毛管埋深和土壤层状质地对地下滴灌番茄根区水氮动态和根系分布的影响

通过2年日光温室滴灌施肥灌溉试验,探讨毛管埋深和土壤层状质地对根区土壤水分、NO-3N和番茄根系分布的影响,为地下滴灌的设计和运行提供依据。毛管埋深取0、15和30cm三个水平,设置0、150和 225kgN／hm\+2三个施氮量水平,3种土壤包括均质壤土(L)、上砂下壤土壤(SL)和壤土中有砂土夹层土壤 (LSL)。研究结果表明,番茄生育期内根区平均土壤含水率和根长密度在0～20cm土层中随毛管埋深的增加而降低,在20～70cm土层中随毛管埋深的增加而增大。地下滴灌土壤NO-3N含量在0～20cm土层中较地表滴灌有所增加。毛管埋深番茄总根长密度影响不显著,而最大根长密度随毛管埋深增加而降低,且出现的土层变深。层状土壤质地对土壤水分、NO-3N和番茄根系在土壤剖面上的分布影响较大,与均质壤土处理相比,LSL处理 0～20cm土层土壤含水率降低18％,NO-3N含量降低23％,根长密度增加44％,土壤剖面上总根长密度与均质壤土处理相当;SL处理0～20cm土层土壤含水率降低28％,NO-3N含量降低55％,根长密度降低35％,土壤剖面上总根长密度较均质壤土处理降低37％,因此在上粗下细层状土壤中应慎用地下滴灌。     

毛管埋深和土壤层状质地对地下滴灌番茄根区水氨动态和根系分布的影响

通过2年日光温室滴灌施肥灌溉试验,探讨毛管埋深和土壤层状质地对根区土壤水分、NO3(-)-N和番茄根系分布的影响,为地下滴灌的设计和运行提供依据.毛管埋深取0、15和30cm三个水平,设置0、150和225kgN/hm(2)三个施氮量水平,3种土壤包括均质壤土(L)、上砂下壤土壤(SL)和壤土中有砂土夹层土壤(LSL).研究结果表明,番茄生育期内根区平均土壤含水率和根长密度在0～20cm土层中随毛管埋深的增加而降低,在20～70em土层中随毛管埋深的增加而增大.地下滴灌土壤NO3(-)-N含量在0～20cm土层中较地表滴灌有所增加.毛管埋深对番茄总根长密度影响不显著,而最大根长密度随毛管埋深增加而降低,且出现的土层变深.层状土壤质地对土壤水分、NO3(-)-N和番茄根系在土壤剖面上的分布影响较大,与均质壤土处理相比,LSL处理0～20cm土层土壤含水率降低18%,NO3(-)-N含量降低23%.根长密度增加44%,土壤剖面上总根长密度与均质壤土处理相当;SL处理0～20cm土层土壤含水率降低28%,NO3(-)-N含量降低55%,根长密度降低35%,土壤剖面上总根长密度较均质壤土处理降低37%,因此在上粗下细层状土壤中应慎用地下滴灌.     

不同灌溉方式对玉米氮素吸收及利用效率的影响研究

本文基于田间试验,研究了不同灌溉方式对玉米氮素吸收及氮素利用效率的影响。结果表明,玉米籽粒吸氮量高于茎秆吸氮量,占总吸氮量的60%以上;在地下滴灌方式玉米籽粒吸氮量、茎秆吸氮量和总吸氮量都高于其他处理;氮肥利用率与土壤氮素依存率之间存在极显著的负相关关系,氮肥利用率在0.05水平,滴灌带埋深30cm处理和滴灌带埋深15cm处理与喷灌处理差异显著,说明地下滴灌方式与喷灌方式比可以显著提高氮素利用率。     

香花豌豆地下滴灌毛管埋设深度试验研究

采用10、25、40 cm 3种地下滴灌带埋深,对香花豌豆田间土壤水分及香花豌豆生长进行了试验.结果表明,埋深25 cm的处理香花豌豆长势最好,滴水后地表部分被湿润,其日蒸发量为0.29 mm,是埋深10 cm的41.4%,地下最大湿润半径可达50 cm.另外,滴灌带铺设间距在100 cm以内可较好地满足作物需水要求,地下滴灌带埋深在30 cm左右可有效减少水分蒸发.     

