調(diào)虧灌溉對滴灌核桃樹根系空間分布特征的影響

doi：10.6048/j.issn.1001-4330.2024.05.014

摘" 要：【目的】分析小于2 mm的根系滴灌核桃有效吸水根系分布特性，建立有效根長密度函數(shù)，研究不同調(diào)虧灌溉對核桃樹根系空間分布特性，為滴灌核桃精準(zhǔn)調(diào)虧灌溉提供理論依據(jù)。

【方法】以14年生溫185核桃樹為試材，采用30 cm×20 cm×20 cm的分段分層法，取樣分析有效吸水根系（dlt;2 mm）分布特征，研究調(diào)虧灌溉對滴灌核桃樹有效根系空間分布的影響。

【結(jié)果】在不同調(diào)虧灌溉處理中，W0、W3、W4的核桃樹有效總根長分布總體變化趨勢表現(xiàn)為單峰曲線，且各個調(diào)虧處理在20～40 cm有效總根長最大，分別為50 959、74 067、55 678 cm。不同處理下垂直方向根長密度一維符合指數(shù)分布，且水平方向根長密度符合多項式分布。W0、W3、W4各處理有效根長均表現(xiàn)出土層深度在20～40 cm，在距離核桃樹行向30～60 cm處最大，分別為11 794、22 753、14 119 cm。

【結(jié)論】不同調(diào)虧灌溉處理下，滴灌核桃樹根系有效生長密度表現(xiàn)為W3gt;W4gt;W0，調(diào)虧滴灌灌溉模式使核桃吸水根系更靠近地表生長。

關(guān)鍵詞：核桃樹；調(diào)虧灌溉；有效吸水根系; 空間分布

中圖分類號：S664""" 文獻標(biāo)志碼：A""" 文章編號：1001-4330（2024）05-1160-12

收稿日期（Received）：

2023-09-27

基金項目：

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金項目（2022277060）

作者簡介：

劉鈞慶（1994-），男，河北滄州人，碩士研究生，研究方向為灌溉節(jié)水，（E-mail）1013835377@qq.com

通訊作者：

趙經(jīng)華（1979-），男，新疆奇臺人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為節(jié)水灌溉，（E-mail）105512275@qq.com

0" 引 言

【研究意義】2020年新疆核桃產(chǎn)量11.541×103 t［1，2］。林果業(yè)是新疆南疆的支柱產(chǎn)業(yè)之一［3］。核桃是新疆南疆特色林果業(yè)的核心樹種之一，但水資源匱乏制約著核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［4］。核桃根系吸水強弱是影響植物水分傳輸系統(tǒng)的最初端，也直接控制著整株植物的水分傳輸量，進而影響植物的生命活動。對植物根系吸水的研究不僅局限在土壤-植物-大氣連續(xù)體（SPAC）中水分運移規(guī)律等方面，同時也是水文、氣候、土壤、農(nóng)業(yè)、生態(tài)等交叉學(xué)科研究的重點［5，6］。根系是作物吸收養(yǎng)分、水分的重要器官，作物對土壤養(yǎng)分和水分的競爭能力在很大程度上取決于植物根系在土壤中的分布，研究作物根系分布特征，對明確作物吸水機制、實現(xiàn)精準(zhǔn)供水及節(jié)水灌溉具有重要意義［7］?！厩叭搜芯窟M展】土壤水分對果樹根系的分布有較大的影響［8］，樹種、樹齡不同的果樹，根系分布區(qū)域均不同，根系生長具有時間變異性，不同樹齡或同一樹齡果樹在

