刺槐根土界面水分传输试验研究

根土界面水分运移过程是影响植物根系吸水的关键。根土界面水分运移过程的研究对于更好的了解根土系统水分传输机制、植被蒸散、土壤水分对植物的有效性、农业节水及水资源高效利用等方面有重要意义。本项目以太行山低山丘陵区造林树种刺槐为研究对象，通过分析干旱胁迫水平、根密度、地温和气象等因素对土壤水势、根水势的变化过程的影响，探讨根土界面水分传输过程的影响因素及其作用机理。利用冰冻切片法和稳定性同位素法，探索原位、动态的观测根系吸水过程的新途径，研究根土间隙、根土界面水分液/气相传输规律，探索干旱胁迫水平、地温等因子对刺槐根土间隙、根土界面水分液/气相传输的影响，揭示刺槐原位根土界面水分运移机理。建立刺槐根土界面水分传输模型，模拟根土界面水分传输过程，揭示根土界面水分传输机制。对于阐明植物根系吸水机理，丰富和完善土壤-植物-大气系统水分运动理论，确定水分优化调控的机理与技术具有现实的指导意义。

本项目以太行山低山丘陵区主要造林树种刺槐为研究对象，通过测定土壤水分、地温、气温、太阳辐射、大气相对湿度等环境因子对植物蒸腾速率和植物水势的日变化过程的影响，探讨根土界面水分传输过程的影响因素及其作用机制，研究根土界面水分传输规律，探索刺槐根土间隙对根土界面水分传输的影响，揭示刺槐根土界面水分运移过程。修正刺槐根土界面水分传输模型，模拟根土界面水分传输过程，揭示根土界面水分传输机制。对于阐明植物根系吸水机制，丰富和完善土壤-植物-大气系统水分运动理论，研究刺槐生态需水和水分优化调控的机制与技术具有现实的指导意义。.主要结论如下：.（1）蒸腾速率日变化在6、7、8月呈双峰变化趋势，在10月呈单峰变化趋势。刺槐叶水势和总根水势日变化呈凹线趋势。随浇水后天数增加，蒸腾速率和单根水势逐渐降低。土壤-总根水势差和叶水势-总根水势差呈现出和蒸腾速率相同，和叶水势、总根水势相反的日变化趋势。蒸腾速率、叶水势、单根水势、总根水势和环境因子（太阳辐射、大气相对湿度、气温、地温）之间呈现显著相关关系。.（2）根土界面的水分传输过程在外界环境因子（特别是土壤水分条件），植物本身提供的蒸腾拉力和水势梯度的作用下，呈现出有规律的日变化过程。根土界面水分传输阻力呈现凸线变化趋势。根系径向水分传输阻力呈现双峰形日变化过程。根土界面水分传输阻力和根系径向水分传输阻力随着土壤水势的降低不断增大。随土壤水势降低，根系发生收缩，根土界面水分传输阻力和根土间隙不断增大。当土壤水势低于-0.65MPa时，单根相对直径小于0.65，根土界面水分传输阻力随着土壤水势的降低而迅速增加。