土壤水分有效性和土壤水分易吸收性的研究背景
2022年09月16日 13:30:15
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在土壤水分有效性研究中,由于土壤水分仪对土壤水分有效性一直未曾用严格的概念来定义,因而这一问题是多年来土壤物理学及其他相关学科一直关心和争论的主要问题之一。早期形成的观点可概括为等效说和非等效说两种。等效说观点认为在土壤有效水范围内土壤水分对植物同等有效,它是建立在多年生果树的田间小区灌溉试验基础上;非等效说观点则认为土壤水分有效性随土壤湿度降低而递减,该观点大多是建立在一年生作物的盆栽试验结果之上。这些学说是从静态出发,用特定的、有时甚至是在不明确条件下进行的有限实验得出的概括性结论。
60年代,随着对土壤一植物‘大气连续体概念的提出,人们对土壤水分有效性的概念给予了新的解释,人们愈来愈认识到土壤水分的有效性不只是土壤水分含量或土水势的函数,而且还依赖于土壤供水特性、植物生长的特性及气象条件等因子。
在近一个世纪的土壤水分有效性研究中,有的作者以相对蒸腾速率作为有效性的指标,有的作者以植物根系吸水速率作为有效性的指标,而有的作者以生物产量或经济产量作为有效性指标;有的以叶类植物作为试验植物,有的以种子或果实植物作为试验植物;有的研究结论依托于田间小区试验,有的依托于模拟土柱试验,而有的依据于盆栽试验。方法不同往往导致结论各异,甚至相反。究其原因,是从来没有把土壤水分有效性与土壤水分易吸性区分开来,也没有说明在什么条件下两者是相似的或一致的,在何种条件下两者则大相透庭。我们认为从植物根系吸水速率、植物蒸腾强度等方面来研究土壤水分有效性,其实质是研究土壤水分被植物根系吸取的难易程度,即土壤水的易吸性,土壤水分易吸性与土壤水势有严格的关系;而把土壤水分有效性定义为决定于生物经济产量效应的生物有效性。土壤水分易吸性与土壤水分有效性是土壤物理和生物学上意义不同的两个概念,两者是有本质区别的,只有在一定条件下,两者才是相似或相一致的。生物有这样一种特性:短暂或阶段性的水分亏缺反而有利于得到更佳的生物经济效果,例如有利于植物体内物质运输、光合作用;许多研究也表明,黄土高原农田全年中大部分时段处于中、低土水势状态下(一0.1~一1.0MPa),低水势土壤水分尽管易吸性降低,但对作物的有效性仍较高,高产常和低水势状态相伴随。针对上述种种争议,本文将采用作物产量一水分关系模型和植物根系吸水的数学模型来定量分析黄土高原土壤水分有效性与易吸性动态规律。
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