不同時間段，其根系分布也是不同的［9］。孫三民等［10］、鄭利劍等［11］、任小通等［12］研究表明，果樹有效吸水根系主要為直徑小于2 mm的根系，因此，研究有效根系吸水情況主要測定直徑小于2 mm的根系。張建英等［13］對核桃根系水平和垂直分布規(guī)律的研究表明，距離樹干0.5～2.5 m、距地表40～60 cm深的區(qū)域是核桃根系集中分布區(qū)。李建興等［14］認(rèn)為0.5～5 mm徑級分析能夠顯著提高土壤滲透性能。多年生植物會向根系投入更多的資源以獲取足夠的水分和養(yǎng)分［15，16］。根長密度越大，根系吸收土壤養(yǎng)分、水分的表面積越大，其抵抗土壤侵蝕的能力越強［17］。細根是植物吸收水分、養(yǎng)分的主要途徑［18］，決定了植物對土壤資源的利用效力［19，20］。目前研究大多是以直徑d≤2 mm為細根劃分范圍［21］，直徑d≤1mm的根系在提高土壤水力學(xué)效應(yīng)方面的貢獻最大；也可有效提高土壤水穩(wěn)性團聚體數(shù)量，進而提高土壤抗蝕性能［22］。焦平等［23］在新疆阿克蘇地區(qū)進行地表滴灌的成齡核桃樹根系空間分布研究發(fā)現(xiàn)，核桃樹根系分布主要位于淺層土壤區(qū)0～40 cm，是根系主要吸水部位。鄒衡等［24］采用根鉆法，對8年生不同土壤類型獼猴桃的根系空間分布特征進行研究，獼猴桃根系在紅油土（果園B）的垂直分布范圍比在斑斑黑油土（果園A）更深，水平分布范圍則更窄，說明土壤類型對根系生長發(fā)育及分布有一定程度的影響。蔣敏等［25］以新疆南疆密植棗樹為試材，研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)脑黾庸嗨疃?，既可以保證上層土壤有足夠的水分，又可以實現(xiàn)深層供水。李宏等［26］研究表明，垂直方向上，根系受土壤質(zhì)地的影響較大，沙壤土環(huán)境下吸收根和輸導(dǎo)根根量較大，其中吸收根受黏土及沙土的影響較大，輸導(dǎo)根則與之相反。【本研究切入點】目前對于柑橘、蘋果、番茄、棗等果樹的根系分布文獻研究較多，核桃樹充分灌水條件下的根系分布研究也較多，但針對調(diào)虧灌溉試驗的核桃樹根系空間分布特性研究相對較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】選用14年生溫185核桃樹，研究不同調(diào)虧灌溉條件下滴灌核桃樹（14年生）根系，空間分布差異與特征，為合理水肥高效定位調(diào)控技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 材 料

試驗于2021年4～10月在新疆阿克蘇地區(qū)溫宿縣紅旗坡農(nóng)場新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林果試驗基地（E 80°14′，N 41°16′）進行，海拔1 133 m，年均太陽總輻射量544.115～590.156 kJ/cm2，年均日照時數(shù)2 855～2 967 h，無霜期達205～219 d，年均降水量42.4～94.4 mm，年平均氣溫11.2℃，年均有效積溫為3 950℃。地下水埋深大于10 m。試驗區(qū)0～40 cm土層土壤質(zhì)地為粉砂壤土，容重1.40 g/cm3；40～60 cm土層土壤地質(zhì)為壤砂土，容重為1.40 g/cm3；60～100 cm土層土壤質(zhì)地為細砂，容重為1.36 g/cm3。

選用14年生溫185核桃樹，核桃樹株行間距2 m×3 m，核桃樹生長發(fā)育期可劃分為萌芽期、開花坐果期、果實膨大期、硬核期、油脂轉(zhuǎn)化期、成熟期6個階段，其中調(diào)虧灌溉時間為萌芽期、開花坐果期及果實膨大期。

1.2" 方 法

1.2.1" 試驗設(shè)計

設(shè)置5個處理，每個處理中均選擇長勢相同的核桃樹3棵，即3次重復(fù)。滴灌采用壓力補償式滴灌帶，滴頭間距0.3 m，滴頭流量3.75 L/h；試驗按灌水量設(shè)置3個水平，正常灌水ETC（對照組）、輕度缺水75%ETC和中度缺水50%ETC。

各灌水定額不同生育期作物系數(shù)Kc值分別為萌芽期1.05、開花結(jié)果期1.15、果實膨大期1.18、硬核及油脂轉(zhuǎn)化期1.45、成熟期1.18、全生育期1.20。

表1

1.2.2" 測定指標(biāo)

1.2.2.1" 氣象數(shù)據(jù)

采用Watchdog小型自動氣象站全天實時監(jiān)測溫度、濕度、2 m處的風(fēng)速、太陽輻射等指標(biāo)，每30 min自動記錄1次。圖1

1.2.2.2" 土壤顆粒

土壤質(zhì)地分類：砂粒（2～0.02 mm）、粉粒（0.02～0.002 mm）、粘粒（lt;0.002 mm）3種粒級所占的含量百分比進行分類。表2

1.2.2.3" 根 系

采用分段分層挖掘法測定根系。取樣時，從樹干開始，向行間挖取一個長150 cm、寬100 cm、深120 cm的土壤剖面，并按照30 cm（長）×20 cm（寬）×20 cm（深）分層分段挖掘，果實膨大期調(diào)虧后對W0、W3、W4挖根，掘取5×5×6×3=450個小土塊，并挑根、掃描根和烘箱烘干等。圖2

根系處理：

將土樣過4目水洗篩，篩出根系并用清水清洗干凈，裝入有編號的封口袋帶回實驗室。去除雜物和死根后，將根系清洗后，自然風(fēng)干后用0.01 g天平秤取根系鮮重，并其后放置于透明玻璃托盤中，放置時保證根系平鋪不交叉以減小誤差，用掃描儀進行根系掃描，掃描設(shè)備為HP Scanjet 8200型掃描儀。

根系風(fēng)干后稱得干根重，將得出的300 dpi分辨率圖像用專用的萬深LA-S根系分析軟件進行分析處理，得到根系直徑dlt;2 mm以下對應(yīng)的根系數(shù)據(jù)。

RLD＝L/V.

