导读:本文包含了吸水胁迫论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:甘蔗,土壤墒情,根系吸水动态,干旱胁迫
吸水胁迫论文文献综述
莫凡,黄忠华,罗维钢,农梦玲[1]（2019）在《基于土壤墒情变化的甘蔗关键生长期根系吸水动态和缺水胁迫诊断研究》一文中研究指出[目的]根据土壤墒情的实时变化研究甘蔗各关键生长期根系的吸水特性,为直观可靠地诊断甘蔗水分亏缺和指导科学灌溉提供技术方法和理论依据。[方法]在甘蔗根际安装"智墒"水分测定仪,根据苗期、分蘖期、伸长期的根系剖面分布实时监测各关键生长期主根区土壤墒情变化,并利用测量的数据进行根系昼夜吸水动态分析和缺水胁迫诊断。[结果]甘蔗根系总体上是从上午8:00开始吸收土壤水分,18:00之后逐渐停止吸水,表现出明显的昼夜变化规律。在无外源水分补充的条件下,苗期、分蘖期和伸长期根区土壤含水量均呈现出波动下降的变化趋势,当墒情曲线由阶梯状最终变平缓时,可以判断根系吸水受到抑制,甘蔗出现水分亏缺。[结论]对土壤墒情的实时监控能够及时掌握甘蔗根系每天吸水情况的变化,实现缺水胁迫的快速诊断,从而为开展节水灌溉和制定抗旱决策提供预测预报。(本文来源于《西南农业学报》期刊2019年09期）
李会杰[2]（2019）在《黄土高原林地深层土壤根系吸水过程及其对水分胁迫和土壤碳输入的影响》一文中研究指出退耕还林是应对气候变化,控制水土流失和改善区域生态环境的重要措施,已被联合国写入2030年可持续发展议程。黄土高原曾是全球土壤侵蚀最严重的区域,生态环境极其脆弱。为控制水土流失,改善区域生态环境,国家在黄土高原大面积实施了退耕还林工程。与农田和草地等浅根植物相比,林地具有更高的需水量和更深的根系。前人研究表明:浅层土壤水无法满足成龄林地蒸散需求,并引发了深层土壤干燥化和“小老树”等一系列生态问题。因此,探究林地对于深层土壤水的利用过程及林地水分胁迫对深层土壤水分状态的响应,对于明确林地水分需求、阐明林地耗水策略和制定合理的造林方案均有重要意义。同时,作为水、碳循环的枢纽,根系吸水直接影响深层土壤的碳储量。因此,理清林地深层耗水和土壤碳输入的关系对于准确评估森林生态系统碳储量及其在全球气候变化中的作用具有重要意义。本文以黄土高原退耕还林为研究背景,以林地根系在深层土壤中的吸水过程为研究主线,通过区域尺度配对试验、空间换时间的研究方法、碳同位素技术、数值模型和大数据分析等多种方法、技术手段,分析了退耕还林以后深层土壤根系吸水、根系发育、林地水分胁迫和根系对深层土壤碳输入在长时间序列上的变化过程及各因素之间的交互作用。主要结论如下:(1)在黄土高原地区,农田/草地造林后,被林地根系吸收的深度>1 m的深层土壤水很难得到降雨有效补给,进而导致深层土壤含水量随林龄增加逐渐降低,促使林地不断吸收更深土层的土壤水,并使林地在土壤中的最大耗水深度最终超过25 m。因此,随着林龄增加,林地在深层土壤中的根系吸水只能沿土壤含水量降低的方向进行,本研究将这一根系吸水模式定义为单向的根系吸水模式。单向根系吸水使深层土壤储水量随林龄增加逐渐降低:在6至25年间,深层土壤储水量每年减少84 mm,占造林区年均降水量(518 mm)的16%。21-25年的林地深层土壤水损失量达1622±186 mm,大于造林区多年平均降水量的3倍。上述结果对于未来造林强度及造林区域的选择具有重要指导意义。(2)在种植密度、降雨量、土壤初始含水量等众多因素中,深层土壤储水量损失可以最大程度地解释林地根系深度变化(R~2=0.86)。