风沙土玉米地下滴灌毛管适宜埋深试验研究

为了探索风沙土地下滴灌毛管布置的适宜埋设深度,以雨养无灌溉作为对照处理,通过田间试验研究了不同毛管埋深(20、30、40 cm)对土壤水分分布、玉米生长和产量以及水分利用效率的影响。结果表明:与无灌溉相比,地下滴灌改善了土壤水分条件,玉米长势良好,WUE、产量及其构成均显著提高;与毛管埋深20 cm和40 cm相比,毛管埋深30 cm有利于土壤水分的合理分布,并获得最高产量和WUE,分别为8.1 t/hm~2和2.1 kg/m~3,但不同毛管埋深处理之间,玉米长势接近,产量构成、产量和WUE的差异均未达到显著水平,因此毛管埋深在20~40 cm范围内均是可行的,但综合考虑农业生产实际和经济性,在风沙土地区,玉米地下滴灌毛管适宜埋深建议为30 cm左右。     

不同滴灌方式对棉田土壤盐分的影响

采用田间抽样调查分析的方法,研究了不同滴灌方式对新疆棉田土壤盐分的影响。结果表明,采用滴灌施肥8年后,0-100cm土体土壤总盐平均质量分数膜下滴灌比地下滴灌高10．98％;在20cm以上土层,土壤总盐平均质量分数地下滴灌比膜下滴灌高出23．35％;在60-100cm土层,土壤总盐平均质量分数膜下滴灌比地下滴灌高出85．99％。造成不同灌溉方式下土壤总盐质量分数差异的主要离子为Cl-和Na＋。膜下滴灌条件下,土壤Cl-和Na＋的质量分数较高。试验区采用地下滴灌时,应防止地表盐分的积累,同时,应结合喷灌或地面灌溉,解决棉花苗期的土壤水和盐的问题。     

地下滴灌灌水器堵塞特性田间评估

以运行2年的日光温室番茄地下滴灌系统为对象,通过对灌水器流量进行测试,分析了滴灌带埋深、施肥次数、施肥量和土壤层状结构等对灌水器堵塞程度及灌水均匀性的影响.滴灌系统包括滴灌带埋深为0、15和30cm的33个小区,2年累计施肥次数的变化范围为0～19,累计施尿素量变化范围为0～1 023kg/hm2.结果表明,运行2年后地表和地下滴灌灌水器发生了轻微堵塞,其中流量降低超过25%的灌水器占2.7%,完全堵塞的灌水器占2.1%;施肥次数、施肥量和土壤层状结构对堵塞的发生没有明显影响,地表滴灌比地下滴灌堵塞略为严重;未发现根系入侵造成的灌水器堵塞.对发生堵塞灌水器在系统中的位置进行调查后发现,大部分堵塞灌水器位于毛管的最末端.为了定量评价灌水器堵塞程度对灌水均匀性的影响,建立了灌水器流量变差系数与流量降低百分数之间的回归关系,结果表明灌水器流量均匀系数随堵塞引起的流量降低百分数的增大而线性增大.     

灌水模式对冬小麦根系空间分布及多年产量的影响

以田间连续多年试验为手段,探讨了精细地面灌（水平格田灌）、地表滴灌和地下滴灌3种灌水模式分别在4种灌溉制度下对冬小麦根系空间分布以及多年产量的影响,试验结果表明,在灌水下限和灌溉定额相同时,灌水方式对冬小麦根系在行上和行间的空间分布规律存在显著影响,精细地面灌和地表滴灌显著促进根系在0—50cm土壤中的分布,而地下滴灌条件下作物根系在0～100cm土壤中分布的相对均匀一些;冬小麦的产量与灌溉定额呈现一定正相关性,灌溉制度对冬小麦产量存在显著影响,滴灌模式下作物产量多年连续稳定的几率大于精细地面灌。此外,非充分灌条件下,滴灌模式较精细地面灌提高作物产量的优势明显。     