式中，RLD為根長密度（cm/cm3），L為根系長度（cm），V為土體體積（cm3）。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 核桃樹有效總根長的分布特性

研究表明，不同調(diào)虧灌溉條件下，核桃樹有效根長隨著土壤深度的增加，W0、W3、W4的總體變化趨勢表現(xiàn)為單峰曲線，且W3、W4調(diào)虧處理在20～40 cm有效總根長最長，分別為74 067 cm、55 678 cm，W0處理在40～60 cm有效總根長最長為50 959 cm。其中W0、W3、W4有效總根長主要分布在0～80 cm，分別占0～120 cm土壤垂直方向總根長的77.87%、94.81%和85.35%，其中W0與W3、W4相比，分別減少了16.95%和7.49%。不同調(diào)虧滴灌水不同土壤深度各層有效根系的分布在0～40 cm為W3gt;W4gt;W0，在40～120 cm為W0gt;W4gt;W3，此外核桃樹生長發(fā)育前期，調(diào)虧程度高的W3灌水處理不及W4及W0處理的土壤水分入滲快且廣，調(diào)虧程度大的W3有效根系生長較W4、W0的有效根系在0～40 cm生長旺盛。

不同調(diào)虧灌溉下核桃樹有效總根長在水平方向30～60 cm處最大，W0、W3、W4有效總根長分別為37 531、44 192、40 833 cm。在水平方向上不同調(diào)虧處理W0、W3、W4有效總根長的分布主要集中在0～120 cm處，分別占總量的80.87%、88.97%、84.99%，W3、W4與W0相比分別增加了8.11%，4.13%。圖3～4

2.2" 核桃樹一維有效根長密度的分布特性

研究表明，W3、W4不同處理的有效根長密度在20～40 cm分布最大，分別為0.247，0.186，W0處理在40～60 cm有效根長密度分布最大為0.170。根系主要分布在20～60 cm，其中W0、W3、W4有效根長密度及相對有效根長密度在20～40 cm和40～60 cm分別為0.123、0.721 cm/cm3；0.247、1.000 cm/cm3；0.186、1.000 cm/cm3以及0.170、1.000 cm/cm3；0.130、0.527 cm/cm3；0.129、0.698 cm/cm3。不同處理在不同土層深度的根長密度大體符合指數(shù)分布，W0的指數(shù)分布函數(shù)為Y=1.3619e-1.442X，R2=0.6307；W3指數(shù)分布函數(shù)為Y=4.3091e-4.807X，R2=0.703 8；W4指數(shù)分布函數(shù)為Y=2.287 6e-2.558X，R2=0.950 7，調(diào)虧處理要比正常滴灌的根系分布特征更明顯。表3，圖5

水平方向上根長密度最大在30～60 cm處，根長密度主要集中在水平距樹30～90 cm，W0、W3、W4有效根長密度及相對有效根長密度，在30～60 cm和60～90 cm分別為0.104、1.000；0.123、1.000；0.113、1.000以及0.093、0.890；0.112、0.914；0.106、0.934。不同處理在距核桃樹不同水平距離的根長密度符合多項式分布，W0的多項式分布函數(shù)為Y=-1.613 3X2+2.081 9X+0.288 9，R2=0.691 6；W3多項式分布函數(shù)為Y=-2.286 6X2+2.286 7X+0.374 8，R2=0.941 6；W4多項式分布函數(shù)為Y=-1.784 1X2+1.919 2X+0.441 8，R2=0.891 9。表4，圖6

