盐分胁迫条件下冬小麦根系吸水模型的构建与验证.pdf

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1、第27卷第1期1122011年1月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．1Jan．201l盐分胁迫条件下冬小麦根系吸水模型的构建与验证王利春L2，石建初2，左强燃，朱向明3(1．中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083：2．中国农业大学资源与环境学院，北京1001933．中国科学院东北地理与农业生态研究所，哈尔滨150081)摘要：为了验证盐分胁迫条件下根系吸水与根氮质量之间的关系，同时对盐分胁迫修正因子的参数进行优化，该研究通过布置田间试验，对冬小麦平均根系吸水速率分布进行了估算，并对其与根氮质最密度之间的关系进行了分析，结果表明，田间试验

2、条件下，冬小麦最大根系吸水速率与根氮质量密度仍呈线性正比关系。在此基础上，建立了盐分胁迫条件下基于根氮质量密度分布的根系吸水模型，并对其中盐分胁迫修正因子中的参数进行了优化，进而对咸水灌溉条件下冬小麦的根系吸水规律进行了模拟，其结果与利用反求方法估算得到平均根系吸水速率分布吻合较好，表明盐分胁迫条件下，冬小麦根系吸水与根氮质量之间的线性正比关系仍然成立，并可用于优化盐分胁迫修正因子，从而建立相关的根系吸水模型。关键词：盐分，胁迫，模型，冬小麦，根氮质量密度，盐分胁迫修正因子doi：10．3969，j．issn．1002—6819．2011．01．017中图分类号：$271文献标志码：A

3、文章编号：1002—6819(2011)一01—0112—06王利春，石建初，左强，等．盐分胁迫条件下冬小麦根系吸水模型的构建与验证[J】．农业工程学报，2011，27(1)：”2—117．WangLichun。ShiJianchu，ZuoQiang，eta1．EstablishingandvalidatingtherootwateruptakemodelofwirIterwheatundersaltstressconditions[J】．TransactionsoftheCSAE，2011，27(1)：112--117．(inChinesewithEnglishabstract)0引

4、言水资源短缺已成为制约中国农业发展的首要问题之一，每年有大面积的农田因干旱而减产【1】。我国干旱、半干旱地区分布有大量的地下咸水资源，如黄淮海平原，咸水区的面积约4．7×104km2，2～5g／L的咸水资源达5．4×109m3[21。利用咸水资源进行灌溉已成为解决我国农业水资源短缺的有效途径之一。咸水灌溉在减少干旱对作物产量造成损失的』一J时也向土壤输送了大量的盐分。如果通过咸水灌溉带入到土壤中的盐分在作物根区富集，在盐分胁迫的作用下，作物根系吸水功能会有一定程度的减弱，作物的长势、产量也会受到一定程度的影响。因此，研究盐分胁迫条件下土壤水盐运移规律，对于提高咸水资源利用效率、制定合理

5、灌溉制度、解决农业水资源短缺问题具有十分重要的意义，而有关盐分胁迫对作物根系吸水功能的影响当属其中不可或缺的研究内容。作物根系吸水主要受到三方面因素的影响：一是土收稿H期：2010-07—24修订日期：2010-12．03基金项目：国家科技支撑计划项目(2009BADA3805)；国家自然科学基金项目(50779065)；国家自然科学基金项目(50809071)作者简介：王利春(1982一)，男，河北人，博士生，主要从事农业水土资源与环境研究。北京，中国农业大学水利与土木工程学院，100183。Email：wwllcc-868@tom．com※通信作者：左强(1965一)，男，湖北人。

6、教授，博士生导师，主要从事多孔介质中的质量运移与能量传输研究．北京，中国农业大学资源与环境学院。100093。Email：qiangzuo@call．edu．gn农业工程学会会员：左强E041200492S壤因素(土壤水分、养分、盐分、温度、通气状况等)，常用相应的胁迫因子(比如水分胁迫修正因子、盐分胁迫修正因子等)来表础孓4】；二是气象因素(温度、光照、风速等)，常通过潜在蒸腾速率来表征【5】；三是作物特性(作物种类、生长期、根系等)，一般通过根系生长分布来反映【61。由于根长密度比根重密度更能反映根系的吸收活性【刀，目前绝大部分根系吸水模型都用根长密度来表征根系生长分布规律I引11

7、，并且，这些模型都假设在最优水分条件下根系吸水速率与根长密度成线性正比关系t12-13J。已有研究结果表明：植物根系衰老交替变化频繁，并非所有的根系都能从土壤中吸收水分，根系吸水能力随着根龄的增大而降低，且根系的不同部位具有不同的吸收功能，因而有关作物根系吸水与根长密度呈线性正比关系的假设可能存在一定的缺陷[141。针对冬小麦根系吸水功能与根系特征参数之间的关系，Shi和Zuo[15】布置了苗期冬小麦室内水培试验与土柱栽培试验，其研究结果表明：