在单向根系吸水模式下,深层土壤储水量不断降低,刺激林地以每年1.00±0.28 m的速率向深层土壤生长根系,从而吸收更深土层的土壤水分。21至25年林地的平均最大根系深度达24.9±0.74 m。林地61%±20%细根(直径<2 mm)位于1 m以下的深层土壤中,且随林龄增加细根在深层土壤中的比例逐渐增加。由于还林后深层土壤储水量一旦降低将很难在林地生存时得到降雨补给,因此,林地在特定深层土壤的吸水量几乎是固定的,它的大小取决于树木耗水前土壤的初始含水量和萎蔫系数的差值。深层土壤各层恒定的吸水量使得林地在各层生长的根系总量相近,并促使林地根系分布从幼龄林地中的指数递减模式逐步过渡到大龄林地中相对均匀的根系分布模式。(3)造林后大部分降水在入渗至深层土壤以前就被蒸散消耗殆尽。因此,根系从深层土壤吸收的水为多年以前降雨入渗形成的老水。长武县林龄22年的苹果树所吸收的深层土壤水中约有76%为1963年以前的老水。林地强烈的耗水限制了降水入渗及肥料随降水向深层土壤的迁移,进而使大量根系位于农业施肥所致的养分区以外,进而出现了林地根区水分、养分分离的现象。在长武塬区,18和22年的果园有超过60%的根系在肥料分布区以外。(4)在王东沟小流域,由于浅层土壤可以被降雨补给,不同林龄苹果园0~1 m浅层土壤水分无显着差异。1 m以下深层土壤因很难得到降雨有效补给,水分含量则随林龄增加显着降低。林地叶面积指数和日蒸腾量在16年达到峰值,之后随林龄增加逐渐降低。尽管23年苹果树的胸径较大,但其在2017生长季的蒸腾总量仅为16年果园的77%。果树1 m以下根区的土壤水分含量与果树实际蒸腾和潜在蒸腾的比值(T_a/T_p)显着正相关(R~2=0.85),这表明深层土壤水分状况直接影响林地的蒸腾耗水和水分胁迫状况。(5)对黄土高原五个不同地区树木年轮样品分析发现:随着林龄增加,不同树种的年轮δ~(13)C均呈逐步贫化的趋势。这表明:随着林龄增加,深层土壤干燥化虽然越来越严重,但林地的水分胁迫不仅没有增加,反而逐渐减小。对王东沟小流域不同林龄苹果园的进一步采样分析表明:深层土壤供水不足时,大龄林地叶面积指数和气孔密度逐渐降低,这可能会导致单个气孔的耗水量变大,进而导致林地在缺水条件下出现光合产物贫化的现象。以上研究结果表明在研究林地水分胁迫程度时应该区分尺度:在单株尺度上林地耗水量小并不能说明林地在微观尺度上(如气孔尺度)受到的水分胁迫程度就大。同时,这一结果也表明,“小老树”虽然耗水量少、生产力低下,但是也有可能通过自身生理调节长期存活下去,这一发现对于探究退耕还林工程的可持续性具有重要意义。(6)农田/草地造林后,林地根系生物量向深层土壤输入的碳随林龄逐渐增加,1~25间年的均值为0.17±0.04 t ha~(-1) yr~(-1),且林地在深层土壤中的吸水量和根系生物量对土壤的碳输入显着正相关,这一现象可视为林地深层土壤的水碳交易。林地根系生物量的51%±4%位于1 m以下的深层土壤。然而,林地根系没有显着改变土壤有机碳含量。这主要是由于深厚的黄土本身是一个巨大的有机碳库,例如长武农田1~23.2 m土壤的有机碳储量达788±10 t ha~(-1)。而22年苹果根系生物量所含的碳仅占农田有机碳储量的1.1%,因此,有限的根系无法显着改变土壤有机碳含量。同时,林地的过度耗水降低了深层土壤水分的有效性,有可能限制了细根的周转和根系分泌物的释放,进而降低林地根系对深层土壤有机碳的改变幅度。(7)通过Hydrus-1D模型对苹果园SPAC系统水分传输模拟发现,与采用实测的相对均匀的根系分布进行模拟相比,传统的指数根系分布模型在模拟前期(林龄在13年之前)会低估林地蒸腾量。