地下滴灌毛管适宜埋深及间距研究进展

随着全球水资源的日益短缺,节水灌溉越来越引起人们的重视。地下滴灌是一种节水效率很高的节水灌溉技术,具有诸多优点。本文分析了地下滴灌毛管埋深和间距对作物生长和发育的影响,重点介绍了国内外地下滴灌毛管埋深和间距的研究进展及应用现状,对其发展历史、经济与环境效益、毛管埋深、毛管间距、作物的生长和发育及系统的投资等方面进行了综述,并对毛管埋深5 cm、15 cm和35 cm进行了土壤水分运移试验分析,以便为地下滴灌系统的合理设计提供理论依据。     

微咸水滴灌对盐碱地西瓜产量品质及土壤盐渍度的影响

为了降低内蒙古河套灌区的地下水位、减少盐碱化、提高水的利用效率及增加农民的收入,在长胜试验站进行了西瓜咸水滴灌的适宜性试验研究。本试验采用4种灌溉处理：按蒸发量的30％灌水(一行作物1条滴灌带);按蒸发量的60％灌水(一行作物2条滴灌带);按蒸发量的90％灌水(一行作物3条滴灌带);对照处理：不灌水(传统方法)。各处理的灌洒水质和灌溉时间、灌水次数相同。试验结果表明：用咸水滴灌灌溉的西瓜,与不灌溉的西瓜相比,产量和品质都有较大的提高。两条滴灌带处理的西瓜产量最高,且维生素和钙的含量也比其他处理有很大提高。在咸水滴灌情况下,土壤剖面的盐分分布极不均匀,处理a的表层土壤盐分积累增加,且土壤剖面平均含盐量要明显高于对照处理、处理b和处理a剖面土壤平均盐渍度。各处理距离滴头50cm处各剖面的盐渍度要高于距离两头10cm处各剖面的盐渍度。处理b和处理a灌溉结束后,土壤剖面的平均盐渍度和灌溉初期相比,基本没有形成土壤盐份的累积。     

再生水滴灌土壤中砷（As）时空分布规律试验研究

为研究再生水中污染物As在土壤中迁移转化规律,以地下水滴灌为对照,对生长季内大棚蔬菜进行再生水滴灌试验研究,分析探讨了再生水滴灌后7天内土壤不同深度中As积累分布和运移情况。结果表明:滴灌后第1天,土壤表层As浓度最大,滴灌后第3天100 cm深度处As浓度最大,表层土壤As浓度略有降低,第5天到第7天,各层土壤As浓度接近,80~120 cm处浓度最大,深度低于120 cm时As浓度随深度增加而略降低。生长季内及生长季后土壤As随着灌水次数增加而变化,具体情况为,表层土壤As蓄积增加,土壤深度80~120 cm处As增加较少,200 cm处As浓度减小。因此,适当浓度再生水滴灌情况下,土壤深层As浓度符合《土壤环境质量标准》的标准限值,适当浓度的再生水滴灌不会造成As污染。     

Simulation of Soil Water Dynamics Under Surface Drip Irrigation from Equidistant Line Sources

One of the most important aspects of planning and management of a drip irrigation system is the determination of the soil moisture patterns formed under the emitter. In the present study soil water dynamics under surface drip irrigation from equidistant line sources are investigated using a simulation model, which combines hysteresis in the soil water characteristic curve, evaporation from the soil surface, and water extraction by roots. In this model a two-dimensional distribution of roots as well as a more rational way for the temporal distribution of the daily potential evapotranspiration are also incorporated. Soil water distribution patterns for two soil types (loamy sand, silt loam), two discharge rates (2 and 4 l m^?1 h^?1), two irrigation depths (30 and 40 mm), and two drip line sources spacing patterns (60 and 80 cm) are investigated. The numerical results showed that the soil water dynamics mainly depend on the soil hydraulic properties, the irrigation depth, and the drip line sources spacing. The results also showed that the irrigation efficiency and the actual evaporation decrease when the irrigation dose or the distance between the line sources increases. By contrast, the deep percolation increases when the irrigation dose or the distance between the line sources increases.     