2.3" 核桃樹二維有效根長密度分布特性

研究表明，W0處理表現(xiàn)出土層深度在40～60 cm，W3、W4處理表現(xiàn)出土層深度在20～40 cm時，有效根長密度值最大，其行、株向各個處理平均值分別為10 192、14 813、11 136 cm；10 192、14 813、11 136 cm。W0、W3、W4各處理在距離核桃樹行向30～60 cm處，各個處理土層深度分別在40～60 cm、20～40 cm時，有效根長密度值最大，為11 794，22 753，14 119 cm。行向的有效根長密度呈單峰曲面的趨勢，且隨著距離核桃樹行向由近至遠，呈先增后減的趨勢，隨土層深度的增加，呈先增后減的趨勢。根系大體主要分布在距樹行間0～120 cm，不同土層深度下根系主要分布在20～60 cm處。隨著距樹株向距離的增大，W0、W3、W4各處理間表現(xiàn)出來的變化趨勢大致相同，均呈現(xiàn)出由大變小的趨勢，且在株向距離0～20 cm，土層深度40～60 cm、20～40 cm處有效根長密度達到最大值，為11 195、16 881、16 217 cm。隨著距離滴灌核桃樹的株向由近到遠，表現(xiàn)出0～20 cm根長密度值最大，20～100 cm處的有效根長密度值逐漸減小的趨勢，且不同株向距離的土層深度也和不同行向的土層深度變化趨勢大致相同，也呈先增后減的規(guī)律。土層深度在20～40 cm與40～60 cm處的有效根長密度，明顯高于其他各層土體中的有效根系密度。不同調(diào)虧灌溉W0、W3、W4處理下的滴灌核桃樹有效根長密度，均分布在行向0～120 cm，株向0～60 cm，土層深度20～60 cm。表5～6，圖7

2.4" 同一生育期不同處理核桃樹根重變化

研究表明，各處理呈先增后減的單峰變化趨勢，其峰值出現(xiàn)在水平距離60 cm處，相比W0，W3處理根重密度增加11%，W4處理根重密度增加2%，在水平距離0～90 cm處，各處理根重密度大體呈W3gt;W4gt;W0，0～90 cm根重密度水平距離與W0相比，W3均值增加8.98%，W4均值增加4.75%；而在水平距離90～150 cm，各處理根重密度大體呈現(xiàn)W0gt;W4gt;W3，對照組相比調(diào)虧處理水分水平擴散較大，使得根系生長多，90～150 cm根重密度相比W0，W3均值減少26.95%，W4均值減少17.05%。圖8

2.5" 不同生育期相同處理核桃樹根長、重密度變化

研究表明，在Ⅵ期W3處理深度高于Ⅲ期各個土層根長密度，呈現(xiàn)出單峰值變化趨勢，在Ⅲ、Ⅵ期土層深度20～40 cm達到最大值，W3Ⅵ期處理較Ⅲ期根長密度在80～100 cm增加最大為49.53%，其次在60～80 cm增大次之為20.02%，在100～120 cm增大6.68%，而0～60 cmⅥ期較Ⅲ期根長密度增加明顯低于60～120 cm。圖9

W3在Ⅲ、Ⅵ期根重密度也表現(xiàn)出在20～40 cm處最大，Ⅵ期較Ⅲ期根重密度在80～100 cm增加最大為41.56%，在60～80 cm根重密度增大為18.56%，100～120 cm根重密度增大為6.41%。圖10

3" 討 論

3.1

試驗研究認(rèn)為，干旱區(qū)滴灌核桃樹在水平方向上不同調(diào)虧處理W0、W3、W4總根長的分布主要集中在0～120 cm處，分別占總含量的80.87%、88.97%、84.99%，垂直方向有效根長主要分布在0～80 cm，分別占總量的77.87%，94.81%及85.35%；核桃樹根系的根長分布密集區(qū)應(yīng)作為果樹根部管理的重點對象，與TANASESEU等［27］和SOKALSKA等［28］認(rèn)為果樹根系主要分布在地表土層，且隨著深度的增加而逐漸減少的結(jié)論相似。

3.2

核桃樹有效吸水根系根長密度函數(shù)在水平方向為多項式函數(shù)分布，垂直方向為指數(shù)函數(shù)分布，與王磊等［29，30］所研究的根系分布特性結(jié)果一致；楊勝利等［31］、張瑞芳等［32］、李楠等［33］、陳高安等［34］對其他果樹根系分布研究的表明，果樹根系在地面灌條件下總根長水平分布是隨距離樹干的距離增加而逐漸遞減的規(guī)律，與試驗得出結(jié)論有所不同，是由于采用的灌溉模式不同的緣故。試驗通過對不同調(diào)虧滴灌核桃樹根系空間分布進行研究，發(fā)現(xiàn)淺、中層土壤中根系長度表現(xiàn)出W3gt;W4gt;W0，是因為調(diào)虧量大相比調(diào)虧量少處理而言水分入滲范圍更加有限，再加上根系為了滿足自身的營養(yǎng)生長，作物自身保護機制使得這種現(xiàn)象產(chǎn)生。

