冬小麦根系吸水模式的研究

依据冬小麦根系伸展深度、重量根密度以及土壤含水量分布的实测资料,对冬小麦根系吸水分布进行了动态模拟。在分析根系吸水规律的基础上考虑根系分布状况、土壤含水率、蒸腾速率等因素的影响,建立了一个冬小麦根系吸水模式,该模式经实际应用,效果良好。     

蒸发条件下冬小麦田土壤水热耦合运移模拟

综合考虑了根区土壤水分动态、根系吸水、蒸发蒸腾、地表能量分配和土壤中温度分布5个子系统，建立了冬小麦蒸发条件下土壤水热耦合运移模拟模型，经实测资料检验其精度较高。该模型可用于田间水分动态、根系吸水、蒸发蒸腾、地表能量分配和土壤中温度分布的模拟或预测。     

线性根系吸水模型在土壤—作物系统中的应用

在土壤－作物系统中，根系吸水模型是连接土壤和作物的桥梁，然而又是最难处理的一个环节。按植物生长发育规律模拟根系在各个土层中生长速率和绝对量分布的方法，难以获得满意的结果。将几个影响根系吸水的因素综合起来考虑，用线性方程进行描述，建立根系吸水模型，是近些年来出现的一个较为简捷的新途径。本文通过对北京地区冬小麦田间试验的实际测定与模拟结果相比较，证明了在土壤－作物系统中采用线性根系吸水模型可取得较为理想的结果。     

极端干旱地区胡杨林根系分布的非线性分析

依据2006年5—7月在极端干旱区额济纳旗的实测资料，对胡杨林的根系分布特征进行了分析与研究，期望对全面认识胡杨根系、根系吸水及胡杨SPAC系统进一步的研究提供有力的试验依据和理论支持.该文将根系分为输运根系（d02 cm）和吸水根系（d≤02 cm）.输运根系的分布存在分形现象，根系土壤水分的变化对胡杨输运根系的分布有着直接影响.分析过程引入了土壤含水率期望的概念，当土壤含水率期望的平均值为25.03 cm·g/g时，输运根系分布的分维值为2.000 7；当土壤含水率期望的平均值为55.95 cm·g/g 时，输运根系分布的分维值为1.627 5.即当土壤含水率期望值较低时，输运根系分布的分维值较大；当土壤含水率期望值较高时，输运根系分布的分维值较小.对于吸水根系，该文建立了根长密度在垂直和水平方向的一维分布函数以及二维分布函数.采用指数函数对吸水根系的根长密度分布函数进行拟合，拟合函数与实测数据的R2分别为:0.89、0.68、0.73和0.69，说明胡杨吸水根系根长密度的分布基本符合指数衰减规律.      

蒸发条件下冬小麦田土壤水热耦合运移模拟

综合考虑了根区土壤水分动态、根系吸水、蒸发蒸腾、地表能量分配和土壤中温度分布5个子系统,建立了冬小麦蒸发条件下土壤水热耦合运移模拟模型,经实测资料检验其精度较高.该模型可用于田间水分动态、根系吸水、蒸发蒸腾、地表能量分配和土壤中温度分布的模拟或预测.     

南方地区非充分灌溉稻田水稻根系吸水模型研究

作物根系吸水是土壤-植物-大气连续体水分传输问题研究中的一个重要部分，同时又是根区土壤水分动态模拟必不可少的资料。本试验对非充分灌溉稻田水稻根系分布特征进行研究，对水稻分蘖期根系吸水进行动态模拟，得到非充分灌溉水稻的根系吸水模型，并用实测资料对模型进行验证。结果表明，模型基本反映了水稻分蘖期吸水规律。     

渭北旱塬花椒-小麦复合系统中林木及作物根系空间分布特征研究

根据样地调查,研究了花椒-小麦复合系统根系的空间分布特征.结果表明,从根系密集区来看,花椒林带根系和小麦根系在垂直分布上基本处于同一分布层;在水平方向上,花椒吸水根系绝大部分分布在林缘附近到0.5倍树高范围内,而小麦愈靠近林缘根系愈少.花椒与小麦的根系分布均集中在0～20 cm的表层,在农林复合的配置选择上,应当考虑这一因素,冬小麦的种植区域应当在花椒1倍树高范围以外,以避免两者之间的水肥竞争问题.     

南方地区非充分灌溉稻田水稻根系吸水模型研究

作物根系吸水是土壤-植物-大气连续体水分传输问题研究中的一个重要部分,同时又是根区土壤水分动态模拟必不可少的资料.本试验对非充分灌溉稻田水稻根系分布特征进行研究,对水稻分蘖期根系吸水进行动态模拟,得到非充分灌溉水稻的根系吸水模型,并用实测资料对模型进行验证.结果表明,模型基本反映了水稻分蘖期吸水规律.     

