地下滴灌土壤水分分布对作物根系构型影响的研究现状与展望

摘要：

地下滴灌土壤水分分布对作物根系生长与构型的影响，是国内外学者研究的热点课题之一。依次从地下滴灌技术的基本原理与类型，影响地下滴灌性能的主要因素，地下滴灌土壤水分分布对不同作物根系构型的影响与重塑等方面进行系统文献研究。随着新型地下滴灌技术的不断涌现，节水潜力的挖掘不断提升。因此，地下滴灌技术创新以及探究环境、作业、材质等多因素耦合影响机制，是提升地下滴灌技术应用与推广程度的重要课题。地下滴灌的灌水器可通过灵活布设，使得土壤水分更精准分布在作物根区周围。因此，以地下滴灌土壤水分为关键因子，开展作物根系构型的重塑研究是国内外学者应进一步关注的方向。提出以作物根系构型为出发点，探究新型空间多点源地下滴灌技术重塑根系构型的研究思路；并针对云南土壤与气候特点，提出新型根区微灌技术——空间多点源地下滴灌，利用根区不同方位滴头靶点重塑根系构型提升作物环境抗性，为解决云南高原山地季节性干旱问题提供参考。

关键词：地下滴灌技术；土壤水分分布；根系构型；根系重塑

中图分类号：S152.7； S275.4； S275.6

文献标识码：A

文章编号：2095-5553 （2025） 01-0227-09

Research status and prospect of the effect of subsurface drip irrigation soil

water distribution on crop root architecture

Qian Zhiyong， Wang Dongbo， Wang Dong， Huang Guoliang， Yang Zhenjie， Zhang Yijie

（College of Mechanical and Electrical Engineering， Yunnan Agricultural University， Kunming， 650201， China）

Abstract：

The effect of subsurface drip irrigation soil water distribution on crop root growth and conformation is one of the hot topics researched by scholars at home and abroad. The systematic literature research is carried out in order from the basic principles and types of subsurface drip irrigation technology， the main factors affecting the performance of subsurface drip irrigation， and the influence and remodelling of subsurface drip irrigation soil water distribution on the root system configuration of different crops. With the continuous emergence of new subsurface drip irrigation technologies， the exploitation of water-saving potential has been continuously improved. Therefore， the innovation of subsurface drip irrigation technology and the investigation of the coupling influence mechanism of environment， operation， material and other factors are important issues to enhance the application and promotion of subsurface drip irrigation technology. The waterers of subsurface drip irrigation can be flexibly deployed to make the soil moisture more accurately distributed around the root zone of crops. Therefore， taking soil moisture of subsurface drip irrigation as the key factor， the research on remodelling of crop root system configuration is a direction that scholars at home and abroad should pay more attention to. It is proposed to take crop root system configuration as the starting point to explore the research idea of remodelling root system configuration by new spatial multi-point source subsurface drip irrigation technology， and in view of the characteristics of the soil and climate of Yunnan， it is proposed that a new type of micro-irrigation technology in the root zone—spatial multi-point source subsurface drip irrigation—spatial multi-point source subsurface drip irrigation technology. In addition， a new root zone micro-irrigation technology-spatial multi-point source subsurface drip irrigation-is proposed for Yunnan soil and climate characteristics， which uses different orientation target points to remodel the root system configuration to enhance the environmental resistance of crops， and provides a reference for solving the problem of seasonal drought in the mountainous areas of the Yunnan Plateau.

Keywords：

underground drip irrigation technology; soil water distribution; root system configuration; root remodeling

0"引言

近些年来，人们对水资源的利用尤为重视，联合国环境规划署等部门在调查中发现，农业用水量占据人类用水量的70%左右^［1］，由于水量不足、分布不均，因而需要节水，而农业节水问题已经不单单是维持我国经济可持续发展的重要措施，同时还是改善农田环境、探索符合我国国情的现代节水体系的重大举措^［2］。节水离不开水分的高效利用，而水分的高效利用离不开科学合理的灌溉技术方法，大量国内外研究表明，地下滴灌是一种高效的节水灌溉技术，而作物吸收水分的关键器官又是根系，作物根系的分布直接影响到根系对水分的吸收和利用^［3］，因此，直接将水分灌溉至根区附近，将是最为高效的灌溉技术方法之一。此外，不同土壤下的地下滴灌水分分布对不同作物根系的影响效应研究，也是国内外学者研究的热点课题。基于此，本文在地下滴灌研究现状和进展的论述基础上，详细分析地下滴灌土壤水分分布对作物根系的影响研究现状，并指出研究存在问题以及提出今后研究的建议与展望，为灌溉技术与根系生态交叉学科的研究学者提供相关文献研究参考。

1"地下滴灌技术概述

1.1"基本原理

地下滴灌技术是在滴灌基础上而形成的一种高效且更节水的灌溉技术，是将水或水肥通过地埋毛管上的灌水器均匀、缓慢出流滴入作物根区土壤区域的灌溉方法^［4］，如图1所示。另外，与地表灌溉相比，其避免了地表水分的蒸发，此灌溉方式是使水分以微量、多次方式渗入到作物的根区土壤中，再逐步使水分渗透扩散到作物的整个根系区域，实现对水分的高效利用，为干旱或半干旱地区作物生长创造良好的生长环境。

1.2"地下滴灌的组成及类型介绍

现代地下滴灌系统已实现智能控制，可对农作物进行精准灌溉，如图2所示。随着地下滴灌技术的发展，涌现出多种新型地下滴灌技术方法，各类型的优缺点也存在较大差异^［5］，如表1所示。