这主要是由于指数根系分布下林地根系主要集中在浅层土壤,而浅层土壤会在蒸散影响下出现间歇性水分胁迫,进而降低林地蒸腾量;但是,在相对均匀的根系分布下,林地可以从含水量较高的更深土层吸收水分,所以蒸腾量在前期较高。然而,当深层土壤水分被林地降低至一定程度后,便会对根系吸水产生永久胁迫,而此时指数根系分布下模拟的林地蒸腾量便会出现偏高的现象。不同土壤分层的情景模拟表明,对于垂直方向上土壤水力学性质变异较大的深剖面,降低土壤分层会使模型低估土壤的持水能力,进而高估地下水补给量。因此,在分析、模拟深剖面水文过程时,要重视根系和土壤分层对水文过程的影响。综上所述,深层土壤根系吸水是黄土高原林地水循环的重要组成部分,对于林地蒸腾耗水、土壤水储量、林地水分胁迫和土壤碳输入等生态水文过程均具有重要影响。因此,在今后的森林生态水文研究中应给予高度重视。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2019-04-01）
严加坤,严荣,汪亚妮[3]（2019）在《外源茉莉酸甲酯对盐胁迫下玉米根系吸水的影响》一文中研究指出【目的】茉莉酸作为一种重要的植物激素在植物应答生物胁迫及非生物胁迫中起到重要作用。然而以往针对茉莉酸提高植物非生物胁迫的研究主要集中在茉莉酸提高植物抗氧化能力来提高植物抗性的研究,而其对植物水分平衡的影响研究相对较少。【方法】通过水培(1/4 Hoaglands营养液)条件下外源施加茉莉酸甲酯(1μmol/L)处理解析短期(2 h)盐(100 mmol/L)胁迫下茉莉酸对玉米根系吸水能力的影响,以期为玉米抗盐碱育种提供理论依据。【结果】外源施加茉莉酸甲酯分别提高盐胁迫下根系生物量41.32%,地上部生物量40.69%;同时,对生理指标分析发现:外源施用茉莉酸甲酯能有效提高盐胁迫下玉米净光合速率(47.48%)、蒸腾速率和叶水势及叶相对含水量等叶片相关生理指标;盐胁迫下玉米高根系水力学导度(相比非茉莉酸处理提高41.60%)对维持高蒸腾速率与叶相对含水量起到重要作用。此外,通过外源氯化汞抑制试验表明茉莉酸甲酯处理下高的根系水力学导度与水通道蛋白活性显着相关。【结论】盐胁迫下茉莉酸能够通过调控玉米根系水通道蛋白活性提高玉米根系水力学导度从而提高玉米根系吸水能力进而维持茉莉酸处理下玉米高的叶面蒸腾速率及高的叶片相对含水量。(本文来源于《广东农业科学》期刊2019年01期）
温赛群,徐扬,张冠初,田家明,袁光[4]（2019）在《盐胁迫对不同粒型花生品种种子吸水特性的影响》一文中研究指出选用不同粒型花生品种并设置0%、0.15%、0.30%、0.45%(m/V)不同盐胁迫浓度的盆栽试验,以探究盐胁迫下花生种子吸水速率变化情况及其与种子粒型间的关系。结果显示,供试各品种种子粒型大小HY36>HY25>JH13>HY20,以HY36的种子粒型较为整齐。各品种种子吸水速率均随吸水时间的延长而减慢,并随盐胁迫浓度的增加显着降低,各盐胁迫浓度下以HY20种子吸水率最小。种子粒型与吸水率和吸水速率间相关性分析表明,无论盐胁迫与否,大粒型品种种子质量与吸水率间均呈负相关关系;各盐胁迫浓度处理下,中粒型和小粒型品种种子质量越大其吸水速率越大。综合来看,0%和0.15%低盐浓度处理下,大粒型品种中质量较大的种子和小粒型品种较为浑圆饱满的种子吸水率相对较小;0.45%高盐浓度处理下,种子越细长其吸水率越大。非盐或低盐地区选用吸水率较小的种子便于节水,高盐环境下选用吸水率较大的相对细长的种子利于萌发。本试验结果为盐碱地花生选种和完善高产栽培技术等提供参考依据。(本文来源于《花生学报》期刊2019年01期）
