喷灌洒水与施肥均匀性对冬小麦产量的影响

喷灌均匀系数是喷灌系统设计的重要参数，而喷灌洒水与施肥的均匀性对作物产量的影响是确定均匀系数设计值的重要依据。1998～1999、1999～2000两年的喷灌洒水与施肥均匀系数对冬小麦产量影响的田间试验结果表明，当冠层以上均匀系数小于76%时，冠层以下喷灌均匀系数大于冠层以上喷灌均匀系数。灌溉季节内，累计灌水量均匀系数大于平均喷灌均匀系数，因此用平均喷灌均匀系数表示灌溉季节的灌水均匀程度会低估实际灌水的均匀性。喷灌施肥的试验结果表明，化肥施入量与灌水量的分布都可以用正态分布来表示，且它们的分布比较接近。田间试验还表明，对华北平原种植的冬小麦而言，在试验的喷灌均匀系数变化范围内(62%～82%)，喷灌洒水及施肥的均匀性对产量的影响不明显。     

常用的喷灌均匀系数计算机及发展趋势

简要介绍了喷灌三大技术要素之一的喷灌均匀系数的几种常用计算方法,提出以计算机模拟喷灌均匀系数的发展趋势,有效地节省了劳动力,提高了工作效率。     

喷灌对冬小麦农田土壤水分空间变异的影响

根据喷灌条件下冬小麦不同水分处理不同土层的土壤水分观测数据,运用半变异函数进行分析及拟配相对应的模型,对土壤水分空间变异情况进行了分析。结果表明,土壤水分变异受喷灌水量和风力、风向影响较大;40～60cm土层的土壤水分等值线能够代表喷头在无风条件下的水量分布图。     

喷灌水分处理对冬小麦产量及籽粒品质的影响

为探索华北平原冬小麦籽粒产量、品质及水分利用效率对水分胁迫的响应规律,通过2个生长季(2010—2012年)的大田试验,重点研究喷灌条件下,不同水分供应模式对冬小麦地上部生物量、经济产量、籽粒品质及水分利用效率的影响。结果表明:与全生育期充分供水处理相比,返青—拔节期适度水分亏缺以及灌浆成熟期适度水分亏缺处理的收获指数、水分利用效率以及灌溉水利用效率均有不同程度的提高,籽粒产量略有增加或减产幅度较小,同时不同程度改善了籽粒品质;综合考虑经济产量、籽粒品质以及水分利用效率和灌溉水利用效率,试验条件下返青—拔节期适度水分亏缺和灌浆—成熟期轻度水分亏缺可作为当地喷灌冬小麦适宜的优质高效灌水模式。     

泥沙粒径对其均匀系数分布影响的试验研究

在挟沙水流中,泥沙颗粒的运动是随机的。对于不同的点,泥沙组成是不一样的,即泥沙颗粒组成具有不同均匀程度,它的非均匀系数φ沿垂向存在一定规律性。通过水槽试验,分别对3种粒径泥沙颗粒探求泥沙组成的非均匀系数沿水深方向的规律。试验表明：对于粗颗粒试验泥沙,其非均匀系数随水深的增加而增大;中、细颗粒试验泥沙,非均匀系数随水深的增加而减小,但二者的减小梯度存在差异。     

冬小麦沟灌土壤水分动态和生长发育的试验研究

在不同灌溉方式下进行冬小麦土壤水分动态、生长发育的对比试验研究。结果表明:拔节期以前,畦灌与沟灌的土壤水分与生长发育差异不大,拔节后期,随着灌水量的增加,其土壤水分与生长发育差异逐渐明显,沟灌土壤含水量整体较畦灌增幅达到11.6%;叶面积指数(LAI)以及地上干物质分别提高11.4%和39.73%,差异性明显,但株高整体不如畦灌;从产量方面,沟灌模式在整体节水40%条件下,产量平均提高7.66%,水分生产效率提高0.28 kg/m3。达到节水增产的统一。综合本试验数据,其中垄植沟灌配合3水沟灌为本次试验最佳分配方案。     

节水灌溉条件下作物系数和土壤水分修正系数试验研究

考虑土壤水分调控所产生的作物生长滞后效应与补偿生长效应,对节水灌溉条件下作物蒸发蒸腾量ETc的理论计算模型进行了研究。根据灌溉试验资料,确定了冬小麦、夏玉米、棉花及水稻作物的作物系数Kc,得出节水灌溉条件下主要农作物土壤水分修正系数Ks的计算公式。覆膜旱作节水灌溉模式的水稻需水量计算实例结果显示,计算值与实测值较为吻合,模型具有较高的精度。     

冬小麦抽穗期土壤水分对生理指标影响的试验研究

依据冬小麦不同水分处理的灌溉试验,分析了抽穗期5种土壤水分条件下叶片气孔导度、冠气温差及光合速率等生理指标的日变化规律,并对各生理指标间进行了相关性分析.结果表明:土壤水分对冬小麦抽穗期气孔导度、冠气温差及光合速率有着显著的影响,且各指标日变化趋势基本一致;气孔导度与冠气温差、光合速率均呈正向相关,两者均随气孔导度的增加呈上升趋势,但不同土壤水分条件下上升幅度不同.     