3.3

研究表明，調(diào)虧灌溉是通過控制土壤水分影響作物根系生長，從而達到間接控制作物蒸騰作用的目的［35］。根長密度反映著植物根系吸收水分和養(yǎng)分的潛力，一般根長密度越大，在養(yǎng)分吸收方面就越具有優(yōu)勢，具有更強的活力和抵抗不良環(huán)境的能力；另外，根長密度越大，越有利于減小土壤容重，增加土壤孔隙度，改良土壤結(jié)構(gòu)［36］。

4" 結(jié) 論

4.1

隨著不同土壤深度的增加，W0、W3、W4各個處理的有效總根長變化趨勢表現(xiàn)為單峰曲線，對照組在40～60 cm且其他2個調(diào)虧處理在20～40 cm有效總根長最長，其中有效總根長主要分布在0～80 cm范圍內(nèi)；在水平方向上不同調(diào)虧處理有效總根長的分布主要集中在0～120 cm處。

4.2" 不同調(diào)虧灌溉下對照組與其他2個調(diào)虧處理垂直方向上的有效根長密度在40～60 cm與20～40 cm分布最大，不同處理在垂直方向上的根長密度符合指數(shù)分布，水平方向各個處理根系密度最大在30～60 cm處，不同調(diào)虧處理在水平方向上的根長密度符合多項式分布。

4.3" 各處理均表現(xiàn)出土層深度在40～60 cm與20～40 cm，距離核桃樹行向30～60 cm處，株向距離0～20 cm處有效根長密度達到最大值。各個處理的行向距離，隨土層深度的變化二維有效根長密度呈現(xiàn)出單峰曲面的趨勢，距樹不同行、株向與土層深度的有效根長密度主要分布在行向0～120 cm、株向0～60 cm、土層深度20～60 cm。

4.4" 由Ⅲ期W0、W3、W4各處理總根重密度水平分布各處理呈先增加后減少的單峰趨勢，通過W3處理在Ⅲ、Ⅵ期進行土層深度根長、重密度在Ⅵ期W3處理高于Ⅲ期各個土層根長、重密度，呈單峰值的趨勢。

參考文獻（References）

［1］

席婧， 蔣志輝. 新疆地區(qū)核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析［J］. 現(xiàn)代園藝， 2023， 46（2）： 38-40.

XI Jing， JIANG Zhihui. Analysis of the Development Status of Walnut Industry in Xinjiang Region［J］. Modern Horticulture，" 2023， 46（2）： 38-40.

［2］ 馬博濤， 鄧佳佳. 鄉(xiāng)村振興視閾下南疆特色林果產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及破局路徑［J］. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)， 2021， 41（17）： 172-174.

MA Botao， DENG Jiajia. Development status and breakthrough path of characteristic forest and fruit industry in Southern Xinjiang under the visual threshold of Rural Revitalization［J］. Agriculture and Technology，" 2021， 41（17）： 172-174.

［3］ 李會芳， 朱艷芬， 蔡倒錄. 新疆農(nóng)業(yè)用水及主要農(nóng)作物用水特征問題研究［J］. 農(nóng)業(yè)與技術(shù)， 2021， 41（21）： 40-43.

LI Huifang， ZHU Yanfen， CAI Daolu. Duan. Research on characteristics of water consumption for agriculture and main crops in Xinjiang［J］. Agriculture and Technology，" 2021， 41（21）： 40-43.

［4］ 李茜， 劉松濤. 果樹調(diào)虧灌溉技術(shù)研究動態(tài)及其應(yīng)用［J］. 節(jié)水灌溉， 2016， （10）： 113-116.

LI Qian， LIU Songtao. Research trends and application of regulated deficit irrigation technology for fruit trees［J］. Water-Saving Irrigation， 2016， （10）： 113-116.

［5］ 王玉陽， 陳亞鵬. 植物根系吸水模型研究進展［J］. 草業(yè)學(xué)報， 2017， 26（3）： 214-225.

WANG Yuyang， CHEN Yapeng. Research progress in water uptake models by plant roots［J］. Acta Prataculturae Sinica，" 2017， 26（3）： 214-225.

［6］ Hillel D. ‘SPACE’A modified soil-plant-atmosphere-continuum electro analog［J］. Soil Science， 1991， 151（6）： 399-404.

［7］ 田盼盼， 董新光， 姚鵬亮， 等. 干旱區(qū)不同灌溉方式下棗樹根系分布特性研究［J］. 水資源與水工程學(xué)報， 2012， 23（1）： 102-105.