忽雪琦,李东阳,严加坤,张岁岐[5]（2018）在《干旱胁迫下外源茉莉酸甲酯对玉米幼苗根系吸水的影响》一文中研究指出茉莉酸类化合物作为环境信号分子,不仅参与植物生长发育的调控,同时受到环境胁迫的诱导,参与植物对逆境胁迫的响应和防御。本研究以北方广泛种植的玉米品种‘郑单958’为材料,通过对根系外源施加茉莉酸甲酯的方式,探究干旱胁迫下茉莉酸甲酯对玉米幼苗抗旱性以及根系吸水的影响。结果表明,外源茉莉酸甲酯可提高玉米幼苗光合速率、蒸腾作用和气孔导度,增强抗氧化酶活性,降低H_2O_2和丙二醛的含量,从而缓解干旱胁迫对植株造成的损伤。通过测定根系水导、氯化汞处理的蒸腾速率的变化以及水通道蛋白的表达量,发现干旱胁迫下外源茉莉酸甲酯可增强根系水通道蛋白的表达,进而增强玉米幼苗的根系吸水能力,从而缓解干旱胁迫造成的叶片水分含量的下降和水势的降低,提高了玉米幼苗的抗旱性。(本文来源于《植物生理学报》期刊2018年06期）
周红梅[6]（2018）在《盐胁迫条件下玉米根系吸水动力和离子吸收关系的分析》一文中研究指出以室内营养液培养的玉米幼苗为实验材料,用木质部压力探针技术测定了玉米幼苗木质部导管内的压力变化对不同渗透势盐胁迫的反应值,同时计算、分析了根的径向反射系数以及木质部压力的动态变化与水分吸收途径的关系;作为对比,用压力室和原子吸收分光光度计测定了不同浓度下的根外溶液和相应的根木质部溶液中的Na~+和K~+含量,同时分析了根的径向反射系数的变化趋势。由于根的径向反射系数最终与细胞膜的反射系数有关,同时用电导法测定了玉米幼苗根和叶片的细胞膜透性,以评估玉米幼苗各类细胞膜的整体透性和反射系数,为盐胁迫条件下玉米根系吸水动力和离子吸收的关系的分析以及玉米抗盐性机理提供理论和技术支持。结果表明:在不同强度的盐胁迫条件下,玉米根木质部溶液中的Na~+和K~+含量均随着根外溶液中的盐离子浓度的增高而增高,在较高强度的盐胁迫条件下,木质部溶液与根外溶液的盐浓度差有加大的趋势,在较低水平的盐胁迫条件下(25-75mM),K~+的吸收量随着盐胁迫浓度的升高连续升高,当根外盐溶液的浓度达到和超过75mM时,K~+的吸收量不再增加。由根木质部溶液对水和盐的吸收比例得到的根的径向反射在0.4-0.7之间,在统计学上各个浓度之间没有表现出非常显着的差别,即玉米根细胞膜的通透性受盐浓度本身影响较小,同时,随着盐胁迫浓度的不断提高,玉米根系木质部中的负压力的绝对值也在不断增加,但是当去除盐胁迫并且减弱光照后,根木质部压力迅速恢复,并且压力超过大气压出现根压,以及切除玉米幼苗的叶片后根木质部压力在盐溶液里也能恢复到零,说明根木质部压力的自主调节能力特别强,完全超越了NaCl引起的渗透胁迫作用。根据木质部压力探针得到的根的径向反射系数则相对较小,保持在0.33-0.42之间,明显低于通过压力室得到的根的径向反射系数。在相同的盐浓度下,随着渗透胁迫时间的延长,玉米根系和叶片的相对电导率也在增加,膜电位降低;随着渗透胁迫强度的升高,玉米根系和叶片的相对电导率也相应增加,膜电位依然降低,造成了细胞膜的部分去极化,并不意味细胞膜受到了伤害,因为膜电位的变化在正常生理范围之内。以上结果表明,玉米幼苗在盐胁迫条件下能充分利用相对较小的木质部负压力逆水势梯度吸水,当受到较弱的光强度并去除盐胁迫时会表现出高度的自调节现象,同时还可以避免吸收过量的Na~+来适应盐胁迫环境。(本文来源于《鲁东大学》期刊2018-06-01）