1.3"地下滴灌的研究现状与应用情况

1.3.1"研究现状

1913年，美国的House对地下滴灌进行了最初的研究，但得出的结论是此灌溉技术并没有使作物根区土壤水分增加，并且其应用的成本太高^［6］，最终以失败告之。直到1920年，由美国加利福尼亚州的Charle Lee申请的一个多孔灌溉瓦罐技术专利^［7］，才开始了对地下滴灌的研究，在20世纪40年代以后，塑料工业的兴起才使滴灌技术发展有了新的机遇。滴灌技术首先在英国开始得到发展，紧接着是在以色列和美国，自1960年开始以来，地下滴灌一直是美国滴灌发展的一部分，在20世纪70年代，此灌溉系统的安装设备已经开发出来，自20世纪80年代以来，地下滴灌技术已经成为有效的灌溉系统。1981—1995年的14年间，美国采用地下滴灌灌溉作物从185khm²增加到了1000khm²，占据了总灌溉面积的5％^［8］。目前，以色列的耐特菲姆现代灌溉和农业系统公司的地下滴灌技术比较成熟。

与国外相比较，我国地下滴灌技术的发展比较晚。在1974年，我国引进并开始对滴灌技术研究，在一系列的试验研究下并未将其推广，但这成为我国地下滴灌技术发展的开端。而地下滴灌的研究与应用大约开始于1980年，但研究应用主要集中在林果树作物和苜蓿牧草上^［9］。“九五”期间，在北京昌平13.3hm²试验示范区对地下滴灌技术进行试验研究，成效显著^［10］。21世纪初，在新疆对棉花运用地下滴灌技术进行种植，也取得了可观的经济效益。

1.3.2"应用情况

地下滴灌的应用主要分为室内试验应用和室外试验应用。（1）地下滴灌室内试验是指利用盆栽作物为试验对象，在实验室、温室大棚等可控的环境下开展作物根区灌溉效果试验。Zhang等^［11］温室实验室内试验研究根区微灌对辣椒的水分利用效果，发现在云南红壤土条件下，其平均水分利用率比地表灌溉高20.2％左右。肖让等^［12］在温室大棚内研究地下加气灌溉对辣椒生长影响，发现加气灌溉下辣椒叶片的光合速率增强，且促进了作物生长。陈新明等^［13］研究了无压地下灌溉对黄瓜、番茄产量和品质的试验，试验结果表明，无压灌溉提高了温室的地温、作物对水分的利用率和水分生产率。（2）地下滴灌田间试验是指在田间实际环境下，开展地下滴灌与传统灌溉的效果对比试验。如Martinez等^［14］采用地下灌溉对油橄榄进行了试验研究，发现其用水量比地表滴灌节约了20％，并且作物的产量也提高了8.3％。刘威宏等^［15］研究了根区滴灌对山地苹果树的生长发育的影响，结果表明，灌水量比传统滴灌节约了8.09％，水分利用率提高了10.62～15.30％，同时还提高了果树的果实发育。张计峰等^［16］研究了根区孔下滴灌施肥对红枣产量的影响，发现与地表滴灌施肥相对比，红枣产量平均提高了6.9％，并且单果质量也平均增加了8.4％。任小通等^［17］研究了根区灌溉对葡萄产量的影响，发现在相同田间持水量下的根区灌溉和沟灌中，前者比后者灌水量低了21.84％，但产量提高了18.68％。

大量地下滴灌室内/室外评估试验表明，地下滴灌技术具有巨大的发展潜力，但地下滴灌技术的产业化水平有待进一步提高。此外，与传统灌溉技术相比，地下滴灌是一种高效的节水灌溉技术，如表2所示。

1.4"影响地下滴灌工作性能的主要因素

1.4.1"环境因素

环境因素包括土壤类型、灌水温度、虫鼠破坏以及根系入侵等，由于地下滴灌灌溉管（滴头）直接作业在土壤中，因此环境因素是影响地下滴灌性能、寿命的重要因素。目前，环境因素主要影响灌溉的堵塞问题，常发生的主要有物理、生物、化学堵塞，如表3所示。仵峰等^［18］对地下灌溉不同灌水器的堵塞问题进行了研究，如表4所示。

刘璐等^［19］发现水肥一体化滴灌灌水温度较低时，适当增加灌水时长，减少灌溉次数。地下滴灌管（带）易受虫鼠破坏。保功辉等^［20］发明了一种地埋式滴灌防鼠虫装置，避免了滴灌管（带）的破坏，提高了装置使用寿命，增加了农民收益。根系入侵滴头是一个棘手的问题，为避免根系入侵造成的影响，人们采取了一系列的措施^［21］，如表5所示。

1.4.2"作业因素

地下滴灌技术的作业因素包括滴灌管（滴头）埋深、灌溉量、不同水质及灌溉速率等。张子卓等^［22］研究了微润带埋深对番茄生长影响，发现埋深为15cm时，番茄对水分利用率达到最大，且产量最多。焦炳忠等^［23］发现地下渗灌在不同的埋深与灌溉量下，枣树的产量和水分利用率存在差异，而适宜的埋深和灌溉量分别为28～33cm、370～410mm。贾帅等^［24］研究不同渗灌埋深与灌水量对马铃薯水氮分布的影响，发现埋深15cm，灌溉量1950m³/hm²条件下，可以提高作物水氮利用率和产量。王慧芸等^［25］研究了不同水质（微咸水、肥水、微咸水加肥）对不同灌水器（陶瓷和迷宫流道灌水器）堵塞的影响，发现不同灌水器流量随时间推移而出现不同程度的下降。

