灌水模式对免耕地土壤容重变化的影响

本文通过田间多年连续试验,探讨了2种灌水方式及4种灌溉制度下免耕地在玉米一冬小麦轮种条件下土壤容重变化规律。研究结果表明,从方差分析结果来看,灌溉制度和灌水方式在3年内对土壤各层容重的变化影响不显著;从各土层容重3年内变异程度的角度分析,地面灌充分灌对上层土壤（0—30cm）容重变化的影响要大于非充分灌,地表滴灌灌水方式对25—70cm土层容重变化产生的影响大于其它土层;此外,充分灌条件下,地表滴灌较地面灌水方式对土壤容重波动产生的影响更大,但地面灌灌水方式提高了表层土壤（0-10cm）的紧实度;非充分灌时,灌水方式对表层土壤及深层土壤（85cm以下）容重的影响较其它土层更小。     

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.     

地下膜调控润灌对冬小麦耗水规律及水分利用效率的影响

通过测坑及田间试验,探究地下膜调控润灌条件下冬小麦各生育期的耗水量、耗水强度及模系数,研究不同供水条件对作物产量和水分利用效率的影响,提出该灌水技术条件下所研究作物的适宜灌水定额和灌溉制度。研究表明：在试验设定的灌水量范围内,较小的灌水定额可获得较高的水分利用效率;综合考虑产量和水分利用效率,地下膜调控润灌条件下冬小麦较优的灌水处理为S_M处理,即灌水定额为450 m³/hm²,灌水时期分别是返青、拔节、抽穗、灌浆4个时期,灌水次数为4次,灌溉定额为1 800 m3/hm²;在S_M处理下,冬小麦产量可达到9 520.03kg/hm²,水分利用效率可达到2.85 kg/m³。该试验结果可为缺水地区冬小麦种植探究高效可行的灌溉方式提供合理的参考依据。     

不同灌溉方式对土壤水分、棉花生长性状及产量的影响

为了探讨不同灌水方式对土壤水分、棉花生长性状及产量的影响,通过测坑试验,设定膜下滴灌、地下滴灌、微润灌3种灌溉方式,利用PR2测定土壤水分状况,并对棉花生长性状进行连续监测。结果表明,土壤湿润体大小关系为:膜下滴灌地下滴灌微润灌,其中微润灌较地下滴灌土壤湿润体水分分布更均匀;微润灌所形成的土壤湿润体对棉花株高、茎粗、叶面积指数的生长促进作用弱于膜下滴灌和地下滴灌;微润灌条件下棉花水分利用效率最高,其灌溉定额大幅减小的情况下,其产量仅降低了15.7%~17.7%,该灌溉方式有较大的节水潜力。     

膜下滴灌在玉米大垄双行中的应用

膜下滴灌技术也有人称之为地下滴灌,是继喷灌、滴灌之后的又一节水灌溉技术。膜下滴灌是一种地下微灌形式,在低压条件下,通过埋设在地表下作物根系主要活动层的灌水器（膜下滴灌管）,凭借土壤毛细管作用,根据作物的生长需水量定时定量地直接向作物根部土壤中渗水,供给作物水分和液体肥料,又可向作物根部供给空气。在所有灌溉方式中,膜下滴灌是土灌环境控制的最佳方法之一。因此,膜下滴灌技术水的利用率是目前所有灌溉技术中最高的,膜下滴灌在大垄双行中的应用就是最好的证明。     

膜下滴灌在玉米大垄双行中的应用

膜下滴灌技术也有人称之为地下滴灌,是继喷灌、滴灌之后的又一节水灌溉技术。膜下滴灌是一种地下微灌形式,在低压条件下,通过埋设在地表下作物根系主要活动层的灌水器（膜下滴灌管）,凭借土壤毛细管作用,根据作物的生长需水量定时定量地直接向作物根部土壤中渗水供给作物水分和液体肥料,又可向作物根部供给空气。在所有灌溉方式中,膜下滴灌是土灌环境控制的最佳方法之一。因此,膜下滴灌技术水的利用率是目前所有灌溉技术中最高的,膜下滴灌在大垄双行中的应用是最好的证明。     

新疆干旱内陆河灌区棉花膜下滴灌最优灌水参数的选定

通过对棉花生育期的监测实验数据分析,研究了滴灌条件下不同灌水量对土壤盐分变化的影响及不同灌水量和灌水频率对棉花产量的影响。结果表明,灌水量对棉田盐分和产量的影响十分显著,其次是灌水周期。土壤盐分含量随着距滴头距离的增加而增加,在水平方向距滴头50cm以内基本无明显的盐分累积情况。并从以下几个方面对灌水参数进行选定：①通过棉花生育期前后土壤盐分变化来确定最优的洗盐模式;②通过棉花产量分析选择最优灌溉模式;③综合洗盐和产量因素确定最优灌水参数。最终得出最优灌水参数为：灌水周期为7d（即灌水次数为12次）,灌水定额为3900m^3/hm^2的处理方案。     

