涌泉灌溉技术在大田作物灌溉中的试验研究

涌泉灌溉用于大田作物主要问题是流量小、沟、畦横断面大,水流在田间很难向前推进。为此将其与垄膜沟种技术组装,缩小过水横断面,减小或杜绝侧渗,提高水流推进能力。这样可最大限度地减少灌水器(稳流器)数量,改善灌水质量,提高田间土壤水分的均匀度,进而为涌泉灌溉用于大田作物提供了可能性。采用涌泉灌溉配套垄膜沟种耕作方式,提高了降水的有效利用率,减少了灌水量与灌水次数,减少了棵间土壤蒸发,农田耗水比一般大田灌溉节省28％～30％。由于灌水量小灌溉定额比一般地面灌溉节约50％左右。农作物产量也有大幅度提高。     

小麦、玉米一体化垄作沟灌技术要素试验研究

对小麦、玉米一体化垄作沟灌种植模式的垄宽、沟深、沟宽和田面坡度4个灌水技术要素进行正交试验,研究其水流推进规律及灌水质量评价指标,通过极差分析优化技术要素组合。结果表明,田面坡度和垄宽的影响最大,沟宽和沟深影响较小,较为合理的技术要素组合为垄宽70cm、沟宽40cm、沟深20cm和坡度2‰。     

棉花平膜灌溉的节水增产试验研究

膜上灌较传统沟畦灌有较大的优越性，但由于覆膜改善了水流条件，灌水流速增大，当灌水流量大时，对灌水量难以控制，易产生余水，灌溉均匀度不易掌握；灌水流量小时，灌水时间太长，会与传统配水方法不协调等。平膜灌水法就是针对上述问题提出的，它是把沿田面坡度方向设置的灌水沟改为沿等高线走向布置，使水流在水平沟内流动，沟与地面全部采用地膜覆盖，灌水时，沟内的水量通过沟底渗水孔渗入土壤，达到湿润土壤的目的。新疆农业大学水利与土木工程学院采用这种方法，在哈密、昌吉等地对小麦、棉花、玉米等作物进行了田间试验，证明该方法可有效解决膜上灌存在的问题。     

干旱缺水区冬季储水灌溉水分利用效率试验

针对冬季储水灌溉问题,对不同灌溉湿润层、不同灌前田面平整情况以及不同水流推进与消退条件下,冬季储水灌溉对来年灌溉定额的影响进行了试验观测。分析观测结果证明免耕覆盖具有提高土壤含水量、保持土壤水分的作用;对秋耕地进行耙磨与碾压处理具有减小田面糙率,提高水流推进速度与灌水均匀度的作用;对于保持灌水均匀度、提高灌水定额具有明显的作用。     

宽垄沟灌条件下水流特性的试验研究与数值模拟

通过对小麦、玉米周年连作宽垄沟灌试验,观测水流在灌水沟中的推进与消退过程,主要研究了不同垄宽规格对沟灌水流特性的影响。试验结果表明:水流的推进速度随着垄宽规格的增大而减小,幂函数可以较好的模拟水流推进过程,相关度都较高;水流的消退速度则随着垄宽规格的增大而增大,水流的消退过程也符合幂函数关系,而且水流消退较水流推进对垄宽规格更为敏感。WinSRFR软件能较好地模拟地面水流推进与消退过程,因此可以用其模拟周年连作宽垄沟灌不同沟灌技术要素下的地表水流运动。研究结果可为改进地面灌溉方法提供一定的技术参考。     

沟,畦灌溉技术的完善与改进

改进沟、畦灌溉技术主要是围绕提高灌水均匀度这一基本指标进行的,灌水均匀度低就难以减小灌水定额;灌溉技术要素的合理确定是改进沟、畦灌溉技术的基础。文章对小畦灌溉、长畦短灌、细流沟灌、膜上灌溉、涌流灌溉等尺种灌溉方式的节水机理和适应情况以及各种灌溉方式技术要素的确定及组合进行了分析。对推广沟、畦灌溉技术的必要措施亦进行了阐述。     

丘陵山区波涌沟灌技术要素分析

针对丘陵山区地形和水资源短缺等特点,采用正交试验设计进行波涌沟灌田间试验。基于田间实测的灌水沟水流推进时间、消退时间和流量,着重分析了波涌沟灌技术要素对灌水质量、储水效率、灌水效率和灌水均匀度的影响。确定了技术要素和灌水质量的关系。为进一步得出波涌沟灌最佳灌水质量的技术要素组合奠定了基础。     

