植物輸水過程模擬研究.pdf

1、中國淡水資源形勢十分嚴峻,尤其在中國西部干旱地區(qū),情況更加嚴重.這給該地區(qū)的植樹造林、農(nóng)作物種植帶來巨大困難.該文從植物水分傳輸獲得啟發(fā),研制了根莖模擬輸水柱,作為植物根系的延伸,幫助植物獲取水分,從而在某些適宜區(qū)域作為一種新的灌溉方式,促進干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)和植樹造林的發(fā)展.研究了植物體內(nèi)水分上升的主要通道及水分上升的機理和動力.植物水分上升的主要通道是木質(zhì)部中的導(dǎo)管,植物體內(nèi)儲存水分的"水庫"是植物的細胞(主要是細胞內(nèi)的液泡);水分上升

2、的動力主要來自于植物的蒸騰拉力和導(dǎo)管的毛細作用.研制的植物根莖模擬輸水柱是以中空纖維模擬植物木質(zhì)部中的導(dǎo)管作為水分通道,以吸水材料作為填充介質(zhì)代替植物體內(nèi)的液泡,作為儲存水分的"水庫".先后制作了中空纖維/凝膠柱,中空纖維/細沙柱,并試制了中空纖維/凝膠細沙混合柱.該文研究工作在國內(nèi)外均未發(fā)現(xiàn)有類似的報道,屬于一種原創(chuàng)性的研究思路.用凝膠作為填充介質(zhì)的中空纖維/凝膠輸水柱,柱中水分能夠靠中空纖維的毛細作用向上輸送,但水分向土壤轉(zhuǎn)移有較大

3、困難,用細沙作為填充介質(zhì)的中空纖維/細沙柱,其輸水與保水性能均較好,具有一定的實用性.研究了中空纖維的材質(zhì)、數(shù)量、內(nèi)徑、纖維壁上微孔尺度等因素對模擬輸水柱輸水性能的影響.纖維材料親水性好,內(nèi)徑適當小,壁上微孔適當大都有利于水分的上升和在纖維內(nèi)外進行傳遞,較適宜用以制作根莖模擬輸水柱.在一中空纖維/細沙柱的頂部沙土中點種綠豆,綠豆發(fā)芽成活,證明所制作的輸水柱能夠在一定程度上將水分傳輸上來供植物生長.為了獲得有利于水分向上輸送的實驗用中空纖