蓄水坑灌法是一种将解决干旱问题和控制水土流失问题结合在一起的适合于山丘区果林灌溉的新方法。蓄水坑灌法最大特点是水分直接渗入根区土壤,使水分分布在根区中深层土壤,并且坑壁是临空面改善了中深层土壤的通透性,这样有利于根系呼吸、可以诱导根系深扎,根系就能更大范围地吸收养分和水分,提高抗旱能力,达到增产的目的。因此研究此条件下的果树根区含水率变化、根系分布及根系吸水规律,对蓄水坑灌法在干旱半干旱地区的推广应用,提高干旱半干旱地区水的利用效率有重要意义。结合山西省科技攻关项目(051115)和(2007031069)的研究内容,本文采用数值模拟与试验相结合的技术路线对果园红富士苹果树根系吸水进行研究。首先,在果园对红富士苹果树根系分布和根区土壤水分分布空间特征进行调查研究,然后在此基础上根据根区土壤水动力学原理建立苹果树吸水根的吸水模型并运用田间实测资料验证模型的准确性,主要研究内容如下:1.苹果树根区土壤含水率动态变化研究。根据土钻法定期测定的果树根区含水率资料分析表明:地表处含水率波动剧烈变化幅度较大,随着土层深度的增加,土壤水分受自然环境和人为因素影响逐渐减小含水率波动减弱;在90～110cm处即中深层根区,出现了含水率明显偏低的土层,由于修建了蓄水坑的缘故使中深层土壤的通透性得到改善,有利于根系呼吸,根系吸水速率加快使得土壤水分变动较快。2.苹果树吸水根空间分布特征研究。采用WINRHIZO根系分析软件对果树根系实测数据进行分析,结果表明:根系主要分布在距地表O～120cm范围内,随着深度的增大根长密度减小,深度与根长密度呈指数关系。并对蓄水坑灌前后根系分布变化进行分析:蓄水坑灌后果树吸水根根长密度峰值下移,但由于试验果园实施蓄水坑灌法时间不到一年,下移幅度不是很大。3.苹果树吸水模型建立研究。分别根据根系密度资料和土壤水分动态资料建立了二维根系吸水模型。根据根系密度资料建立改进Molz-Remson形式的苹果树二维根系吸水模型,引入了土壤水势对根系吸水的影响函数,由模拟结果看出模型基本上能正确反映苹果树根系吸水的实际状况。根据土壤水分动态资料建立的果树根系吸水模型,虽然需要编写反推根系吸水强度的计算机程序,需要进行较多的数学推导,但是可以免去繁重的根长密度测定工作,对根系的破坏较小,并且所得的根系吸水模型的模拟精度较高。4.苹果树根区土壤水分运动模拟研究。建立了含有根系吸水项的苹果树根区土壤水分运动模型,采用ADI法对模型进行求解,并采用实测资料进行验证。结果表明计算结果与实测结果吻合较好,可以看出两者有较好的一致性,说明所建立的数学模型能够反映蓄水坑灌条件下的土壤水分运动状况,根系吸水函数能反映根系吸水的实际状况,其数值求解方法也是可行的。但是由根长密度资料建立的苹果树根系吸水模型与土壤水分动态资料建立的苹果树根系吸水模型相比,后者模拟精度高于前者。本文所做的研究工作将对蓄水坑灌法节水抗旱机理提供依据,研究结果对蓄水坑灌法的进一步研究推广具有重要的价值。