微地形及沟断面形状变异性对沟灌性能影响的试验研究

针对沟灌,研究了沟底起伏状况和沟横断面形状的空间变异性对灌水质量的影响。通过分析在河北吴桥开展的棉花沟灌试验数据,描述了灌水沟断面形状和沟底高程二因素的空间分布特征。采用田面平整精度Sd值作为评价沟底高程变化程度的指标,确定其对灌水均匀度和灌水效率的影响;采用断面形状参数p2描述灌水沟断面形状,以p2的标准差反映其空间变异性对地表水流运动和灌水质量的影响。结果表明,灌水均匀度和灌水效率均随沟底高程标准差的增大而减小;水流推进速度随断面形状参数p2标准差的增大而降低,灌水均匀度和灌水效率随p2标准差的增大而减小。因此,微地形和灌水沟断面空间变异性,对灌水均匀度和灌水效率均有显著的影响。     

入沟流量对灌水质量和水流特性的研究

通过垄作沟灌的田间灌水试验,用极差分析研究入沟流量、沟宽、沟深、沟底纵坡4个技术参数对灌水质量的影响和研究入沟流量对地面水流特性的影响。研究表明:入沟流量对灌水质量影响最大,其次为沟底纵坡、沟深和沟宽;水流推进时间随着入沟流量的增大逐渐减少,推进速度逐渐加快,水流推进距离与水流推进时间呈幂函数关系,相关程度都大于0.99;水流消退时间随入沟流量的增大逐渐增大,消退速度逐渐减小,尽管水流消退时间与距离也呈幂函数关系,但二者的相关性没有推进过程的好。研究成果对我国入沟流量的相关研究具有一定的参考价值。     

土壤入渗特性和田面糙率的变异性对沟灌性能的影响

以杨凌区粘壤土和砂壤土区域进行的大田沟灌试验为基础,在假定各灌水沟内部土壤入渗特性和糙率均一的条件下,重点分析各灌水沟之间土壤入渗参数和田面糙率的不同组合对沟灌水流运动过程和灌水质量的影响,结果表明土壤入渗特性的变异性对沟灌水流推进过程和灌水质量指标影响较大,在模拟时必须充分考虑;而田面糙率的变异性对沟灌水流推进过程和灌水质量指标影响较小,可采用田块糙率均值代替各灌水沟的糙率。经实例验证,水流推进过程相对误差为7.28%,灌水效率、灌水均匀度和储水效率模拟值与实测值误差分别为5.74%、6.18%和4.07%,结果表明其模拟效果较好。     

秸秆覆盖对沟灌夏玉米根系分布及产量影响

【目的】探究夏玉米根系分布、水分利用效率及产量对沟灌种植下不同秸秆覆盖方式的动态响应。【方法】在河套灌区开展不同耕作模式的小区试验,试验设常规垄覆膜沟灌(FM)、垄覆秸秆沟灌(FLJ)、沟覆秸秆沟灌(FGJ)、垄沟覆秸秆沟灌(FLGJ)4个处理。研究了夏玉米各土层的根长密度、作物耗水量、产量及其相关指标,【结果】沟灌种植模式下不同秸秆覆盖方式显著(P<0.05)影响夏玉米根系分布、产量和水分利用效率,通过沟覆秸秆沟灌可改善夏玉米根系分布,提高水分利用效率,达到高产。沟覆秸秆促进了垄上大于40 cm土层根系发育,根长密度较FM处理增加128.1%,显著提高沟里大于20 cm土层根长密度,促进对深层土壤水分养分吸收利用,提高产量。与FM处理相比,FGJ和FLGJ处理的水分利用效率显著提高了51.9%和54.3%,增产9.3%和9.0%,但FGJ处理的收获指数显著高于其他处理(P<0.05),为0.48。【结论】沟灌种植模式下沟覆秸秆FGJ处理改善深层根系分布效果较好,显著提高夏玉米水分利用效率及产量。     

不同喷灌定额下垄作沟播油葵根系生长及分布特征

垄作沟播喷灌技术是集垄作沟播与喷灌技术为一体的节水栽培技术.以不同灌水定额各设4个处理(灌水定额分别为24 mm、30 mm、36 mm、42 mm,灌水5次),以常规覆膜喷灌为对照(灌水定额42 mm,灌水5次).通过测定不同灌水处理下垄作沟播油葵根系生长及分布特征等指标,分析了不同灌水处理对油葵根系纵向、横向生长及...     

垄沟灌溉种植对玉米光合特性及产量的影响

通过田间试验,以传统种植模式平作为对照,研究了垄沟灌溉种植系统对玉米相对叶绿素质量浓度(SPAD)、光合特性和产量的影响。结果表明,垄沟种植系统能增加玉米的相对叶绿素质量浓度、光合速率和水分利用效率;垄沟系统种植玉米和对照组的光合速率日变化均呈"单峰型"曲线;60cm垄宽的垄沟种植系统的玉米叶片水分利用效率和产量最高。     

Effects of gravel-sand mulch, plastic mulch and ridge and furrow rainfall harvesting system combinations on water use efficiency, soil temperature and watermelon yield in a semi-arid Loess Plateau of northwestern China