忽雪琦[7]（2018）在《干旱胁迫下外源茉莉酸甲酯对玉米幼苗根系吸水的影响》一文中研究指出玉米是世界范围内广泛种植的重要粮食和饲料作物,也是一种高耗水植物,对水分亏缺比较敏感,干旱会严重限制玉米产量。因此,探究其适应水分亏缺环境的机制,并了解人为提高其耐旱性的有效方式,对于干旱及半干旱地区的玉米种植具有非常重要的指导意义。茉莉酸类化合物(jasmonates,JAs)作为环境信号分子,参与调控植物生长发育以及对逆境胁迫的响应。已有大量研究证实,外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)能够改善植物抗逆性,但鲜少有研究报道其在生物及非生物胁迫下对于根系功能的影响。本试验选取了玉米品种‘郑单958’为试验材料,采用水培种植,通过测定玉米幼苗气体交换参数、H_2O_2含量、MDA含量、抗氧化酶活性、叶片水分含量、根系水力导度、水通道蛋白活性及表达水平来研究干旱胁迫下,外源MeJA对玉米幼苗根系吸水能力的影响。主要试验结果如下:1.正常水分条件下,对幼苗根系施加外源MeJA后,植株的光合速率、气孔导度以及蒸腾速率上升;当玉米幼苗受到干旱胁迫后,叁者显着降低;而在施加外源MeJA后,下降趋势得到缓解,同时其叶片相对含水量以及叶片水势也有一定程度提高。对根水导的检测发现,正常水分条件下,施加外源MeJA后,玉米幼苗的根系水力导度显着升高。受到干旱胁迫的玉米幼苗植株根系水力导度只有正常水分条件下植株的40.7%;施加外源MeJA后,植株的根水导得到一定的恢复,为未施加Me JA的正常水分条件植株的74.2%。这一结果的出现,一方面是由于对气孔开闭的调节,使得地上部水分散失减少;另一方面通过提高根水导,从而提高植株的水分吸收,使得地上部分的水分状况维持在一个较高水平,缓解植株受到的干旱胁迫。2.使用HgCl_2抑制玉米幼苗根系水通道蛋白后发现,对照组中MeJA处理植株与未施加MeJA处理植株的蒸腾速率下降到相同水平,证明水通道蛋白参与了由MeJA介导的水分调控过程。进一步对水通道蛋白进行实时定量的检测后发现,外源MeJA能够上调部分水通道蛋白基因的表达。因此,在干旱胁迫下,水通道蛋白参与了由MeJA介导的水分调节过程,并且发挥了关键性的作用。3.在对干旱胁迫下玉米幼苗的抗氧化酶系统研究时发现,外源MeJA能有效增强玉米幼苗的抗氧化酶活性,提高了植株抗氧化能力,缓解了水分胁迫环境下植物体内活性氧的积累,使H_2O_2以及MDA含量降低,减缓了对植物的氧化伤害。同时,活性氧积累的减少,可能缓解了其对于水通道蛋白的抑制作用,对植株根系水力导度产生影响,进而缓解了干旱胁迫。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2018-05-01）
袁成福[8]（2018）在《基于水量平衡方程推求盐分胁迫条件下春玉米根系吸水模型参数》一文中研究指出为了探究作物根系吸水与根区土壤盐分运动的关系,在甘肃省石羊河流域开展春玉米田间试验,试验在测坑中进行,引入Feddes提出的根系吸水模型,在春玉米生育期内选择7个时间段作为研究春玉米根系吸水时间段,设置淡水灌溉、3 g/L水与6 g/L水灌溉处理,利用水量平衡方程分别计算各处理在各时段的根系吸水量.在此基础上,利用最小二乘法优化得到盐分胁迫修正系数的参数p为1.397,并且对3 g/L水与6 g/L水处理的根系吸水量模拟值和实测值进行了比较,相关系数在0.99以上,模拟值和实测值的误差在允许误差15%范围之内.建立了盐分胁迫条件下春玉米根系吸水模型,为该地区研究春玉米种植条件下土壤水盐运动规律奠定基础.(本文来源于《江西水利科技》期刊2018年01期）
