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蒸散拆分与根系吸水特性的耦合:判断了作物的耗水特征

发布时间:2018-05-30
来源:科技外事处

  确定作物的蒸腾/蒸散比例(T/ET)及其在不同生育期根系获取土壤水的深度,是发展节水农业的重要环节。作为全球最大的耗水群体,农业灌溉每年消耗70%以上的淡水资源。节水灌溉要求合理控制与作物产量无关、无效的土壤蒸发,其核心的问题之一是准确量化T/ET比例,而确定作物水分来源的深度则直接关乎着灌溉制度的优化。以往独立开展蒸散拆分或水分来源的研究较多,而同时关注二者的关系及特征,显然能够为优化农田管理提供重要科学依据。 

  为了定量评价作物的T/ET比例及其根系的土壤水分获取深度,版纳植物园生态水文研究组的助理研究员杨斌博士等科研人员,以我国华北冬小麦农田为例,依据改进的Shuttleworth-Wallace模型(SWH模型)和微型蒸渗仪(Micro-Lysimeter)实现了对冬小麦不同生育期的蒸散拆分。同时,基于氢、氧稳定同位素(δDδ18O)技术量化了冬小麦根系获取不同深度土壤水分的季节及日变化动态。研究结果表明,SWH模型拆分的结果与Micro-Lysimeter观测数据的结果吻合效果良好;冬小麦整个生长季内,T/ET平均为71.4%(变化范围13.4%~87.0%);基于作物茎秆水、土壤水的δDδ18O特征分析,表明冬小麦生长季内78.1 ± 8.9%的水分获取来自0~50 cm的土壤层;在日尺度上,根系会在午后(12:00~18:00 LST)获取更多的深层土壤水(20~50 cm);整个生长季内,土壤蒸发耗水约为107.8 mm,其中55.8%损失于生长后期的灌浆期。该研究结果为区域农业的可持续发展提供了重要参考。  

  相关结果以Coupling evapotranspiration partitioning with root water uptake to identify the water consumption characteristics of winter wheat: A case study in the North China Plain为题发表在农林类国际重要期刊Agricultural and Forest Meteorology上。  

冬小麦不同生育期的耗水特征 (单位: mm) 

本文作者:生态水文研究组 杨斌

责任编辑:张维静_151c53
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