In the northwestern Loess Plateau of China, low precipitation results in poor crop yields, with a great fluctuation from year to year. The adoption of gravel-sand mulching has shown improvements in the growth of crops such as watermelon. The ridge and furrow rainwater harvest system (RFRHS) has been shown as an easy and efficient way to collect rainwater. A field experiment was conducted from 2007 to 2009 at Gaolan, Lanzhou, Gansu, China, to measure the effects of RFRHS, plastic mulch and gravel-sand mulch combinations on soil temperature, evapotranspiration (ET), water use efficiency (WUE) and watermelon yield. There were eight treatments: (1) flat gravel-sand mulched field, (2) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 1:1 of ridge and furrow, (3) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (4) RFRHS with a sand mulched furrow, entire plastic mulch and the ratio 5:3 of ridge and furrow, (5) RFRHS with a sand and plastic mulched furrow, bare ridge and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (6) RFRHS with an entire plastic mulch and the ratio 4:3 of ridge and furrow, (7) conventional ridge planting with a plastic mulched ridge, and (8) flat gravel-sand mulched field plus 23 mm supplementary irrigation. Soil temperature for RFRHS with a gravel-sand plus plastic mulched furrow was slightly lower than that of flat gravel-sand mulch. The RFRHS caused a significant increase in watermelon yield and WUE. The increase in watermelon yield and WUE was greatly influenced by the ratio of ridge and furrow when RFRHS was combined with gravel-sand mulch. Watermelon yield was highest for the 1:1 ratio, and WUE was highest for the 5:3 and 1:1 ratios of ridge:furrow, and these were significantly greater than that of flat gravel-sand mulch, without or with irrigation. The use of ridge with plastic film mulch increased the beneficial effect of RFRHS on yield. The watermelon yield and WUE for non-plastic-mulched ridge were even lower than that of flat gravel-sand mulch. In summary, the findings suggest that RFRHS with gravel-sand mulched furrow plus plastic film mulch, and 1:1 ratio of ridge:furrow, would facilitate the use of limited rainfall most efficiently in improving watermelon yield, by reducing ET and increasing WUE in this semiarid region.     

干旱区垄膜沟灌条件下土壤水盐空间分布特征研究

研究了垄膜沟灌条件下,不同灌溉定额下土壤水盐空间分布特征。结果表明,土壤含水率的时空分布受灌水次数和灌水定额的影响。灌溉期,在垂直方向上沟底土壤含水率较垄顶明显增加。在非灌溉期,由于强烈的蒸发蒸腾作用,垄顶土壤含水率持续降低,含水率阶段性变化明显。土壤盐分空间分布随土壤含水率的变化而变化,在灌溉期,沟底土壤脱盐深度随灌溉定额的增加呈增加的趋势。在非灌溉期,垄顶在作物生育期均发生积盐现象,且垄顶表层土壤盐分累积量高于沟底表层土壤。     

旱作春小麦垄膜沟种微集水种植技术研究

垄膜沟种技术是旱地春小麦提高雨水利用率和利用效率的一项突破性技术措施,把地膜覆盖与沟垄种植技术捆绑整合,以突出的雨水叠加、保墒、增温性能和易操作的特性,成为旱作春小麦高产稳产的最佳技术选择。     

宁夏引黄灌区单种玉米的水分利用效率研究

针对宁夏引黄灌区严峻的缺水问题，利用玉米的宽窄行种植方式。结合起垄、覆膜、中耕等节水措施，探讨了4种单种玉米种植方式的节水效果和玉米前期推迟灌水的可行性及后期水分胁迫条件下的保水效果。结果表明：垄作沟灌和隔行沟灌可节水34％～35％；覆膜具有较好的增温保水效果。增产幅度在25．4％左右。收支相减，仍有增产效果；隔行沟灌较常规栽培增产幅度在11．8％左右。达到了既增产又节水的目的。在控水条件下，分析了垄背与垄沟、膜内与膜外、宽沟与窄沟的土壤水分差异，提出了玉米推迟灌头水的土壤水分指标，并阐述了后期控水对单种玉米产量及土壤水分的影响。     

宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分运移初探

宽垄沟灌作为一种大田作物栽培灌水方式已逐步受到关注.为研究灌水前后水分在垄沟间的运移及再分布,本试验在大棚内模拟宽垄沟灌垄上覆膜栽培条件以及灌水方案,采用中子仪进行水分观测.试验数据显示,在本试验条件下,垄背剖面的两个观测点表层,灌水前其含水量仅为田间持水量的65%和66%,灌水后垄沟水分的侧向入渗,144 h(6 d)分别达到田间持水量的73%和80%,408 h(17 d)达到田间持水量的78%和79%.试验结果表明,在宽垄沟灌覆膜条件下,水平向及垄背垂直向含水量梯度的存在导致水分侧向及向垄背的补给明显,且在覆膜条件下,垄背蒸散发损失少,起到减少土壤水分无效损耗、高效利用之效果.