1.4.3"其他因素

其他因素包括地下滴灌灌水器的材质、类型及制备工艺等，其他因素也是影响地下滴灌效果的重要因素之一。蔡耀辉等^［26］在微孔陶瓷灌水器制备的研究发现，硅藻土的掺入可以优化灌水器的性能。蒲文辉等^［27］研究了制备工艺对微孔陶瓷性能的影响，发现原料（石英砂、滑石粉为主）配比不同，导致灌水器材料的孔径、流量不同。对于选择不同类型的滴头，表现出的土壤水分分布也存在一定差异。

研究表明，地下滴灌的性能受环境因素、工作因素和其他因素的共同影响，而各因素之间的关联与耦合影响需进一步深入研究。

2"地下滴灌土壤水分分布情况

相比传统灌溉，地下滴灌条件下土壤水分分布的优势更为突出，其水分分布更均匀，土壤湿润体含水量更多，大量学者对比传统灌溉方式，对地下滴灌的水分分布进行了一系列研究。如杨明达等^［28］利用不同的滴灌模式对土壤水分分布进行了研究，发现在相同灌溉量下，地下滴灌下的垂直湿润土体范围要比地表滴灌的更广。杨明达等^［29］利用地下滴灌对砂壤土夏玉米的土壤水分进行了试验研究，发现相比于地表滴灌，地下滴灌（埋深30cm，间距60cm）能够增加土壤深层的体积含水率，使作物产量明显提高8.6％。朱珠等^［30］采用插入式地下滴灌，在砂壤土中进行了试验研究，试验表明，在相同灌溉时间和滴头流量下，地下滴灌的土壤持水效率、湿润面积和湿润体土壤平均含水量都要好于地表滴灌。

然而，在地下滴灌条件下，不同土壤类型也会导致水分分布的差异性，如表6所示。

研究表明，土壤水分分布的差异性与土壤类型密切相关，但不同的地下灌溉方式也是导致水分分布存在差异性的关键。

3"土壤水分对作物根系构型的影响

3.1"土壤水分对根系重塑的影响

土壤含水量是土壤的一个关键物理因素，它对植物的生长发育具有重要意义，土壤水分亏缺或高于作物需水上限都会影响到其根系数量和土壤中的根系分布，土壤中的水分含量也是作物根系构型的关键因素，作物根系是表现出向水性来控制其根系在土壤中不同方位的生长^［35］。此外，土壤水分直接或间接影响到作物根系在土壤中的生长与发育，土壤水分在较大程度上影响着作物根系在土壤中的分布状况。吕谋超等^［36］采用地下滴灌对夏玉米研究表明，玉米根量主要集中在滴头附近的土壤中，愈靠近滴头根系发育愈多，根量越多，根系吸水能力愈强。灌溉方式的不同也导致作物根系分布的差异性，在不同灌溉方式（浅埋滴灌、膜下滴灌、传统畦灌）处理下玉米根系分布差异较大^［37］，主要由于不同的灌溉方式使土壤水分的分布产生差异，进而使得同种作物的根系分布出现各异性。

因此，采用地下滴灌灌溉方式可以使土壤中水分分布更均匀，土壤湿度保持时间更久，更有利于对作物根系构型进行重塑。

3.2"土壤水分分布对根系养分获取的影响

土壤水分分布以关键载体运送养分，从而间接地影响根系形态构型。土壤中的养分对作物根系的生产量、死亡量起到关键作用^［38］，特别是磷元素对作物根系构型的重塑起关键作用。良好的土壤水分分布更有助于促进作物对磷的吸收，一系列学者研究表明，地下滴灌下养分对根系形态构型的重要性。如Wang等^［39］利用番茄研究了地下灌溉对土壤磷酸酶活性的影响，研究表明，地下灌溉能够提高土壤中磷酸酶的活性，从而增强土壤磷素有效性，增加土壤中的有效磷。Wang等^［40］研究了地下滴灌对番茄氮磷代谢的影响，发现地下滴灌（滴灌管埋深20cm）有利于促进番茄根区对氮、磷等元素的代谢和吸收，并且相比于地表滴灌，作物根系氮、磷含量提高1.18倍和1.47倍。张计峰等^［16］采用根区孔下滴灌施肥研究了红枣对氮、磷、钾的利用率，发现该灌溉方式相比与地表滴灌，显著提高作物各器官对养分的吸收。

因此，在作物根系构型的重塑过程中，土壤养分（尤其是磷元素）起重要作用，而土壤中良好的水分分布可避免磷的流失，进而更利于作物对磷的吸收，地下滴灌灌溉方式下使根系构型重塑得到进一步保证。

4"地下滴灌对作物根系构型的重塑

植物表型可塑性是指同一基因受到外界不同环境的影响而表现出不同的形态特征^［41］，是植物为适应生长发育环境，在自身的外在形态上做出系列积极或消极响应，来达到获取充足生长资源、供自身生长的目的^［42］。地下滴灌技术是将地表滴灌管或滴头埋设在作物土壤下一定深度的深层灌溉方式，并由于作物根系的向水性，可以通过地下滴灌技术向作物根区进行微灌，来影响作物根系的分布。作物根系初始发育生长受其遗传特征影响，但随着其根系所在土壤环境的变化，这种模式也就发生改变，同时植物根系在面对不同的生物与非生物因素影响时会表现出惊人的可塑性^［43］，其中，土壤的含水量、水势、养分及土壤强度的时空变化都会在一定程度上影响作物根系的结构与分布。有学者试验研究表明，在地下滴灌条件下对番茄^［44］、玉米^［45］进行试验分析，发现它们的根系优先在地下滴灌管附近生长，即在土壤湿润区域分布较多。Romero等^［46］研究发现，地下灌溉除了可以对土壤中根系的垂直分布调节外，还可以诱导作物根系在土壤中下扎。与地表灌溉相比，地下灌溉除了可以使深层土壤（大于20cm）中根系比例增加外^［47］，还可以使作物根系在土壤中分布范围更广^［48］。