TIAN Panpan， DONG Xinguang， YAO Pengliang， et al. Research on root distribution characteristics of jujube tree under different irrigation methods in arid area［J］. Journal of Water Resources and Water Engineering， 2012， 23（1）： 102-105.

［8］ Clothier Brent E， Green Steven R. Rootzone processes and the efficient use of irrigation water［J］. Agricultural Water Management， 1994， 25（1）： 1-12.

［9］ 宋鋒惠， 羅達， 李嘉誠， 等. 黑核桃根系分布特征研究［J］. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2018， 55（4）： 682-688.

SONG Fenghui， LUO Da， LI Jiacheng， et al. Studies on Characteristics of Root Distribution of Juglans nigra L［J］. Xinjiang Agricultural Sciences， 2018， 55（4）： 682-688.

［10］ 孫三民， 安巧霞， 楊培嶺， 等. 間接地下滴灌灌溉深度對棗樹根系和水分的影響［J］. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報， 2016， 47（8）： 81-90.

SUN Sanmin， AN Qiaoxia， YANG Peiling， et al. Effect of irrigation depth on root distribution and water use efficiency of jujube under indirect subsurface drip irrigation［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2016， 47（8）： 81-90.

［11］ 鄭利劍， 馬娟娟， 郭飛， 等. 蓄水坑灌下矮砧蘋果園水分監(jiān)測點位置研究［J］. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報， 2015， 46（10）： 160-166.

ZHENG Lijian， MA Juanjuan， GUO Fei， et al. Monitoring locations of soil water content in water storage pit irrigated dwarfing apple tree orchard［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，" 2015， 46（10）： 160-166.

［12］ 任小通， 馬娟娟， 孫西歡， 等. 根區(qū)灌溉下灌水上限對葡萄吸水根系和產(chǎn)量的影響［J］. 節(jié)水灌溉， 2022，（6）： 10-16.

REN Xiaotong， MA Juanjuan， SUN Xihuan， et al. Effects of upper irrigation limits on water-absorbing roots and yield of grape under root zone irrigation［J］. Water Saving Irrigation，" 2022，（6）： 10-16.

［13］ 張建英， 張瑩瑩， 毛向紅. 砂壤土綠嶺核桃根系空間分布規(guī)律研究［J］. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2020， 48（23）： 151-153.

ZHANG Jianying， ZHANG Yingying， MAO Xianghong. Research on the spatial distribution of lüling walnut root system in sandy loam［J］. Journal of Anhui Agricultural Sciences，" 2020， 48（23）： 151-153.

［14］ 李建興， 何丙輝， 諶蕓. 不同護坡草本植物的根系特征及對土壤滲透性的影響［J］. 生態(tài)學(xué)報， 2013， 33（5）： 1535-1544.

LI Jianxing， HE Binghui， CHEN Yun. Root features of typical herb plants for hillslope protection and their effects on soil infiltration［J］. Acta Ecologica Sinica， 2013， 33（5）： 1535-1544.

［15］ Yeaton R I， Travis J， Gilinsky E. Competition and spacing in plant communities： the Arizona upland association［J］. The Journal of Ecology，" 1977， 65（2）： 587.

［16］ 衛(wèi)新東， 汪星， 汪有科， 等. 黃土丘陵區(qū)紅棗經(jīng)濟林根系分布與土壤水分關(guān)系研究［J］. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報， 2015， 46（4）： 88-97.

WEI Xindong， WANG Xing， WANG Youke， et al. Root distribution and soil water dynamics of jujube plantations in Loess Hilly Regions［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2015， 46（4）： 88-97.

［17］ Gyssels G， Poesen J. The importance of plant root characteristics in controlling concentrated flow erosion rates［J］. Earth Surface Processes and Landforms，" 2003， 28（4）： 371-384.

［18］ Stokes A， Atger C， Bengough A G， et al. Desirable plant root traits for protecting natural and engineered slopes against landslides［J］. Plant and Soil，" 2009， 324（1）： 1-30.

［19］ 張宇清， 朱清科， 齊實， 等. 梯田埂坎立地植物根系分布特征及其對土壤水分的影響［J］. 生態(tài)學(xué)報， 2005， 25（3）： 500-506.

ZHANG Yuqing， ZHU Qingke， QI Shi， et al. Root system distribution characteristics of plants on the terrace banks and their impact on soil moisture［J］. Acta Ecologica Sinica， 2005， 25（3）： 500-506.

［20］ 劉曉麗， 馬理輝， 楊榮慧， 等. 黃土半干旱區(qū)棗林深層土壤水分消耗特征［J］. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報， 2014， 45（12）： 139-145.