根系分布形式和土壤质地对作物蒸腾量影响的模拟研究

根系吸水是土壤-作物系统水动力学的关键过程,作物根系的分布形式对蒸腾量的影响极大。基于数值模拟的方法对在黏壤土和砂壤土条件4种根系分布形式、不同潜在日蒸腾量条件下的土壤水分和蒸腾量进行系统研究。结果表明:对于根长30 cm的情况,在作物蒸腾过程中,根区深度范围内的土壤含水量变化明显,40 cm以下土层的水分基本不能被根系吸收利用。植物根系分布越均匀,越有利于根前期吸水,但后期吸水困难。砂壤土比黏壤土含水量的变化更快,且根区附近的土壤水分较黏壤土更易被植物根系吸收。     

宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨吸水根系的空间分布与模拟

研究三倍体毛白杨Populus tomentosa吸水根系空间分布特征是建立三倍体毛白杨根系吸水模型的基础。采用根钻法对宽窄行栽植模式下毛白杨吸水根系的空间分布特征进行了研究。结果表明：垂直方向上,宽、窄行内的吸水根系均在0 ～ 60 cm递减,但在60 ～ 80 cm又有小幅度增加;且根系主要分布区域都在0 ～ 20 cm土层内,根长密度分别达到0.080 cm·cm^-3和0.074 cm·cm^-3,约占各自系统总根量的44.14%和48.71%;相同水平方向0 ～ 100 cm范围内宽行各土层的根长密度较窄行相应土层均有大幅度增加,增加量分别为35.45%,36.76%,71.67%和72.27%。水平方向上,宽行20 ～ 200 cm内毛白杨根长密度呈指数递减分布;吸水根系主要集中分布在20～80 cm内,该区域总根长密度为0.250 cm·cm^-3,约占系统总根量的49.20%;窄行内吸水根系的水平分布不规律,各土层不同带距间根长密度差异不显著。对窄行拟合了一维根长密度分布函数,决定系数为0.288;对宽行拟合了二维根长密度分布函数,复相关系数达到0.538。研究结果将为进一步探索毛白杨速生丰产林根区的土壤水分动态以及土壤?鄄植物?鄄大气连续体（SPAC）系统中的水分传输机制提供基础资料和理论支持。图5表2参12     

土壤—植物根系统的水分传输(综述)

以土壤-根系统的水分传输为主题,对土壤、根、水三者的内在联系,根系吸水机制和水流阻力分布等问题的研究进展和异议做了重点讨论。根系具有向湿润土层发育的功能.活性根系的空间分布直接受到剖面土壤水分变化的影响。根系吸水同时受到根际水势梯度和蒸腾速率的影响,但人们对三者关系的认识各异。根阻力是土-根系统主要阻力的观点已为多数学者接受,但仍有相反的例证。虽然,根的轴向阻力远较径向阻力小,但新的证据表明根的轴向阻力不容忽视。根毛和菌根在土-根系统的水分传输中亦有特定的功能和作用。     

农田“五水”相互转化的动力学模式及其应用

通过对麦田水分微循环规律的研究,提出了描述降水（灌水）入渗、地下潜水蒸发（或补给）、根区土壤水分传输、根系吸水和蒸发蒸腾等五个子系统的麦田“五水”（大气水、地面水、地下水、土壤水和植物水）转化动力学模式。论述了模型参数的测取方法。经大田初步试验表明,该模型对于模拟麦田水分动态和“五水”转化关系具有较高的精度。     

Interactions of Water Management and Nitrogen Fertilizer on Nitrogen Absorption and Utilization in Rice

The interactions of water management and nitrogen fertilizer on nitrogen absorption and utili-zation were studied in rice with Wuxiangjing9 (japonica). The results showed that the nitrogen uptake and re-maining in straw increased and the percentage of nitrogen translocation (PNT) from vegetative organs, nitro-gen dry matter production efficiency (NDMPE) and nitrogen grain production efficiency (NGPE) decreasedwith nitrogen increasing. The nitrogen uptake and NGPE decreased when severe water stressed. However, ricenot only decreased the nitrogen uptake but also increased the PNT from vegetative organs, NDMPE and NGPEwhen mild water stressed. There were obvious interactions between nitrogen fertilizer and water management,such as with water stress increasing the effect of nitrogen on increasing nitrogen uptake was reduced and thaton decreasing NDMPE was intensified.     