4.1"浅根系作物根系重塑

浅根系作物多为须根系，它们的主根并不发达，其不定向根或侧根向土壤四周伸展，长度也远超过主根，其根系主要分布在土壤浅层，使得这类作物只能在土壤的浅层中吸收水分。有研究指出，作物的根系分布与自身抗旱性有一定的关联，一般抗旱性强的作物根系分布更发达，对小麦的研究中表明，抗旱品种的根系比较发达，根系向深层土层下扎，且根系在深层土壤中占比更大^［49］。为改变浅根系作物在土壤中下扎深度浅，抗旱性、抗倒伏能力相对较弱的问题，国内外学者对此进行一系列的试验研究，证明了采用地下滴灌技术对浅根系作物根系重塑的可行性，如图3所示。

早在1976年，Phene等^［50］研究发现增加浅根作物甜玉米根长，可以通过频繁的浅层根区灌溉技术来实现。20世纪90年代初，Phene等^［51］用高频地表灌溉（S）和地下滴灌技术（SS）对玉米的根系分布进行了试验研究，结果表明，S灌溉方式对浅层土壤（小于30cm）的玉米根长密度影响较大，而SS灌溉方式对深层土壤（大于30cm）的玉米根长影响比较大。Bhattara等^［52］采用增氧地下灌溉技术将毛豆种植在盆栽中进行试验研究，有氧和无氧试验组形成对照，试验表明，随着土壤深度增加作物的根长密度降低，造成这一结果的主要原因是根际区域氧分减少，试验也说明加氧的试验组土壤根长密度提高了9％；采用地下滴灌技术可以增加作物的根系，而深层土壤作物根长密度降低的主要原因是土壤中氧气含量下降。

在我国，孙三民等^［53］对枣树进行地表滴灌和间接地下滴灌（埋深设20cm、27cm、35cm三个位置）的试验研究，发现地表滴灌处理下，作物的细根和粗根主要分布在浅层土壤，间接地下滴灌处理下，根系向深层土土层下扎，且根系分布均匀。蒋敏等^［54］对南疆的骏枣进行了不同深度的地下灌溉试验研究，发现灌溉深度的增加，使作物根系向深层土壤中下扎，并且使作物水平方向的根系更加集中。孔清华等^［55］对青椒进行不同灌溉（畦灌、地表滴灌、地下滴灌）的对比研究中发现，地下滴灌不仅可以明显促进作物根系生长，还可以使根系更多的扎入较深的土层中，并且地下滴灌下作物根长分别是畦灌和地表灌溉的2.44倍和1.46倍。

4.2"深根系作物根系重塑

深根系作物主要是直根系，其主根在土壤中扎根深，侧根并不像浅根系作物发达，仅是主根从属部位，深根系的作物根系发达，相较于浅根系作物更加抗旱。对于深根系作物采用地下滴灌技术可以激发根系向深层土壤吸水的潜能，从而使作物在干旱期能够更好的生长，如图4所示。

Ma等^［56］对葡萄用直接根区灌溉（DRZ）和地表滴灌（SD）进行试验比较，各灌溉方式用3种不同的灌溉速率（高灌水速率、中灌水速率、低灌水速率），通过CI-600对葡萄根区进行拍摄，并用RootSnap对图像进行分析，结果说明，浅层土壤DRZ在不同灌溉速率下根数总量和根长密度与SD相比都有所减少，但DRZ却提高了葡萄产量，研究推测在深层土壤下可能发育了一个根系系统。同样，Ma等^［57］在华盛顿本顿市运用根区直接灌溉对赤霞珠进行试验研究，并用原位根成像系统对其作物根部进行观测，表明了此灌溉技术激励了作物深入生根的潜力，有助于作物在更深的土壤中获取水分，以此来增加作物在干旱季节的抗旱能力。Miyazak等^［58］运用根箱试验对旱稻进行地表下灌溉来观测其根系发育与生长的变化，在距地面不同的深度（0cm、5cm、10cm和20cm）进行独立灌溉，试验结果表明，各个试验组在灌溉量相同条件下，地下灌溉可以增加作物根系长度，并提高土壤深层分枝数量，诱导作物深层根系在土壤中的深入。

在我国，陈新明等^［59］将无压地下灌溉与沟灌进行对比试验发现，在前者处理下番茄的根系体积、最长根随着供水压力、灌水器孔径和埋深发生变化，作物最长根始终显著长于后者处理下的。何华等^［60］在温室中自制供水箱对冬小麦进行不同深度的灌溉（0cm埋深、20cm埋深、40cm埋深），发现采用地下根灌对冬小麦来说，避免其过多的根系对同化产物造成浪费，其中40cm的根灌方式最为显著。

由大量国内外学者对根系重塑研究表明，在地下滴灌条件下，重塑作物根系可提高作物根系的吸水能力，还可激励作物深层根系的发育，对浅根系作物的根系改变尤其显著，但目前针对作物根系重塑的研究相对较少，亟需相关课题的深入研究。