李玉庆,张存,张文贤[9]（2017）在《土壤水分及氮素淋失胁迫下根系吸水过程的模拟》一文中研究指出【目的】提出西藏高原农业种植区土壤水分亏缺、氮素淋失等因素耦合作用下的作物根系吸水胁迫响应函数,并基于Penman-Monteith公式构建作物根系吸水模型。【方法】于2015年春青稞生育期,在江达灌区和西藏农牧学院农田水利实验场开展同步试验,测定灌区典型田块及实验室参照模式和常规模式下的春青稞根系吸水过程、土壤水分及NH+4-N和NO-3-N淋失过程,基于全局性最优方法率定了根系吸水模型参数,采用Nash-Sutcliffe系数和相对均方根误差对模拟精度进行检验。【结果】所构建的根系吸水模型可用于边界条件控制及土壤水分亏缺和氮素流失耦合作用下根系吸水胁迫响应关系的模拟,在春青稞全生育期内,模拟结果的Nash-Sutcliffe系数和相对均方根误差分别为0.74和0.050 8,生育阶段中Nash-Sutcliffe系数和相对均方根误差的最大模拟偏差分别为0.63和0.102。【结论】所提出的模型能够有效描述西藏高原农业种植区土壤水分亏缺和氮素淋失条件下的根系吸水过程,具有较高的模拟精度。(本文来源于《西北农林科技大学学报(自然科学版)》期刊2017年12期）
田吉,樊兴路,王林,张芸香,郭晋平[10]（2016）在《文冠果种子吸水和萌发对盐碱胁迫条件的响应》一文中研究指出[目的]研究文冠果种子对盐碱生境的适应能力。[方法]对文冠果种子进行12组(盐分含量,分为0.2%、0.5%、0.8%3种梯度)不同盐、碱浓度的胁迫处理,分析文冠果种子的吸水和萌发特征。[结果]研究表明:种子萌发0~6h期间吸水速率最快,12~42h较稳定,54~114h吸水速率放缓,在盐胁迫和重度盐碱混合胁迫下,吸水速率明显受到抑制,其他条件下均大于对照组。在轻度胁迫和碱胁迫下,种子萌发率高于对照,其他胁迫条件下,发芽率降低明显,其中0.8%浓度(NaCl∶Na_2SO_4=9∶1)胁迫下种子发芽率最低,仅为对照的14.63%,差异极显着(P<0.01)。轻度胁迫和碱胁迫对文冠果种子萌发有促进作用,混合胁迫和高浓度胁迫对种子萌发有明显的抑制作用。[结论]本试验通过研究文冠果种子的吸水和萌发特,为采用外源措施提高种子吸水能力,促进种子萌发和出苗奠定基础。(本文来源于《山西农业大学学报(自然科学版)》期刊2016年09期）
吸水胁迫论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
退耕还林是应对气候变化,控制水土流失和改善区域生态环境的重要措施,已被联合国写入2030年可持续发展议程。黄土高原曾是全球土壤侵蚀最严重的区域,生态环境极其脆弱。为控制水土流失,改善区域生态环境,国家在黄土高原大面积实施了退耕还林工程。与农田和草地等浅根植物相比,林地具有更高的需水量和更深的根系。前人研究表明:浅层土壤水无法满足成龄林地蒸散需求,并引发了深层土壤干燥化和“小老树”等一系列生态问题。因此,探究林地对于深层土壤水的利用过程及林地水分胁迫对深层土壤水分状态的响应,对于明确林地水分需求、阐明林地耗水策略和制定合理的造林方案均有重要意义。同时,作为水、碳循环的枢纽,根系吸水直接影响深层土壤的碳储量。因此,理清林地深层耗水和土壤碳输入的关系对于准确评估森林生态系统碳储量及其在全球气候变化中的作用具有重要意义。