基于根重的作物根系吸水模型初步研究

作物根系吸水受多种吲素影响,笔者在前人研究的基础上,从根系自身生物量变化的角度,依据土壤水动力学原理．构建以根重为因变量的根系吸水模型。采用均方根洪差（RMsE）和平均绝对百分误差（MAPE）2个评价指标对模型进行检验和评价。结果表明．RMSE全年统计的变化范嗣O．477～1．231．MAPE全年统计的变化范同1．082％～4,052％．平均RMSE为O．810,平均MAPE为2．520％．模拟精度基本满足要求。说叫建立的根系吸水数值模型及编写的程序具有较高的模拟精度,能够较好地模拟自然条件下作物生长期间的土壤水分动态变化,．     

水氮互作对水稻氮吸收与利用的影响

 以迟熟中粳稻武香粳9号为材料,研究了不同水分管理方式和施氮量对水稻氮素吸收与利用的影响。结果表明,随施氮量增加,水稻吸氮量增多,稻草中氮滞留增加,营养器官氮转运率降低,氮素利用率和产谷效率下降;水分胁迫过强,则水稻吸氮量减少,氮素产谷效率下降;水分胁迫适度,则水稻氮素吸收保持不变,且可更多地调动和利用营养器官中的储存氮,提高氮素利用率和产谷效率;水与氮存在明显互作作用,水分胁迫增强,则减弱了氮肥促进水稻吸氮的作用,增强了氮肥降低水稻氮素利用率的效应。结合产量表现,提出采用适度的水分胁迫,提高水稻氮素利用率,     

土壤坡面侵蚀模型在水土流失监测中的应用研究

土壤坡面侵蚀模型是当前水土流失监测预报的重要工具,明确其应用存在的问题有助于指导生产实践并提升水土流失监测与水土保持评价的科学性。采用同一数据源,对比研究三因子模型、USLE模型及CSLE模型的坡面侵蚀监测结果,揭示了3种模型侵蚀强度分级的差异性。三因子模型与USLE模型的侵蚀等级划分结果相近,而CSLE模型划分的侵蚀等级偏高。CSLE模型划分的中度及以下等级侵蚀分布在3.0°以下坡耕地,5.0°以上坡耕地以强烈及以上侵蚀等级为主且极强烈和剧烈侵蚀面积占总侵蚀面积的80%以上,3.0°～5.0°的坡耕地各侵蚀强度等级所占比例相当,5.0°可以确定为东北地区坡耕地侵蚀强度由轻变重的临界坡度。     

基于土壤水动力学的树木根系吸水模型构建(Ⅰ)——单株

植物根系吸水模型是目前树木耗水研究领域的热点问题。树木作为一个独立的个体,是林分的基本单位。土壤水是林木耗水的源泉。该文根据达西定律和裘布衣假定,把树木根系近似看作为倒圆锥体,建立了树木根系吸水模型,并以油松为例对模型进行了验证。结果表明:6—8月份的模拟结果与实测值比较吻合,平均差值为0.110mm/d,平均误差为3.61%,但是9月份的误差偏大。     

土壤无限制水分区间的修正研究

土壤无限制水分区间(NLWR)是指土壤水势、通气状况和机械阻力对作物生长发育没有限制作用的土壤水分含量区间。在保持其上限即土壤田间持水量或通气孔隙为10%时的土壤含水量不变的基础上,该研究对下限进行了修正,取土壤总水势为-0.3 MPa时的含水量或土壤机械阻力为0.85 MPa时的含水量作为NLWR的下限,代替原有的是永久萎蔫点或土壤机械阻力为2.0 MPa时的含水量。用上限的最小值减去下限的最大值,即可计算出NLWR。与原有的NLWR或土壤最小限制水分区间相比,修正后的NLWR更具有现实意义。NLWR为0时所对应的土壤容重(D b)称为临界容重(D b-thr),可以作为田间土壤物理质量管理的判断标准。当D bD b-thr时,土壤物理性质对作物产生阻碍作用,需进行土壤改良;当D bD b-thr时,只要土壤含水量处于NLWR之内,土壤物理性质对作物生长无影响,此时NLWR可以作为农田水分灌溉管理的依据。     

冬小麦根系对水分胁迫期间和胁迫后效的响应

 为揭示土壤水分胁迫期间和胁迫后效对植株根系生物量累积的影响，本文以冬小麦为对象，利用温室盆栽试验结果对其做了分析。结果表明，土壤水分在胁迫期间和胁迫后效对根重的抑制量不同，主要受胁迫程度和胁迫持续时间的影响；在胁迫期间，不同水分处理的根重抑制量源于此期间的胁迫强度，且重度胁迫处理大于中度胁迫处理；在胁迫解除后，尽管胁迫后效对根重的影响仍表现在相应时段的胁迫强度上，但是短期胁迫处理大于长期胁迫，中度胁迫大于重度胁迫处理；分析不同水分胁迫条件下的冬小麦根系的受抑制状况，集中表现为在短期胁迫和长期中度胁迫处理中，根重抑制量主要归因于胁迫后效应作用下的胁迫强度；而长期重度胁迫处理对根的抑制量源于胁迫期间的胁迫强度。结合前期的成果可见，水分胁迫对根生长的影响是源于前一个生育期已形成的基础、此生育期的环境响应以及前一个生育期环境效应的滞后作用的综合结果。