专利名称：一种多年生深根植物根系生长的控制灌溉诱导方法
技术领域：
本发明涉及一种在干旱区多年生深根植物根系生长的控制灌溉诱导方法，该方法的推广和应用将为干旱区深根植物根系生长的调控与根系的定居过程分析提供技术保障， 从而为干旱区环境条件下深根植物的修复提供新的途径。
背景技术：
植物根系生态学研究是当前生态学研究的重点和难点，特别是对干旱区深根系植物的生态学过程研究越来越受到众多学者的广泛关注。但是由于研究手段和技术方法的限制，根系生态学过程研究中的根系生长动态观测与根系定居过程分析是目前生态学研究中的“瓶颈”。因此，探索并建立能普遍应用(特别是能适用于生长在干旱区的荒漠植物)的根系生长过程的观测方法显得至关重要。骆驼刺是多年生深根草本植物，在塔里木盆地南缘的绿洲-沙漠过渡带有一定面积的分布。骆驼刺是防风固沙的主要植被，它们不仅具有适应性强、耐干旱、耐盐碱的特点， 而且是绿洲防护体系的重要组成部分，是改善生态环境、保护农牧业生产的重要生态屏障， 同时骆驼刺又是一种重要的植物资源，在畜牧业生产中占有一定的地位、具有人工措施不可替代的作用。但是长期以来，由于人为不合理地利用和牲畜破坏，使塔里木盆地南缘绿洲近外围的骆驼刺植被遭到严重破坏。加快骆驼刺植被的修复，既可以提供良好的饲料和牧场，促进畜牧业发展，增加群众收入，又将为绿洲农田构建安全屏障。该技术成果将为塔里木盆地南缘骆驼刺植被的修复提供实践方法和技术途径。因此，具有重要的应用价值。塔里木盆地南缘区域是中国著名的极端干旱区和风沙危害区，风沙灾害频繁，年平均风速1. 9m/s,由于沙物质的粒度组成偏细，在大于4m/s的风速条件下，即可起沙，每年风速大于4m/s的日数在90天以上。春、夏季多大风天气，每年八级以上大风3-9次。多年平均降水量35. 1mm，年蒸发量达2595. 3mm，干燥度为20. 8。在这样的极端环境条件下，骆驼刺植物根系的生境适应特征(特别是根系的生长过程)是值得关注的重要问题，而对根系生长过程观测的方法与途径是本技术探索的重点内容。骆驼刺是一种深根植物，在塔里木盆地南缘的某些区域其根系可深达15米左右。 对于像骆驼刺这样的深根植物和克隆植物而言，在自然环境条件下通过地表灌溉来诱导和刺激其根系生长是非常困难的。因此必须探讨一种适合深根植物生长特点的控制灌溉诱导技术才能实现。我们正是围绕这一基本思路对深根植物根系生长的控制灌溉诱导技术进行探索。本技术的特色是在骆驼刺生长的不同时期通过人工控制灌溉时间和灌溉量的方法对骆驼刺植物的根系生长进行适时调控，以达到骆驼刺早期以垂直根生长为主、之后以水平根生长为主、并适时产生分株，实现扩大种群的目的，从而加快骆驼刺植物的定居生长过程。
发明内容
本发明目的在于，针对干旱区环境条件下，提供一种多年生深根植物根系生长的控制灌溉诱导方法，该方法是由小区设置、阻水带设置、控制灌溉系统设置和土壤水分观测系统设置步骤完成，通过本发明所述方法对骆驼刺植物进行控制灌溉后，其结果表明干旱处理条件骆驼刺一年生幼苗根系的生长深度最大，在生长季末可达200cm ；适度灌溉条件骆驼刺一年生幼苗的根系生长深度在生长季末达到120cm，在生长的第二年产生少量新的分株；充分灌溉条件骆驼刺一年生幼苗的根系生长深度最小，在生长季只有80cm，在生长的第二年产生大量新的分株和开花现象。该方法已在塔里木盆地南缘策勒国家站的骆驼刺根系生长的灌溉调控中进行应用，将为干旱区深根植物根系生长的调控与根系的定居过程分析提供技术保障，从而为干旱区环境条件下深根植物的修复提供新的途径。本发明所述的一种多年生深根植物根系生长的控制灌溉诱导方法，按下列步骤进行a、建立9个小区，每个小区面积6X6米，按纵向排列分为3组，其中第一组的3个小区为干旱处理小区(1)，在骆驼刺生长的初期，幼苗生长阶段不进行灌溉；第二组的3个小区为适度灌溉小区0)，灌水量为0. lm3/m2小区；第三组的3个小区为充分灌溉小区(3)， 灌水量为0. 2mVm2小区；b、在9个小区间分别设置阻水带⑷，阻水带⑷距地面深度为1米、宽度为0. 5 米；C、在适度灌溉小区⑵和充分灌溉小区(3)的每个小区内分别安装一条主管道 (5)，在主管道(5)上固定有六条支管道(6)，形成控制灌溉系统；d、在适度灌溉小区(2)和充分灌溉小区(3)的每个小区内分层安装3个土壤水分监测探头(9)。步骤b阻水带为塑料薄膜；步骤c在主管道(6)上安装有阀门(7)和水表(8)。步骤d 土壤水分监测探头(9)安装距地面深度分别为0. 5米、1. 0米和1. 5米。本发明所述的一种多年生深根植物根系生长的控制灌溉诱导方法，该方法依据骆驼刺不同的生长发育期，设置不同的灌溉量，以便对深根植物骆驼刺根系生长过程进行诱导。通过地面设置的灌溉控制系统进行适时灌溉和准确控制灌溉量，以获得有关深根植物根系在不同生境条件下的重要生长参数。通过仪器原位观测和适时实地挖掘相结合的方法，对深根植物骆驼刺根系生长过程进行动态观测和参数获取与分析，以取得准确和可靠的观测分析数据。