华北轮作农田灌溉制度多目标优化模型及应用

针对华北地区冬小麦-夏玉米轮作种植模式,构建了轮作农田灌溉制度多目标模拟-优化模型,该模型利用水量平衡模型模拟不同灌溉制度下的农田耗水过程,利用水分生产函数估算不同耗水条件下的作物产量,以2种作物每次灌溉的灌水时间及灌水定额为决策变量,以两种作物产量最大为目标函数。引入动态罚函数对灌溉定额进行约束,采用改进非支配排序遗传算法进行求解,最终用理想点法对所得Pareto非劣解进行决策。不同灌溉定额下北京地区冬小麦-夏玉米轮作农田灌溉制度多目标优化结果表明:轮作模式下冬小麦的灌水关键时期为抽穗与灌浆期,与水分敏感期基本一致;夏玉米的灌水关键时期为拔节与抽穗期,受前期墒情及降水影响比水分敏感期有所提前。在最优灌溉制度下,随着灌水量的增加,两种作物产量均增加;产值呈抛物线增加,但边际产值递减;单位灌水量产值呈幂函数减小;同时作物耗水量呈对数增加,而土壤水利用量呈抛物线减少。     

膜下滴灌棉田土壤水盐分布特征及灌溉制度试验研究

在新疆库尔勒市西尼尔镇开展了膜下滴灌棉田土壤水盐分布特征及灌溉制度的试验研究,根据不同灌溉定额(375、525和675mm)及灌水间隔(3.5、7和10.5d)组合设置7个试验处理,通过对比分析研究了膜下滴灌条件下的土壤水、盐分布规律及其对棉花生长性状及最终产量的影响。试验结果表明:(1)主根区土壤含水率自靠近滴灌带的宽行往外至膜间逐渐降低,土壤含盐率则呈相反的规律分布,灌溉期靠近滴灌带的主根区土壤处于脱盐状态,远离滴灌带的土壤处于积盐状态;(2)相同灌水间隔下,灌溉定额越大,主根区含水率越高,主根区以下渗漏水分越多,棉花产量提高但灌溉水生产效率降低;相同灌水定额下,灌水间隔过大或过小均不利于棉花的生长;(3)在试验区的砂性土壤条件下,675mm灌溉定额和7d灌水间隔的灌溉制度可获得最大籽棉产量为6816kg/hm2,375mm灌溉定额和7d灌水间隔的灌溉制度可获得最高的灌溉水生产效率为1.33kg/m3。     

玉米膜下滴灌在大垄双行中的应用

膜下滴灌技术也有人称之为地下滴灌,是继喷灌、滴灌之后的又一节水灌溉技术。膜下滴灌是一种地下微灌形式,在低压条件下,通过埋设在地表下作物根系主要活动层的灌水器(膜下滴灌管),凭借土壤毛细管作用,     

干旱区不同灌溉方式下枣树根系分布特性研究

采用土钻取样和扫描分析法,对干旱区两年的滴灌和沟灌两种灌溉方式下的枣树根系分布进行了调查研究。结果表明:滴灌处理的总根长、吸收根根长、根尖数、分叉数以及根表面积和体积分别比沟灌提高了15.4%、13.9%、24.8%、39.7%、29.9%和47%,说明滴灌使根系增多,从而提高了枣树根系吸收水分和养分的能力。并用指数函数建立了枣树有效根长密度分布的二维模型,为干旱区枣树的滴灌技术改进提供依据。     

干旱缺水地区根系分区交替灌溉技术探讨

干旱缺水地区的科学合理灌溉模式不仅能为作物提供适宜的水分,降低ET损耗,还能使土壤中的水、气、热维持在良好状态,给作物生长发育带来良性刺激,有利于提高作物产量.本文探讨干旱缺水地区地表滴灌与地下滴灌相结合的作物根系分区交替灌溉模式,包括两种布置方式:1)滴灌带单行直线布置;2)滴灌带双行直线布置.两种布置方式有其不同的适用性,但地表及地下滴灌带单行铺设易于在生产实际中得到推广.地表灌溉与地下灌溉相结合的灌溉模式对于干旱缺水地区推广精准灌溉,发展现代农业具有重要的意义.     

葡萄根系分区交替滴灌的土壤水分动态模拟

在根系分区交替滴灌土壤水分动态和根系分布试验观测的基础上,提出了葡萄二维根系吸水模型,并确定了与土壤表层含水率有关的棵间土壤蒸发方程,然后在土壤水分运动基本方程的基础上结合交替滴灌的入渗特性,建立了根系分区交替滴灌的土壤水分动态模型(APRI-Model),模型考虑了该种灌水方式下棵间土壤蒸发和根系吸水的变化特征。通过与田间实测值进行比较,结果表明,模型的均方差在0.01~0.022cm3/cm3范围内,模拟值与实测值的平均相对误差在10%左右,因此,认为模型能很好的模拟干旱区蒸发力较大和作物根系分布不均匀条件下的土壤水分动态。     

青海省巴音河流域节水前后灌溉回归水计算

为了解巴音河流域灌区工程节水措施对灌溉回归水的影响程度以及灌溉回归水与灌溉总水量、灌溉面积等的关系,并了解滴灌比例对灌溉回归水的影响程度,对不同年份的灌溉回归水量进行了计算分析,计算出2011年和2014年巴音河流域灌区灌溉回归水量分别为6170.2万m3和3736万m3。根据2011年和2014年这两个不同年份的灌溉回归水量,将滴灌和漫灌两种造成回归水量变化的灌溉方式考虑在内,确定出灌溉回归水量方程式。     