本文以黄土高原退耕还林为研究背景,以林地根系在深层土壤中的吸水过程为研究主线,通过区域尺度配对试验、空间换时间的研究方法、碳同位素技术、数值模型和大数据分析等多种方法、技术手段,分析了退耕还林以后深层土壤根系吸水、根系发育、林地水分胁迫和根系对深层土壤碳输入在长时间序列上的变化过程及各因素之间的交互作用。主要结论如下:(1)在黄土高原地区,农田/草地造林后,被林地根系吸收的深度>1 m的深层土壤水很难得到降雨有效补给,进而导致深层土壤含水量随林龄增加逐渐降低,促使林地不断吸收更深土层的土壤水,并使林地在土壤中的最大耗水深度最终超过25 m。因此,随着林龄增加,林地在深层土壤中的根系吸水只能沿土壤含水量降低的方向进行,本研究将这一根系吸水模式定义为单向的根系吸水模式。单向根系吸水使深层土壤储水量随林龄增加逐渐降低:在6至25年间,深层土壤储水量每年减少84 mm,占造林区年均降水量(518 mm)的16%。21-25年的林地深层土壤水损失量达1622±186 mm,大于造林区多年平均降水量的3倍。上述结果对于未来造林强度及造林区域的选择具有重要指导意义。(2)在种植密度、降雨量、土壤初始含水量等众多因素中,深层土壤储水量损失可以最大程度地解释林地根系深度变化(R~2=0.86)。在单向根系吸水模式下,深层土壤储水量不断降低,刺激林地以每年1.00±0.28 m的速率向深层土壤生长根系,从而吸收更深土层的土壤水分。21至25年林地的平均最大根系深度达24.9±0.74 m。林地61%±20%细根(直径<2 mm)位于1 m以下的深层土壤中,且随林龄增加细根在深层土壤中的比例逐渐增加。由于还林后深层土壤储水量一旦降低将很难在林地生存时得到降雨补给,因此,林地在特定深层土壤的吸水量几乎是固定的,它的大小取决于树木耗水前土壤的初始含水量和萎蔫系数的差值。深层土壤各层恒定的吸水量使得林地在各层生长的根系总量相近,并促使林地根系分布从幼龄林地中的指数递减模式逐步过渡到大龄林地中相对均匀的根系分布模式。(3)造林后大部分降水在入渗至深层土壤以前就被蒸散消耗殆尽。因此,根系从深层土壤吸收的水为多年以前降雨入渗形成的老水。长武县林龄22年的苹果树所吸收的深层土壤水中约有76%为1963年以前的老水。林地强烈的耗水限制了降水入渗及肥料随降水向深层土壤的迁移,进而使大量根系位于农业施肥所致的养分区以外,进而出现了林地根区水分、养分分离的现象。在长武塬区,18和22年的果园有超过60%的根系在肥料分布区以外。(4)在王东沟小流域,由于浅层土壤可以被降雨补给,不同林龄苹果园0~1 m浅层土壤水分无显着差异。1 m以下深层土壤因很难得到降雨有效补给,水分含量则随林龄增加显着降低。林地叶面积指数和日蒸腾量在16年达到峰值,之后随林龄增加逐渐降低。尽管23年苹果树的胸径较大,但其在2017生长季的蒸腾总量仅为16年果园的77%。果树1 m以下根区的土壤水分含量与果树实际蒸腾和潜在蒸腾的比值(T_a/T_p)显着正相关(R~2=0.85),这表明深层土壤水分状况直接影响林地的蒸腾耗水和水分胁迫状况。(5)对黄土高原五个不同地区树木年轮样品分析发现:随着林龄增加,不同树种的年轮δ~(13)C均呈逐步贫化的趋势。这表明:随着林龄增加,深层土壤干燥化虽然越来越严重,但林地的水分胁迫不仅没有增加,反而逐渐减小。对王东沟小流域不同林龄苹果园的进一步采样分析表明:深层土壤供水不足时,大龄林地叶面积指数和气孔密度逐渐降低,这可能会导致单个气孔的耗水量变大,进而导致林地在缺水条件下出现光合产物贫化的现象。以上研究结果表明在研究林地水分胁迫程度时应该区分尺度:在单株尺度上林地耗水量小并不能说明林地在微观尺度上(如气孔尺度)受到的水分胁迫程度就大。