5"存在问题与展望

1） 地下滴灌土壤水分分布研究大多集中在作物水分利用效率的潜力挖掘，以及不同地下滴灌型式下湿润体分布特性的研究方面。然而，作物的根系形态构型复杂多样，围绕根系不同功能区间需求的土壤水分分布特性的研究还十分匮乏。因此，以作物根系形态构型为切入点，探究地下滴灌条件下的土壤水分与根系构型的互作机理，从而摸索挖掘作物水分利用效率提升的新路径，将是一项重要的研究课题。

2） 地下滴灌土壤水分分布的试验研究中，大多采用平面点源布设方式，这种平面布设方式下的土壤水分分布较为单一，不能在空间维度形成湿润体差异化分布，从而无法有效满足根系本身不同生理区间对水分的需求。因此，探索针对特定土壤的空间多点源新型地下滴灌技术与方法将具有重要研究价值。以云南红壤为例，其土质黏重，局部水分不易下渗，水分能较长时间驻留在灌水器出口周围，这种土壤特质为空间多点源水分诱导根系构型提供了前提。

3） 根系重塑一直是植物生态学领域的热点与难点课题。大多学者主要从作物生理学和营养学角度开展根系重塑研究，而以土壤水分这一关键因子，借助地下滴灌工程技术手段开展的相关研究还不充分，尤其是针对干旱、半干旱地区作物环境抗性提升方面的研究还有待深入。以地处西南山区的云南省为例，气候特征属于典型的季风气候，随着全球气候变暖，季节性干旱日趋严重，而新型空间多点源地下滴灌技术能在节水的同时，通过重塑根系构型提升作物环境抗性。因此，未来可面向云南稀植型经济作物的根系，开展空间多点源根区微灌根系构型重塑方面的研究，以期更好地实现精准微量灌溉，提升作物的质量和产量。

参"考"文"献

［1］

潮轮. 世界水资源现状堪忧水问题挑战异常严峻［J］. 生态经济， 2012（5）： 8-13.

［2］

许迪， 康绍忠. 现代节水农业技术研究进展与发展趋势［J］. 高技术通讯， 2002（12）： 103-108.

Xu Di， Kang Shaozhong. Research progress and development trend on modernized agriculture water-saving technology ［J］. High Technology Letters， 2002（12）： 103-108.

［3］

Proffitt A P B， Berliner P R， Oosterhuis D M. A comparative study of root distribution and water extraction efficiency by wheat grown under high-and low-frequency irrigation "［J］. Agronomy Journal， 1985， 77（5）： 655-662.

［4］

李道西， 罗金耀. 地下滴灌技术的研究及其进展［J］. 中国农村水利水电， 2003（7）： 15-18.

Li Daoxi， Luo Jinyao. Summary on research and development of subsuface drip irrigation techniques ［J］. China Rural Water and Hydropower， 2003（7）： 15-18.

［5］

何振嘉， 范王涛， 杜宜春， 等. 涌泉根灌节水灌溉技术特点、应用及展望［J］. 农业工程学报， 2020， 36（8）： 287-298.

He Zhenjia， Fan Wangtao， Du Yichun， et al. Characteristics， application and prospects of bubbled-root irrigation ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2020， 36（8）： 287-298.

［6］

胡笑涛， 康绍忠， 马孝义. 地下滴灌灌水均匀度研究现状及展望［J］. 干旱地区农业研究， 2000（2）： 113-117.

Hu Xiaotao， Kang Shaozhong， Ma Xiaoyi. The statue quo and prospect of uniformity under subsurface drip irrigation ［J］. Agricultural Research in the Arid Areas， 2000（2）： 113-117.

［7］

黄兴法， 李光永. 地下滴灌技术的研究现状与发展［J］. 农业工程学报， 2002（2）： 176-181.

Huang Xingfa， Li Guangyong. Present situation and development of subsurface drip irrigation ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2002（2）： 176-181.

［8］

Ayars J E， Phene C J， Hutmacher R B， et al. Subsurface drip irrigation of row crops： A review of 15 years of research at the water management research laboratory ［J］. Agricultural Water Management， 1999， 42（1）： 1-27.

［9］

焦炳忠. 地下渗灌入渗特性及对旱区枣树节水增产效应的研究［D］. 银川： 宁夏大学， 2020.

Jiao Bingzhong. Study on infiltration characteristics of underground infiltration irrigation and its effect on saving water and increasing production of jujube trees ［D］. Yinchuan： Ningxia University， 2020.

［10］

仵峰， 宰松梅， 丛佩娟. 国内外地下滴灌研究及应用现状［J］. 节水灌溉， 2004（1）： 25-28.

［11］

Zhang Y， Yang Z， Kong L， et al. Water content variations and pepper water-use efficiency of Yunnan Laterite under root-zone micro-irrigation ［J］. Frontiers in Plant Science， 2022， 13： 918288.

［12］

肖让， 孙克平， 雷宏军， 等. 加气灌溉温室辣椒生长、生理—养分吸收—产量关系研究［J］. 华北水利水电大学学报（自然科学版）， 2023， 44（5）： 78-86.

Xiao Rang， Sun Keping， Lei Hongjun， et al. Research on the relationship among growth，physiology，nutrient uptake and yield of peppers in aerated irrigated greenhouse ［J］. Journal of North China University of Water Resources and Electric Power （Natural Science Edition）， 2023， 44（5）： 78-86.

［13］

陈新明， 蔡焕杰， 单志杰， 等. 根区局部控水无压地下灌溉技术对黄瓜和番茄产量及其品质影响的研究［J］. 土壤学报， 2006（3）： 486-492.