土壤水分空间变异的套合结构模型及区域信息估值

本文运用线性地质统计理论，确定研究区域的半变异函数二维平面结构为带状各向异性套合结构模型，给出土壤水分区域估值合理采样数，将Ｋｒｉｇｉｎｇ最优内插无偏估计法扩展为待估域的土壤水分含量外延估计，通过模糊聚类分析，绘制区域土壤水分含量的信息分布图，可为灌区水资源的计算机管理及灌区土壤水分监测预报提供依据。     

喷头不同组合模式下水量分布和喷灌均匀度的田间试验及数值模拟

利用三次样条两次插值叠加法并结合单喷头水量分布可计算得到多喷头组合水量分布。为验证该方法的适用性及探究变间距条件下喷灌均匀度的变化情况,通过田间试验,得到ZY-2型单喷头水量分布及多喷头18 m×18 m组合形式下水量分布,计算了喷灌均匀度。利用MATLAB软件构建了喷头组合条件下水量分布的数值模拟模型,计算出不同组合模式下水量分布和组合喷灌均匀度。结果表明:模拟与实测喷灌水深的相对误差(RE)和均方根误差(RMSE)分别为8.49%和3.17 mm,组合喷灌均匀度的相对误差为1.85%,表明构建的模型能较准确地模拟不同喷头组合条件下的水量分布和组合均匀度; ZY-2型喷头在正方形21 m×21 m布置形式下,喷灌均匀度达到最高(0.873);在变喷头间距和变支管间距两种矩形布置时,喷灌均匀度整体上随着支管间距的增加而逐渐降低,但喷头间距增加时喷灌均匀度降低的幅度更大。研究结果可为优化喷头布置形式提供技术支撑。     

摇臂式喷头喷嘴结构改进及水力性能试验研究

为了降低摇臂式喷头在工程应用中的运行成本、提高喷灌质量,本文针对8034D摇臂式喷头主、副喷嘴结构进行了优化改进,并研究了喷嘴结构改进后对喷头流量、径向水量分布和组合喷灌均匀度的影响。结果表明,主喷嘴内腔锥度角对喷头流量的影响呈显著水平,内腔锥度角越大,喷头流量越小;当工作压力相同时,改进副喷嘴结构对喷头流量的影响不大。随着测点与喷头水平距离的逐渐增加,不同内腔锥度角和圆柱段长度下的径向喷灌强度均呈递减趋势。组合2(1 mm#54°主喷嘴与改进后副喷嘴组合)在4种组合方式中的喷灌均匀性较好,其在喷头正方形布置下7种组合间距(12 m×12 m～18 m×18 m)时的平均喷灌均匀系数为87.8%,其中17 m×17 m时的喷灌均匀系数峰值达到89.3%。综合考虑喷灌质量和经济性两方面,在实际工程设计时,建议8034D摇臂式喷头主、副喷嘴的组合方式优先选用组合2,喷头工作压力设置为250 kPa,且组合间距以17 m×17 m为宜。     

冬小麦田间墒情预报的BP神经网络模型

土壤墒情预报是农田适时适量灌水的基础。田间土壤水分的变化受到外界气象因素及土壤特性、作物长势等的影响，关系比较复杂。本文利用北京市永乐店试验站冬小麦返青后的土壤水分试验资料，建立了土壤墒情预报的BP网络模型，模型中同时考虑了多个因素对土壤贮水量的影响。利用部分实测资料对网络进行训练，然后对2年不同灌水处理下的土壤贮水量进行预测，取得了较好的效果，表明BP神经网络用于墒情预报是可行的。     

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。     

土壤含水量空间变异性的频域分析方法

基于频域法分析理论原理,给出了基于二维信号采样与重建的频域法插值公式,对土壤特性的空间变异性进行表征.对一块麦田采用20m×20m的网格进行土壤含水量采样,利用频域法对15×15个采样值进行分析,结果表明含水量分布的有效带宽为0.01,说明空间变异主要由周期大于100m的频率分量组成;通过改变采样间距的"重采样"方法,...     

改变土壤含水量影响的冬小麦根和冠生长动态模型

本文根据系统动力学原理，以土壤水分为环境因素，冬小麦为研究对象，从植株整体角度建立土壤含水量影响下的冬小麦根、冠生长的动态模型。根、冠作为植株的两大功能互补系统，在不同的土壤含水量作用下，二者产生不同响应，通过模型可定量揭示根、冠二者的生长变化规律。本文模拟结果表明：根系生长在分蘖期和拔节期受土壤含水量影响较大；而冠的生长则是在孕穗期到灌浆期影响较明显，但含水量的变化并不改变植株的总体生长规律。     

深蓄储水灌溉对冬小麦籽粒灌浆及生长产量的影响

深蓄储水灌溉一方面可以充分发挥土壤水库作用,同时也可以将农田作为地下水回灌补给区,增加雨洪资源利用率。以“小偃22”为供试品种、雨养（CK）为对照,设置80 cm（D80）、120 cm（D120）、140 cm（D140）、160 cm（D160）和180 cm（D180）5个深蓄储水深度处理,分析不同处理对冬小麦干物质累积分配、产量和籽粒灌浆进程的影响。结果表明：各处理较CK分别增产8.9%（D80）、24.7%（D120）、31.0%（D140）、17.9%（D160）和9.9%（D180）;深蓄储水灌溉提高了籽粒在干物质中的分配量和占比,其中D140处理籽粒分配比例较CK提高了2.46%;Logistic方程能较好地拟合不同深蓄储水深度冬小麦籽粒灌浆进程,拟合方程决定系数均大于0.99,深蓄储水处理较对照提高了平均灌浆速率,最大灌浆速率出现时间延长了1.65~3.32 d。深蓄储水灌溉有利于冬小麦籽粒灌浆及产量形成,本研究可为充分利用雨洪资源改善农田地下水环境、实现作物高产提供参考。