LIU Xiaoli， MA Lihui， YANG Ronghui， et al. Deep soil water depletion characteristic of jujube plantation in loess semiarid region［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2014， 45（12）： 139-145.

［21］ 黃建輝， 韓興國， 陳靈芝. 森林生態(tài)系統(tǒng)根系生物量研究進展［J］. 生態(tài)學(xué)報， 1999， 19（2）： 128-135.

HUANG Jianhui， HAN Xingguo， CHEN Lingzhi. Advances in the research of（fine）root biomass in forest ecosystems［J］. Acta Ecologica Sinica，" 1999， 19（2）： 128-135.

［22］ 寇萌， 焦菊英， 王巧利， 等. 黃土丘陵溝壑區(qū)不同植被帶植物群落的細根分布特征［J］. 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報， 2016， 47（2）： 161-171.

KOU Meng， JIAO Juying， WANG Qiaoli， et al. Fine root distribution characteristics of plant community in different vegetation zones in hill-gully region of Loess Plateau［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2016， 47（2）： 161-171.

［23］ 焦萍， 虎膽·吐馬爾白， 米力夏提·米那多拉. 滴灌條件下成齡核桃根系空間分布特征和模型研究［J］. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2020， 38（5）： 116-122.

JIAO Ping， Hudan Tumaerbai， Milixiati Minaduola. Study on the spatial distribution characteristics and models of the roots of mature walnut under drip irrigation［J］. Agricultural Research in the Arid Areas， 2020， 38（5）： 116-122.

［24］ 鄒衡， 謝永生， 駱漢， 等. 關(guān)中平原不同土壤類型獼猴桃園根系空間分布特征［J］. 中國果樹， 2022，（6）： 25-30， 54.

ZOU Heng， XIE Yongsheng， LUO Han， et al. Spatial distribution characteristics of kiwifruit roots in different soil types in Guanzhong Plain［J］. China Fruits， 2022，（6）： 25-30， 54.

［25］ 蔣敏， 孫博瑞， 周少梁， 等. 不同灌水深度條件下棗樹根系空間分布及土壤水分研究［J］. 北方園藝， 2022，（6）： 77-83.

JIANG Min， SUN Borui， ZHOU Shaoliang， et al. Root spatial distribution and soil moisture of jujube under different irrigation depth［J］. Northern Horticulture， 2022，（6）： 77-83.

［26］ 李宏， 董華， 郭光華， 等. 阿克蘇紅富士蘋果盛果期根系空間分布規(guī)律［J］. 經(jīng)濟林研究， 2013， 31（2）： 78-85.

LI Hong， DONG Hua， GUO Guanghua， et al. Spatial distribution rule of root system of Red FuJi Apple trees at full bearing period in Akesu［J］. Nonwood Forest Research， 2013， 31（2）： 78-85.

［27］ Tanaseseu N， Paltineanu C. Root distribution of apple tree under various irrigation systems within the hilly region of Romania［J］. International Agrophysics，" 2004， 18（2）： 175-180.

［28］ Sokalska D I， Haman D Z， Szewczuk A， et al. Spatial root distribution of mature apple trees under drip irrigation system［J］. Agricultural Water Management，" 2009， 96（6）： 917-924.

［29］ 王磊， 馬英杰， 趙經(jīng)華， 等. 干旱區(qū)滴灌核桃樹有效吸水根系的分布與模擬研究［J］. 節(jié)水灌溉， 2013，（10）： 17-20.

WANG Lei， MA Yingjie， ZHAO Jinghua， et al. Simulation of effective roots distribution of walnut tree under drip irrigation condition in arid area［J］. Water Saving Irrigation， 2013，（10）： 17-20.

［30］ 王磊， 馬英杰， 趙經(jīng)華， 等. 干旱區(qū)滴灌核桃樹根系空間分布特性研究［J］. 水資源與水工程學(xué)報， 2013， 24（5）： 92-95.

WANG Lei， MA Yingjie， ZHAO Jinghua， et al. Study on characteristic of root distribution of walnut tree under condition of drip irrigation in arid area［J］. Journal of Water Resources and Water Engineering，" 2013， 24（5）： 92-95.

［31］ 楊勝利， 劉洪祿， 郝仲勇， 等. 畦灌條件下櫻桃樹根系的空間分布特征［J］. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報， 2009， 25（S1）： 34-38.

YANG Shengli， LIU Honglu， HAO Zhongyong， et al. Spatial distribution characteristics of cherry tree roots under border irrigation condition［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，" 2009， 25（S1）： 34-38.