Chen Xinming， Cai Huanjie， Shan Zhijie， et al. Yield and quality of tomato and cucumber under non-pressure subsurface drip irrigation at crop root zone ［J］. Acta Pedologica Sinica， 2006（3）： 486-492.

［14］

Martínez J， Reca J. Water use efficiency of surface drip irrigation versus an alternative subsurface drip irrigation method ［J］. Journal of Irrigation and Drainage Engineering， 2014， 140（10）： 04014030.

［15］

刘威宏， 王延平， 韩明玉， 等. 根区滴灌对干旱山地苹果树生长发育和结实的影响［J］. 灌溉排水学报， 2016， 35（7）： 40-45， 77.

Liu Weihong， Wang Yanping， Han Mingyu， et al. Effect of Root-area trickle-irrigation on growth and development of apple trees at arid hilly region ［J］. Journal of Irrigation and Drainage， 2016， 35（7）： 40-45， 77.

［16］

张计峰， 耿庆龙， 梁智， 等. 根区孔下滴灌施肥对新疆红枣产量品质和氮磷钾利用影响［J］. 农业工程学报， 2019， 35（12）： 65-71.

Zhang Jifeng， Geng Qinglong， Liang Zhi， et al. Effects of drip fertigation around root zone on yield and quality of red jujube and utilization of nitrogen， phosphorus and potassium in Xinjiang ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2019， 35（12）： 65-71.

［17］

任小通， 马娟娟， 孙西欢， 等. 根区灌溉下灌水上限对葡萄吸水根系和产量的影响［J］. 节水灌溉， 2022， 322（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， 322（6）： 10-16.

［18］

仵峰， 范永申， 李辉， 等. 地下滴灌灌水器堵塞研究［J］. 农业工程学报， 2004（1）： 80-83.

Wu Feng， Fan Yongshen， Li Hui， et al. Clogging of emitter in subsurface drip irrigation system ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2004（1）： 80-83.

［19］

刘璐， 李康勇， 牛文全， 等. 温度对施肥滴灌系统滴头堵塞的影响［J］. 农业机械学报， 2016， 47（2）： 98-104.

Liu Lu， Li Kangyong， Niu Wenquan， et al. Influence of temperature on emitter clogging with fertigation through drip irrigation system ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2016， 47（2）： 98-104.

［20］

保功辉， 寇潇雨， 冯厚军， 等. 地埋式滴灌防鼠虫装置及方法［P］. 中国专利： CN105360096A， 2016-03-02.

［21］

王荣莲， 龚时宏， 于健， 等. 地下滴灌抗根系入侵堵塞的研究进展［J］. 节水灌溉， 2012（1）： 61-63， 67.

Wang Ronglian， Gong Shihong， Yu Jian， et al. Research advance on anti-root intrusion clogging for subsurface drip irrigation ［J］. Water Saving Irrigation， 2012（1）： 61-63， 67.

［22］

张子卓， 张珂萌， 牛文全， 等. 微润带埋深对温室番茄生长和土壤水分动态的影响［J］. 干旱地区农业研究， 2015， 33（2）： 122-129.

Zhang Zizhuo， Zhang Kemeng， Niu Wenquan， et al. Effects of burying depth on growth of tomato and soil moisture dynamics by moistube-irrigation in green house ［J］. Agricultural Research in the Arid Areas， 2015， 33（2）： 122-129.

［23］

焦炳忠， 孙兆军， 韩磊， 等. 渗灌管埋深与灌溉量对枣树产量和水分利用效率的影响［J］. 农业工程学报， 2020， 36（9）： 94-105.

Jiao Bingzhong， Sun Zhaojun， Han Lei， et al. Effects of depth and irrigation amount of subsurface infiltration irrigation pipes on water use efficiency and yield of jujube ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2020， 36（9）： 94-105.

［24］

贾帅， 焦炳忠， 高洪香. 不同渗灌埋深下水氮模式对旱区马铃薯水氮分布及利用效率的影响［J］. 节水灌溉， 2022（4）： 41-46.

Jia Shuai， Jiao Bingzhong， Gao Hongxiang. Effects of water and nitrogen patterns at different depths of infiltrationirrigation on the distribution of water and nitrogen and usage efficiency in potato in arid regions ［J］. Water Saving Irrigation， 2022（4）： 41-46.

［25］

王慧芸， 陈俊英， 王耀民， 等. 微咸水加肥灌溉下陶瓷灌水器与迷宫流道灌水器的抗堵塞性能［J］. 农业工程学报， 2022， 38（13）： 84-94.

Wang Huiyun， Chen Junying， Wang Yaomin， et al. Anti-clogging performance of the ceramic emitters and labyrinth channel emitters under brackish water and fertilizer irrigation ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2022， 38（13）： 84-94.

［26］

蔡耀辉， 吴普特， 朱德兰， 等. 硅藻土微孔陶瓷灌水器制备工艺优化［J］. 农业工程学报， 2015， 31（22）： 70-76.

Cai Yaohui， Wu Pute， Zhu Delan， et al. Preparation technology optimization of diatomite porous ceramic irrigation emitter ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2015， 31（22）： 70-76.

［27］

蒲文辉， 张新燕， 朱德兰， 等. 制备工艺对微孔陶瓷灌水器结构与水力性能的影响［J］. 水力发电学报， 2016，35（6）： 48-57.

Pu Wenhui， Zhang Xinyan， Zhu Delan， et al. Effect of preparation process on structure and hydraulic performance of porous ceramic irrigation emitter ［J］. Journal of Hydroelectric Engineering， 2016， 35（6）： 48-57.