灌溉定额与灌溉水矿化度对春玉米水分利用效率影响研究

通过在甘肃省石羊河流域开展春玉米咸水灌溉田间试验,研究了灌溉定额和灌溉水矿化度对春玉米耗水量及水分利用效率的影响.研究结果表明:春玉米耗水量随着灌溉定额的增大而增大,随着灌溉水矿化度的增大而减小.而从充分利用土壤贮水的角度考虑,非充分灌溉能够提高土壤播前贮水的利用量,而咸水灌溉则会降低土壤贮水利用量;非充分灌溉有利于提高春玉米的水分利用效率和灌溉水分利用效率,而咸水灌溉会降低春玉米的水分利用效率和灌溉水分利用效率.本次试验得到淡水轻度缺水灌溉处理的水分利用效率和灌溉水分利用效率最大值分别为2.90 kg/m~3和4.23 kg/m~3.与淡水充分灌溉处理相比,在研究区若采用灌溉定额为340 mm和灌溉水矿化度为0.71 g/L的灌溉方式,春玉米的水分利用效率和灌溉水分利用效率可提高25%以上,同时可节水170 mm.     

浅埋式滴灌土壤水分分布规律试验研究

以探寻合理的滴头埋深与流量为目的,开展浅埋式滴灌下土壤水分分布规律的试验研究。试验土箱净尺寸为30cm×30cm×60cm(长×宽×高),供试土壤取自新疆青河县阿苇灌区试验站。试验设置5、10、15 cm 3个滴头埋深,各埋深条件下设置不同流量的处理。结果表明:不同滴头埋深的情况下均存在土体破坏的临界流量,滴头埋深越大临界流量也越大,滴头埋深为5、10和15 cm对应的临界流量分别为1.0、1.7和2.5 L/h;随着流量的增大,滴头埋深过浅时,水量向湿润体上部聚集,当埋深超过一定深度时,水量向湿润体下部聚集;在临界流量情况下,湿润锋前60 min运移速率较快,随着滴头埋深的增大,灌水结束后湿润体的垂向湿润长度越长,土壤平均含水率值越小;滴头埋深为10 cm、流量1.7 L/h时,湿润体水分分布较为合理。     

灌溉定额和灌溉水矿化度对土壤水盐动态影响研究

在甘肃省石羊河流域开展春玉米咸水灌溉田间试验,通过测定土壤含水量和含盐量,研究了灌溉定额和灌溉水矿化度对土壤水盐动态的影响.研究结果表明:灌溉定额与灌溉水矿化度均对土壤水分影响明显,随着灌溉定额和灌溉水矿化度的增加,土壤含水率越大;灌溉定额与灌溉水矿化度均对土壤盐分影响明显,土壤盐分累积量随着灌溉定额和灌溉水矿化度的增加而增大;收获后与播种前相比,0~100 cm土层,除淡水充分灌溉处理脱盐外,其余各灌溉处理均呈现积盐,并且随着灌溉水矿化度的增大,盐分累积量也越大,其中灌溉水矿化度为6 g/L的轻度缺水灌溉处理积盐量最大,最大值为0.838 g/kg.     