图1为本发明结构示意图
具体实施例方式本发明结合图进一步说明实施例本发明已在塔里木盆地南缘对深根系的骆驼刺植物进行实施小区设置建立9个小区，每个小区面积6X6米，按纵向排列分为3组，其中第一组的3个小区为干旱处理小区1，在骆驼刺生长的初期，幼苗生长阶段不进行灌溉，以促进其垂直根系的快速生长；第二组的3个小区为适度灌溉小区2，灌水量为0. ImVm2小区，在骆驼刺幼苗的生长早期(垂直根系生长稳定以后)，进行适度灌溉(0. lm3/m2)，以促进其水平根系的发育和生长，并适时产生新的分株；第三组的3个小区为充分灌溉小区3，灌水量为 0. 2m3/m2小区，在骆驼刺幼苗的根系分株产生以后，依据土壤水分状况，再适时进行充分灌溉(0. 2m3/m2)，以促进其产生更多的分株和分株的快速生长，以达到稳定种群的目的；阻水带设置在9个小区间分别挖沟，阻水带4为塑料薄膜，距地面深度为1米、宽度为0. 5米， 将塑料薄膜阻水带4沿沟底及沟的两侧铺设，以防止土壤水分的侧渗；控制灌溉系统设置在适度灌溉小区2和充分灌溉小区3的每个小区内分别安装一条主管道5，在主管道5上固定有六条支管道6，并在主管道上安装有阀门7和水表8，形成控制灌溉系统；土壤水分观测系统设置在适度灌溉小区2和充分灌溉小区3的每个小区内分层安装3个监测不同根系分布层的土壤水分监测探头9，安装距地面深度分别为0. 5米、1. 0米和1. 5米，适时监测不同根系分布层的土壤水分动态即可。本发明利用该方法对骆驼刺植物进行控制灌溉后，其根系生长的结果是，干旱处理条件(0m3/m2)骆驼刺一年生幼苗根系的生长深度最大，在生长季末可达200cm ；适度灌溉条件(0. ImVm2)骆驼刺一年生幼苗的根系生长深度在生长季末达到120cm，并且在生长的第二年产生少量新的分株；充分灌溉条件(0. 2m3/m2)骆驼刺一年生幼苗的根系生长深度最小，在生长季只有80cm，并且在生长的第二年产生大量新的分株和开花现象。本发明经过多年的探索，该方法已在塔里木盆地南缘策勒国家站的骆驼刺根系生长的灌溉调控中进行应用，现已发挥正常功效。并将该方法推广应用到其他深根植物。
权利要求
1.一种多年生深根植物根系生长的控制灌溉诱导方法，其特征在于按下列步骤进行a、建立9个小区，每个小区面积6X 6米，按纵向排列分为3组，其中第一组的3个小区为干旱处理小区(1)，在骆驼刺生长的初期，幼苗生长阶段不进行灌溉；第二组的3个小区为适度灌溉小区0)，灌水量为0. lm3/m2小区；第三组的3个小区为充分灌溉小区(3)，灌水量为0. 2mVm2小区；b、在9个小区间分别设置阻水带(4)，阻水带(4)距地面深度为1米、宽度为0.5米；c、在适度灌溉小区( 和充分灌溉小区C3)的每个小区内分别安装一条主管道(5)，在主管道( 上固定有六条支管道(6)，形成控制灌溉系统；d、在适度灌溉小区( 和充分灌溉小区C3)的每个小区内分层安装3个土壤水分监测探头(9)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b阻水带(4)为塑料薄膜；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤c在主管道(6)上安装有阀门(7)和水表⑶。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于步骤d土壤水分监测探头(9)安装距地面深度分别为0. 5米、1. 0米和1. 5米。
全文摘要
本发明涉及一种多年生深根植物根系生长的控制灌溉诱导方法，该方法是由小区设置、阻水带设置、控制灌溉系统设置和土壤水分观测系统设置步骤完成，通过本发明所述方法对骆驼刺植物进行控制灌溉后，其结果表明干旱条件骆驼刺一年生幼苗根系的生长深度最大，在生长季末可达200cm；适度灌溉条件骆驼刺一年生幼苗的根系生长深度在生长季末达到120cm，在生长的第二年产生少量新的分株；充分灌溉条件骆驼刺一年生幼苗的根系生长深度最小，在生长季只有80cm，在生长的第二年产生大量新的分株和开花现象。该方法已在塔里木盆地南缘策勒国家站的骆驼刺根系生长中进行应用，将为干旱区深根植物根系生长的调控与根系的定居过程分析提供技术保障，从而为干旱区环境条件下深根植物的修复提供新的途径。
文档编号A01G25/00GK102301937SQ20111018359
公开日2012年1月4日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者刘波, 刘镇, 张利刚, 张晓蕾, 曾凡江 申请人:中国科学院新疆生态与地理研究所