［28］

杨明达， 关小康， 白田田， 等. 不同滴灌模式对土壤水分空间变异及夏玉米生长的影响［J］. 河南农业大学学报， 2016， 50（1）： 1-7.

Yang Mingda， Guan Xiaokang， Bai Tiantian， et al. Effect of different drip irrigation modes on spatial distribution variance of soil water and summer maize growth ［J］. Journal of Henan Agricultural University， 2016， 50（1）： 1-7.

［29］

杨明达， 张素瑜， 杨慎骄， 等. 砂壤土夏玉米地下滴灌土壤水分和湿润峰运移模拟及设计因素优选［J］. 河南农业科学， 2022， 51（5）： 148-161.

Yang Mingda， Zhang Suyu， Yang Shenjiao， et al. Simulation of soil moisture and wet front transport and optimization of drip tapes design parameters under subsurface drip irrigation in sandy loam for summer maize ［J］. Journal of Henan Agricultural Sciences， 2022， 51（5）： 148-161.

［30］

朱珠， 张旭贤， 王世昌， 等. 插入式地下滴灌对土壤入渗和水盐分布的影响［J］. 新疆农业科学， 2023， 60（2）： 440-447.

Zhu Zhu， Zhang Xuxian， Wang Shichang， et al. Effects of insertion subsurface drip irrigation on soil infiltration and distribution of water and salt ［J］. Xinjiang Agricultural Sciences， 2023， 60（2）： 440-447.

［31］

宋时雨， 杨昊霖， 许文其， 等. 微润灌溉系统在云南红壤土中主要工作性能研究［J］. 灌溉排水学报， 2018， 37（2）： 16-23.

Song Shiyu， Yang Haolin， Xu Wenqi， et al. Main performance of moistube-irrigation system in the Yunnan red loam ［J］. Journal of Irrigation and Drainage， 2018， 37（2）： 16-23.

［32］

陈小三， 王和平， 程希. 地下点源滴灌土壤水分运动室内试验研究［J］. 节水灌溉， 2011（1）： 40-42.

Chen Xiaosan， Wang Heping， Cheng Xi. Laboratory test of soil water movement under subsurface drip irrigation with point source ［J］. Water Saving Irrigation， 2011（1）： 40-42.

［33］

蔡耀辉， 吴普特， 张林， 等. 微孔陶瓷渗灌与地下滴灌土壤水分运移特性对比［J］. 农业机械学报， 2017， 48（4）： 242-249.

Cai Yaohui， Wu Pute， Zhang Lin， et al. Comparison of characteristics of soil moisture transfer for porous ceramic infiltration irrigation and subsurface drip irrigation ［J］. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery， 2017， 48（4）： 242-249.

［34］

赵伟霞， 张振华， 蔡焕杰， 等. 间接地下滴灌土壤湿润体特征参数［J］. 农业工程学报， 2010， 26（4）： 87-92.

Zhao Weixia， Zhang Zhenhua， Cai Huanjie， et al. Characteristic parameters of soil wetted volume under indirect subsurface drip irrigation ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2010， 26（4）： 87-92.

［35］

Takahashi N， Yamazaki Y， Kobayashi A， et al. Hydrotropism interacts with gravitropism by degrading amyloplasts in seedling roots of Arabidopsis and radish ［J］.Plant Physiology， 2003， 132（2）： 805-810.

［36］

吕谋超， 冯俊杰， 翟国亮. 地下滴灌夏玉米的初步试验研究［J］. 农业工程学报， 2003（1）： 67-71.

Lü Mouchao， Feng Junjie， Zhai Guoliang. Preliminary test of soil water influence on root system and yield of summer corn in subsurface drip irrigation ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2003（1）： 67-71.

［37］

薛新伟， 杨恒山， 张瑞富. 不同灌溉模式对西辽河平原玉米根系形态特征和生理生化特性的影响［J］. 干旱地区农业研究， 2022， 40（2）： 111-118.

Xue Xinwei， Yang Hengshan， Zhang Ruifu. Effects of different irrigation methods on root morphological and physiological biochemical characteristics of maize in the West Liaohe Plain ［J］. Agricultural Research in the Arid Areas， 2022， 40（2）： 111-118.

［38］

廖小琴， 王长庭， 刘丹， 等. 氮磷配施对高寒草甸植物根系特征的影响［J］. 草业学报， 2023， 32（7）： 160-174.

Liao Xiaoqin， Wang Changting， Liu Dan， et al. Effects of combined nitrogen and phosphorus application on root characteristics of alpine meadow ［J］. Acta Prataculturae Sinica， 2023， 32（7）： 160-174.

［39］

Wang Y， Zhang Y. Effect of greenhouse subsurface irrigation onsoil phosphatase activity［J］. Communications in Soil Science and Plant Analysis， 2008， 39（5-6）： 680-692.

［40］

Wang J， Niu W， Li Y， et al. Subsurface drip irrigation enhances soil nitrogen and phosphorus metabolism in tomato root zones and promotes tomato growth ［J］.Applied Soil Ecology， 2018， 124： 240-251.

［41］

朱润军， 杨巧， 李仕杰， 等. 植物表型可塑性对环境因子的响应研究进展［J］. 西南林业大学学报（自然科学）， 2021， 41（1）： 183-187.

Zhu Runjun， Yang Qiao， Li Shijie， et al. Advances at phenotypic plasticity in plant responses to environmental factors ［J］. Journal of Southwest Forestry University （Natural Science）， 2021， 41（1）： 183-187.