宁夏半干旱区玉米滴灌灌溉制度试验研究

为了促进宁夏半干旱区节水灌溉技术的推广应用,本文针对宁夏扬黄灌区规模推广玉米大田滴灌缺乏相关滴灌灌溉制度的突出问题,采用大田小区对比试验与示范区技术应用监测相结合的方法,开展了玉米裸地滴灌灌溉制度试验研究。在综合分析玉米生育期灌溉定额、土壤含水率变化、耗水量、作物产量、水分生产效率的基础上,研究提出了玉米生育期滴灌11~12次、灌水定额300~450 m3/hm~2,灌溉定额4 200~4 425 m3/hm~2的滴灌灌溉制度。研究结果表明:玉米大田滴灌目标产量15 000 kg/hm~2,水分生产效率达到3.0 kg/m3,玉米滴灌较大田畦灌可提高经济效益3 735元/hm~2,同时节水1 800 m3/hm~2、节水30%以上。     

滴灌湿润体内土壤墒情监测点位置的试验研究

为了快速精确地监测土壤水分,通过田间试验观测了滴灌带一个湿润体内不同位置的7个中子仪监测点0～120cm深度土壤剖面的水分分布,分析了膜下滴灌湿润体内土壤水分随监测点位置的变化情况。结果表明:土壤含水率的差异,只与监测点与滴灌带的距离有关,距滴头5 cm处的监测点与距滴灌带30 cm处的土壤含水率垂直分布无显著性差异,与距滴灌带55、70 cm处的土壤含水率垂直分布有显著性差异。因此,墒情监测点应布置于距滴灌带0～30 cm范围内,不宜超过此范围。     

Role of irrigation and wastewater reuse: comparison of subsurface irrigation and furrow irrigation.

Two different irrigation systems, subsurface drip irrigation and furrow irrigation, are tested to investigate the level of viral contamination and survival when tertiary effluent is used in arid and semi-arid regions. The effluent was injected with bacteriophages of PRD1 and MS2. A greater number of PRD1 and MS2 were recovered from the lettuce in the subsurface drip-irrigated plots as compared to those in the furrow-irrigated plots. Shallow drip tape installation and preferential water paths through cracks on the soil surface appeared to be the main causes of high viral contamination in subsurface drip irrigation plots, which led to the direct contact of the lettuce stems with the irrigation water which penetrated the soil surface. The water use efficiency of the subsurface drip irrigation system was higher than that of the furrow irrigation system. Thus, subsurface drip irrigation is an efficient irrigation method for vegetable crops in arid and semi-arid regions if viral contamination can be reduced. Deeper installation of drip tapes, frequent irrigations, and timely harvests based on cumulative heat units may further reduce health risks by ensuring viral die-off under various field conditions.     

地面灌灌水频率对土壤水与温度及春玉米生长的影响

针对华北地区降雨分布规律,以北京为典型试验区,在保证作物最优土壤水分下限和灌溉定额相同的条件下,研究了地面灌(水平格田灌)灌水频率对土壤水、热状况及春玉米根系分布和产量的影响.试验结果表明,在春玉米抽雄期以前实施的地面灌各处理中,高频灌溉下土壤平均含水率波动幅度较小,土壤水分能保持在一个比较稳定的范围;灌溉显著延迟气温对地温的影响,具有显著地平抑地温作用,地温受灌水过程、土壤含水率及作物冠层面积的影响较明显.灌水频率对春玉米根长密度在行间和行上的分布存在一定影响,高频灌溉能显著促进春玉米根系在上层土壤中的分布.此外,在人工灌溉和降雨相结合灌溉模式下,地面灌不同灌水频率下春玉米产量差异不显著,北京地区的春玉米地面灌水方法宜采用低频灌.     

现代灌溉水肥调控原理与技术研究进展

我国一般年份农业缺水约300亿m~3,农业水肥利用率主要指标相当于国际先进水平的60%～70%,农业缺水和面源污染问题日益突出,严重影响国家粮食安全和生态安全。本文综述了创新团队在现代灌溉水肥调控原理、技术与模式等方面所开展的研究工作进展。通过多年的研究,发展了现代灌溉施肥变量调控理论方法,提出了精量滴灌水肥高效调控技术、变量喷灌水肥高效调控技术、精细地面灌溉水肥高效调控技术等关键技术,构建了东北粮食主产区覆膜滴灌水肥精量调控技术模式、华北地下水超采区灌溉水肥高效调控技术模式和西北干旱区滴灌水肥盐协同调控技术模式,节水、增产和节肥效益十分显著。