不同灌溉方式对樟子松生长、光合特性及土壤水分运移的影响

作     者：刘雅楠 刘洋 兰再平 铁牛 张梦弢 王成德 罗奇辉 张晨 LIU Yanan;LIU Yang;LAN Zaiping;TIE Niu;ZHANG Mengtao;WANG Chengde;LUO Qihui;ZHANG Chen

作者机构：内蒙古农业大学林学院内蒙古呼和浩特010019 中国林业科学研究院华北林业实验中心北京100091 山西农业大学林学院山西太谷030801 山东农业大学林学院山东泰安271018 

出 版 物：《南京林业大学学报（自然科学版）》 (Journal of Nanjing Forestry University：Natural Sciences Edition)

年 卷 期：2022年第46卷第4期

页      面：135-143页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：内蒙古自治区科技成果转化项目(CGZH2018058) 内蒙古自治区自然科学基金项目(2021MS03096)。 

主　　题：樟子松 滴灌 漫灌 光合特性 生长 土壤水分运移 水分运移模拟 

摘      要：【目的】研究滴灌、漫灌和对照3种处理方式下樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)生长状况和土壤水分运移规律,探讨其生长、光合、蒸腾特性和水分运移对不同灌溉技术的响应,为在干旱、半干旱地区高效栽培樟子松提供参考。【方法】以内蒙古大青山国家级自然保护区的樟子松林为研究对象,基于单因素方差分析比较不同灌溉方式下樟子松的生长(地径、树高、冠幅、抽穗长和生物量)与光合特性[光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(G_(s))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))和水分利用效率(EWUE)];采用土壤剖面观测法比较不同灌溉方式和灌溉时间下土壤水分垂直和水平运移的变化规律,并利用经验模型对土壤水分运移轮廓进行模拟。【结果】①滴灌处理下樟子松的地径、树高、冠幅、抽穗长和生物量分别比漫灌方式下高1.5 cm、0.5 m、10.0 cm、5.9 cm和11.5 kg,分别比对照高3.4 cm、0.9 m、60.0 cm、7.2 cm和2.5 kg;②滴灌处理下樟子松的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_(2)浓度显著高于漫灌和对照(P漫灌对照;水分利用效率大小表现为对照滴灌漫灌,表明樟子松可在较低的土壤含水量条件下生长;③在灌溉2、4和6 h后,樟子松林地滴灌比漫灌处理下土壤湿润锋的垂直运移距离和停灌后最终垂直运移距离深,两种灌溉方式下3种不同灌溉时长的土壤湿润锋的最大水平运移距离都出现在0~20 cm土层,然而停灌后的垂直运移距离以滴灌漫灌;④利用经验模型对土壤湿润体轮廓进行模拟,设定:为垂直方向上任意位置处土壤水分水平运移距离(i=1,2,3,4);L_(MR)为土壤水分水平最大运移距离;R_(MH)为垂直方向上任意位置处土壤水分垂直运移相对距离;a_(i)为模型参数。则滴灌和漫灌的最优模型分别为多项式模型(M_(R1))和Baldwin模型(M_(R4)),M_(R1)=L_(MR)[a_(1)(R_(MH)−1)+a_(2)(R^(2)_(MH)−1)+a_(3)(R_(MH)3−1)+a_(4)(R^(4)_(MH)−1)];M_(R4)=a_(1)+[(R_(MH)−1)/(R_(MH)+1)]+a_(2)(R_(MH)−1)。【结论】在北方干旱区,滴灌区樟子松的生长和光合特性明显优于漫灌;在持续灌溉2、4和6 h后,滴灌试验区60 cm土层以上的土壤湿润锋在最终水平运移距离上均大于漫灌区。将滴灌技术应用于樟子松林木培育,有利于根系吸收水分和促进树木生长,且樟子松的光合特性受水分利用效率影响,合理的灌溉可改善林木的生长机制。