［42］

贺曰林. 毛白杨S86人工林根区滴灌施肥及水氮调控机制研究［D］. 北京： 北京林业大学， 2021.

He Yuelin. Research on the drip irrigation-nitrogen fertigation and mechanism of water-nitrogen regulation inroot zone for populus tomentosa S86 plantation ［D］. Beijing： Beijing Forestry University， 2021.

［43］

任永哲， 徐艳花， 丁锦平， 等. 非生物因素调控植物根系发育可塑性的研究进展［J］. 中国农学通报， 2011， 27（9）： 34-38.

Ren Yongzhe， Xu Yanhua， Ding Jinping， et al. Regulation of abiotic factors on the plasticity of plant root development ［J］. Chinese Agricultural Science Bulletin， 2011， 27（9）： 34-38.

［44］

Machado R M A， Do RosArio M， Oliveira G， et al.Tomato root distribution， yield and fruit quality under subsurface drip irrigation ［C］. Roots： The Dynamic Interface between Plants and the Earth： The 6th Symposium of the International Society of Root Research， 2003： 333-341.

［45］

Mitchell W H. Subsurface irrigation and fertilization of field corn ［J］. Agronomy Journal， 1981， 73（6）： 913-916.

［46］

Romero P， Botia P， Garcia F. Effects of regulated deficit irrigation under subsurface drip irrigation conditions on vegetative development and yield of mature almond trees ［J］. Plant and Soil， 2004， 260（1）： 169-181.

［47］

何华， 康绍忠， 曹红霞. 灌溉施肥部位对玉米同化物分配和水分利用的影响［J］. 西北植物学报， 2003（8）： 1458-1461.

He Hua， Kang Shaozhong， Cao Hongxia. Effect of fertigation depth on dry matter partition and water use efficiency of corn ［J］. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica， 2003（8）： 1458-1461.

［48］

Zotarelli L， Scholberg J M， Dukes M D， et al. Tomato yield， biomass accumulation， root distribution and irrigation water use efficiency on a sandy soil， as affected by nitrogen rate and irrigation scheduling ［J］. Agricultural Water Management， 2009， 96（1）： 23-34.

［49］

宋海星. 水、氮供应对作物根系生理特性及吸收养分的影响［D］. 杨凌： 西北农林科技大学， 2002.

Song Haixing. The effect of water， nitrogen supply on the crop roots physiological characteristics and nutrient uptake ［D］. Yangling： Northwest A amp; F University， 2002.

［50］

Phene C J， Beale O W. High-frequency irrigation for water nutrient management in humid regions ［J］. Soil Science Society of America Journal， 1976， 40（3）： 430-436.

［51］

Phene C J， Davis K R， Hutmacher R B， et al. Effect of high frequency surface and subsurface drip irrigation on root distribution of sweet corn ［J］. Irrigation Science， 1991， 12： 135-140.

［52］

Bhattarai S P， Midmore D J， Pendergast L. Yield， water-use efficiencies and root distribution of soybean， chickpea and pumpkin under different subsurface drip irrigation depths and oxygation treatments in vertisols ［J］. Irrigation Science， 2008， 26： 439-450.

［53］

孙三民， 安巧霞， 杨培岭， 等. 间接地下滴灌灌溉深度对枣树根系和水分的影响［J］. 农业机械学报， 2016， 47（8）： 81-90.

Sun Sanmin， An Qiaoxia， Yang Peiling， et al. Effectof 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.

［54］

蒋敏， 孙博瑞， 周少梁， 等. 不同灌水深度条件下枣树根系空间分布及土壤水分研究［J］. 北方园艺， 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.

［55］

孔清华， 李光永， 王永红， 等. 不同施肥条件和滴灌方式对青椒生长的影响［J］. 农业工程学报， 2010， 26（7）： 21-25.

Kong Qinghua， Li Guangyong， Wang Yonghong， et al. Influences of subsurface drip irrigation and surface drip irrigation on bell pepper growth under different fertilization conditions ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2010， 26（7）： 21-25.

［56］

Ma X， Sanguinet K A， Jacoby P W. Direct root-zone irrigation outperforms surface drip irrigation for grape yield and crop water use efficiency while restricting root growth ［J］. Agricultural Water Management， 2020， 231： 105993.

［57］

Ma X， Sanguinet K A， Jacoby P W. Performance of direct root-zone deficit irrigation on Vitis vinifera L. cv. Cabernet Sauvignon production and water use efficiency in semi-arid southcentral Washington ［J］. Agricultural Water Management， 2019， 221： 47-57.

［58］

Miyazaki A， Arita N. Deep rooting development and growth in upland rice NERICA induced by subsurface irrigation ［J］. Plant Production Science， 2020， 23（2）： 211-219.

［59］

陈新明， 蔡焕杰， 单志杰， 等. 无压地下灌溉对番茄根系分布特征的调控效应［J］. 农业工程学报， 2009， 25（3）： 10-15.

Chen Xinming， Cai Huanjie， Shan Zhijie， et al. Regulating effect of non-pressure subirrigation on distribution characteristics of tomato roots ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2009， 25（3）： 10-15.

［60］

何华， 康绍忠， 曹红霞. 地下滴灌埋管深度对冬小麦根冠生长及水分利用效率的影响［J］. 农业工程学报， 2001（6）： 31-33.

He Hua， Kang Shaozhong， Cao Hongxia. Effect of lateral depth on root and seedling growth and water use efficiency of winter wheat ［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2001（6）： 31-33.