对节水灌溉条件下主要作物的需水量进行试验研究,为水资源的利用提供科学依据。近年来国内外提出了包括局部根区灌溉在内的许多节水灌溉新方法与新技术。局部根区灌溉在国外一般称为局部根区干燥(partial rootzone drying,PRD)技术,实际上包括交替根区灌溉和固定部分根区灌溉[3,4]。其中的固定部分根区灌溉,是指灌溉始终只在根系的一侧进行。而交替根区灌溉则强调对不同根区交替进行灌溉或干燥(垂直或方向)。与传统灌溉(全部根区均匀灌溉)方式比较,局部根区灌溉技术是力求从作物根系的功能和改变根系区域的湿润方式,诱导根系吸收补偿效应,使其产生水分胁迫的信号传递至叶气孔,减小田间的蒸腾耗水。同时可以改善根系的吸收功能,亦可减少棵间全部湿润时的无效蒸发和总的灌溉用水量,达到不牺牲光合产物积累和产量而大幅度提高水肥利用[5,6],从终而达到节水、高产[7-10]、的目的。 局部灌溉技术与传统灌溉方法的区别在于对作物根区的湿润状况不同,整个根系不再处于均一环境,而是处在非均一且多变的土壤环境中[11]。这种根区土壤水分的不同变化对根际微环境产生影响,调节根际微生态系统中水分和养分离子的传导性能。一方面,水分会影响土壤元素的化学性与动力学性。另一方面,局部灌溉下非灌溉侧的适度水分亏缺可抑制作物根系生长,降低根系的吸收面积和吸收能力,使木质部液流粘滞性增大。

  土壤水同地表水、地下水一样是水资源的重要组成部分。土壤水指的是由地面向下至地下水面潜水面以上土壤层中的水分。土壤水是土壤重要的组成部分之一。它在土壤形成过程中起着重要的作用, 它不仅影响着土壤的物理性质, 制约着土壤中的养分和溶质的溶解、转移和微生物的, 而且是构成土壤肥力和土壤性质的一个重要因素[12]。土壤水分也是植物生长、植被恢复的主要影响因子,对作物的生长、节水灌溉等有着重要的作用。植物通过自身调节,有适应环境的潜力。植物生长发育所需要的水分,主要是由土壤来供给。土壤中养分的转化和释放也必须在有水的情况下才能进行[13],因此土壤中含水量的多少直接影响着农作物的生长、发育及其产量与品质。经常了解土壤中的水分状况,可以及时提出灌排措施,从而植物生长发育良好,获得高产[14],这也是本实验研究的主要目的之一。