精准滴灌农田排水过程数值模拟

因精准滴灌农田土壤水分运动、再分布和时空稳定性有别于传统地面灌溉农田,造成排水过程和排水量也不相同,为了准确模拟精准滴灌农田排水过程,在监测土壤墒情指导滴灌灌溉条件下,根据农田土壤水分的分布特征,利用有限差分法建立基于Richards方程的精准滴灌农田排水过程系统模型,并通过滴灌农田排水过程田间观测,对系统模型进行识别验证。结果表明:在灌溉周期内,农田各点潜水水位随时间逐渐趋于稳定,潜水水位模拟值与实测值的绝对误差在-13～21 mm范围内,潜水水位模拟值与实测值吻合效果较好;在降雨后农田排水过程的模拟中,NO101、NO501和NO505观测孔潜水水位模拟值与实测值的绝对误差分别为-27～47 mm、-27～-76 mm和-27～-79 mm,潜水水位模拟值与实测值在时间和空间上变化趋势一致,两者差异较小,吻合较好;系统模型能较为真实地反映精准滴灌农田的排水过程,可为大面积应用滴灌技术的现代灌区排水系统规划设计和改造以及灌排信息化管理提供参考依据。     

滴灌系统灌水器堵塞机理与控制方法研究进展

滴灌系统灌水器堵塞问题直接影响灌水均匀度、系统运行效益和使用寿命,是滴灌领域的国际难题之一,而地下滴灌系统中负压吸泥作用与根系入侵效应使得灌水器堵塞机理更为复杂。尤其是水资源短缺与水污染并重的现状迫使滴灌水源多元化、滴灌系统由单一灌溉功能逐步向灌溉施肥等多功能转变以及滴灌技术在高附加值的多年生作物上的应用等因素,对灌水器抗堵塞能力提出了更高的要求。本文通过回顾滴灌系统灌水器堵塞问题研究历程,系统总结了灌水器堵塞类型、测试与评价方法以及发生特征与预报方法,通过建立堵塞物质提取与精细测试方法,分别从堵塞物质形成与生长过程、水源中多物质运移过程两个角度,揭示了灌水器堵塞耦合诱发机制与持续增长机理,通过综合控制堵塞物质来源(前控)、提升自身抗堵塞能力(中排)和有效清除堵塞物质(后清)等多角度建立了灌水器堵塞控制方法,最终提出该领域急需进一步研究的问题和方向。本文旨在为解决滴灌系统灌水器堵塞问题及推动滴灌技术规模化应用与推广提供理论支撑。     

滴灌和微喷对核桃耗水量、产量及坚果品质的影响

通过大田试验,采用相同的灌溉制度,研究了滴灌和微喷两种灌溉方式对成龄核桃树耗水量、产量及坚果品质的影响。试验结果表明:①滴灌条件下核桃树在萌芽及开花期、果实膨大期、硬核期及成熟期的平均日耗水强度分别为2.9 mm、3.97 mm5、.55 mm及3.39 mm,微喷核桃树的耗水规律与滴灌略有不同,果实膨大期及成熟期稍大;两者的累积耗水量相同。②滴灌的平均水分利用效率比微喷高,滴灌的产量比微喷高15%。③两种灌溉方式下,滴灌核桃蛋白质含量、出仁率均较微喷高,其他指标无明显差异。     

不同灌溉方式下番茄根系层土壤温度分布特征

为了探明不同灌溉方式对根区土壤温度分布的影响,本文通过2年试验,研究了温室种植番茄利用无压灌溉、滴灌和沟灌方式番茄根区土壤温度的变化特性。试验设置了3个无压灌溉处理、滴灌和沟灌处理,共5个处理,每个处理3次重复。结果表明：根区土壤温度随着土层深度变化而变化,相同土层深度,无压灌溉比沟灌和滴灌温度高。0～25cm土层日平均温度,无压灌溉处理比沟灌高1．02—1．05℃,比滴灌高0．72—0．85℃;土壤温度最大差值发生在15cm土层。根区土壤温度日振幅变化,无压灌溉表现的更明显,无压灌溉比沟灌和滴灌高5．4％一10％,而且土壤温度日振幅和土壤深度之间可以用指数关系描述。研究成果为无压灌溉在温室番茄冬季生长提供依据．     

石羊河流域井灌区管道灌溉系统优化模式研究

为了探求石羊河流域井灌区管道灌溉系统优化模式,对喷灌、滴灌、管灌等高效节水技术与变频调速技术进行配套,采用"恒压变量"研究方案对各灌溉技术间流量与压力协调进行了试验。结果表明:水泵的转速大于最低合理转速1 710 r/min时,在喷灌、滴灌、管灌3种工作条件下,水泵效率均较高,基本在高效区运行,同时也说明"恒压变量"一整套水泵调速工况点参数计算公式和计算方法正确可靠。