研究揭示蒸散拆分與根系吸水特性的關係和特徵

確定作物的蒸騰/蒸散比例（T/ET）及其在不同生育期根系獲取土壤水的深度，是發展節水農業的重要環節。作為全球最大的耗水群體，農業灌溉每年消耗70%以上的淡水資源。節水灌溉要求合理控制與作物產量無關、無效的土壤蒸發，其核心的問題之一是準確量化蒸騰/蒸散比例（T/ET），而確定作物水分來源的深度則直接關乎著灌溉制度的優化。以往獨立開展蒸散拆分或水分來源的研究較多，而同時關注二者的關係及特徵，顯然能夠為優化農田管理提供重要科學依據。

為了定量評價作物的蒸騰/蒸散比例（T/ET）及其根系的土壤水分獲取深度，中國科學院西雙版納熱帶植物園生態水文研究組助理研究員楊斌等科研人員，以我國華北冬小麥農田為例，依據改進的Shuttleworth-Wallace模型（SWH模型）和微型蒸滲儀（Micro-Lysimeter）實現了對冬小麥不同生育期的蒸散拆分。同時，基於氫、氧穩定同位素（δD、δ18O）技術量化了冬小麥根系獲取不同深度土壤水分的季節及日變化動態。研究結果表明，SWH模型拆分的結果與Micro-Lysimeter觀測數據的結果吻合效果良好；冬小麥整個生長季內，蒸騰/蒸散比例平均為71.4%（變化範圍13.4%~87.0%）；基於作物莖稈水、土壤水的δD和δ18O特徵分析，表明冬小麥生長季內78.1 ± 8.9%的水分獲取來自0~50 cm的土壤層；在日尺度上，根系會在午後（12:00~18:00 LST）獲取更多的深層土壤水（20~50 cm）；整個生長季內，土壤蒸發耗水約為107.8 mm，其中55.8%損失於生長後期的灌漿期。該研究結果為區域農業的可持續發展提供了重要參考。

相關結果以Coupling evapotranspiration partitioning with root water uptake to identify the water consumption characteristics of winter wheat: A case study in the North China Plain為題發表在農林類國際期刊Agricultural and Forest Meteorology上。該研究得到了國家基金（31700560）、雲南省中青年學術帶頭人後備人才（2014HB042）、版納植物園「135」方向一（2017XTBG-F01）的資助。

冬小麥不同生育期的耗水特徵 (單位: mm)

來源：中國科學院西雙版納熱帶植物園

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