同时,这一结果也表明,“小老树”虽然耗水量少、生产力低下,但是也有可能通过自身生理调节长期存活下去,这一发现对于探究退耕还林工程的可持续性具有重要意义。(6)农田/草地造林后,林地根系生物量向深层土壤输入的碳随林龄逐渐增加,1~25间年的均值为0.17±0.04 t ha~(-1) yr~(-1),且林地在深层土壤中的吸水量和根系生物量对土壤的碳输入显着正相关,这一现象可视为林地深层土壤的水碳交易。林地根系生物量的51%±4%位于1 m以下的深层土壤。然而,林地根系没有显着改变土壤有机碳含量。这主要是由于深厚的黄土本身是一个巨大的有机碳库,例如长武农田1~23.2 m土壤的有机碳储量达788±10 t ha~(-1)。而22年苹果根系生物量所含的碳仅占农田有机碳储量的1.1%,因此,有限的根系无法显着改变土壤有机碳含量。同时,林地的过度耗水降低了深层土壤水分的有效性,有可能限制了细根的周转和根系分泌物的释放,进而降低林地根系对深层土壤有机碳的改变幅度。(7)通过Hydrus-1D模型对苹果园SPAC系统水分传输模拟发现,与采用实测的相对均匀的根系分布进行模拟相比,传统的指数根系分布模型在模拟前期(林龄在13年之前)会低估林地蒸腾量。这主要是由于指数根系分布下林地根系主要集中在浅层土壤,而浅层土壤会在蒸散影响下出现间歇性水分胁迫,进而降低林地蒸腾量;但是,在相对均匀的根系分布下,林地可以从含水量较高的更深土层吸收水分,所以蒸腾量在前期较高。然而,当深层土壤水分被林地降低至一定程度后,便会对根系吸水产生永久胁迫,而此时指数根系分布下模拟的林地蒸腾量便会出现偏高的现象。不同土壤分层的情景模拟表明,对于垂直方向上土壤水力学性质变异较大的深剖面,降低土壤分层会使模型低估土壤的持水能力,进而高估地下水补给量。因此,在分析、模拟深剖面水文过程时,要重视根系和土壤分层对水文过程的影响。综上所述,深层土壤根系吸水是黄土高原林地水循环的重要组成部分,对于林地蒸腾耗水、土壤水储量、林地水分胁迫和土壤碳输入等生态水文过程均具有重要影响。因此,在今后的森林生态水文研究中应给予高度重视。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
吸水胁迫论文参考文献
[1].莫凡,黄忠华,罗维钢,农梦玲.基于土壤墒情变化的甘蔗关键生长期根系吸水动态和缺水胁迫诊断研究[J].西南农业学报.2019
[2].李会杰.黄土高原林地深层土壤根系吸水过程及其对水分胁迫和土壤碳输入的影响[D].西北农林科技大学.2019
[3].严加坤,严荣,汪亚妮.外源茉莉酸甲酯对盐胁迫下玉米根系吸水的影响[J].广东农业科学.2019
[4].温赛群,徐扬,张冠初,田家明,袁光.盐胁迫对不同粒型花生品种种子吸水特性的影响[J].花生学报.2019
[5].忽雪琦,李东阳,严加坤,张岁岐.干旱胁迫下外源茉莉酸甲酯对玉米幼苗根系吸水的影响[J].植物生理学报.2018
[6].周红梅.盐胁迫条件下玉米根系吸水动力和离子吸收关系的分析[D].鲁东大学.2018
[7].忽雪琦.干旱胁迫下外源茉莉酸甲酯对玉米幼苗根系吸水的影响[D].西北农林科技大学.2018
[8].袁成福.基于水量平衡方程推求盐分胁迫条件下春玉米根系吸水模型参数[J].江西水利科技.2018
[9].李玉庆,张存,张文贤.土壤水分及氮素淋失胁迫下根系吸水过程的模拟[J].西北农林科技大学学报(自然科学版).2017
[10].田吉,樊兴路,王林,张芸香,郭晋平.文冠果种子吸水和萌发对盐碱胁迫条件的响应[J].山西农业大学学报(自然科学版).2016