［32］ 張瑞芳， 張愛軍， 王紅， 等. 河流故道區(qū)梨樹根系分布規(guī)律研究［J］. 中國農(nóng)學(xué)通報， 2006， 22（4）： 382-384.

ZHANG Ruifang， ZHANG Aijun， WANG Hong， et al. Study on the law of pear root distribution in river ancient channel［J］. Chinese Agricultural Science Bulletin， 2006， 22（4）： 382-384.

［33］ 李楠， 廖康， 成小龍， 等. ‘庫爾勒香梨’根系分布特征研究［J］. 果樹學(xué)報， 2012， 29（6）： 1036-1039.

LI Nan， LIAO Kang， CHENG Xiaolong， et al. Studies on characteristics of root distribution of ‘Korla’s Xiangli’［J］. Journal of Fruit Science，" 2012， 29（6）： 1036-1039.

［34］ 陳高安， 潘存德， 王世偉， 等. 間作條件下杏樹吸收根空間分布特征［J］. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011， 48（5）： 821-825.

CHEN Gaoan， PAN Cunde， WANG Shiwei， et al. Spatial distribution characteristics of absorbing roots of apricot trees in the intercropping systems［J］. Xinjiang Agricultural Sciences， 2011， 48（5）： 821-825.

［35］ DaMatta F M， Loos R A， Silva E A， et al. Effects of soil water deficit and nitrogen nutrition on water relations and photosynthesis of pot-grown Coffea canephora Pierre［J］. Trees，" 2002， 16（8）： 555-558.

［36］ 黃林， 王峰， 周立江， 等. 不同森林類型根系分布與土壤性質(zhì)的關(guān)系［J］. 生態(tài)學(xué)報， 2012， 32（19）： 6110-6119.

HUANG Lin， WANG Feng， ZHOU Lijiang， et al. Root distribution in the different forest types and their relationship to soil properties［J］. Acta Ecologica Sinica，" 2012， 32（19）： 6110-6119.

Study on spatial distribution characteristics of walnut root system under regulated deficit drip irrigation

LIU Junqing1， 2， LIANG Guocheng3， ZHANG Xin4， WANG Qingyong4， ZHAO Jinghua1， 2

（1. School of Water Conservancy and Civil Engineering， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China; 2. Xinjiang Key Laboratory of Water Conservancy Engineering Safety and Water Disaster Prevention and Control， Urumqi 830052， China; 3. Construction Bureau of Urumqi Economic and Technological Development Zone （Toutunhe District）， Urumqi 830026， China; 4. Xinjiang Erqi River Investment and Development （Group） Co.， Ltd.， Urumqi 830000， China ）

Abstract：【Objective】" this paper mainly aims to analyze the distribution characteristics of effective root length less than 2 mm and establish the density function of effective root length to reveal the spatial distribution characteristics of walnut roots under different regulated deficit irrigation.

【Methods】"" The effect of Regulated Deficit Drip Irrigation on the spatial distribution of effective root system of walnut tree was studied by excavating the pre-set small soil block （30×20×20） cm by using 14-year-old Wen 185 walnut tree as test material.

【Results】" It was found that the total effective root length distribution of walnut trees in W0， W3 and W4 showed a single peak curve in different deficit regulation drip irrigation treatments， and the total effective root length of each deficit regulation treatment was the largest at 20-40 cm， which were 50，959， 74，067 and 55，678 cm， respectively.Based on the one-dimensional effective root length density distribution of walnut trees， it was concluded that the root length density of different treatments at different soil depths conformed to exponential distribution， and the root length density of different treatments at different horizontal distances from walnut trees accorded with polynomial distribution.According to the two-dimensional effective root length density distribution of walnut trees， whether it was the change of effective root length along the row direction with the depth of soil layer or the change of effective root length along the plant direction with the depth of soil layer， W0， W3 and W4 treatments all showed that the depth of soil layer was 20-40 cm， and the maximum was 30-60 cm away from the row direction of walnut trees， which was 11，794， 22，753 and 14，119 cm.

【Conclusion】" The effects of different Regulated Deficit Drip Irrigation Treatments on the spatial distribution of walnut roots are as follows： root growth of W3 gt; root growth of W4 gt; root growth of W0.

Key words：walnut tree; deficit" drip irrigation; root system; space distribution

Fund projects：Xinjiang Uygur Autonomous Region Natural Science Foundation Project （2022277060）

Correspondence author：Zhao Jinghua （1979-）， male， from Qitai， Xinjiang， professor， doctoral supervisor， research direction： water-saving irrigation theory and efficient crop water use，（E-mail）105512275@qq.com