地表滴灌条件下滴灌量对土壤水分入渗、再分布过程的影响

在新疆林业科学院枣树示范基地进行了原位土的单点源滴灌试验,研究不同滴灌量条件下地表滴灌湿润体特征值的变化规律。结果表明:滴灌过程中,当滴灌量较小时,湿润体呈平卧半椭球体分布,随着滴灌量的增大,湿润体呈直立半椭球体分布,湿润体的形状大小受到滴灌量和土壤质地的影响,湿润锋水平运移距离与入渗时间存在显著的对数函数关系;湿润体再分布时间为滴灌停止后的12 h内,滴灌过程中土壤含水率以及土壤含水量变化率在滴头正下方40 cm处达到最大值,滴灌量(Q)≥72 L时,水平再分布距离不再随着滴灌量增大而增加;土壤质地以及土壤层的分布直接影响到含水量变化率。     

基于沙培温室番茄生长特性确定水分传感器最佳埋设位置研究

为研究实时控制灌溉系统中温室番茄的沙地水分传感器合理埋设位置,将传感器距滴头水平距离与距滴头垂直距离结合后设定6个处理,不同生育期水分传感器设定不同的土壤含水量上下限,系统分析了沙培番茄生长、根系、光合参数、品质、WUE、产量等指标,结果表明：TDR土壤水分传感器埋设在沙地距滴灌带滴头垂直深度、水平距离均为10 cm处时较适宜。     

基于沙培温室番茄生长特性确定水分传感器最佳埋设位置研究（英文）

为研究实时控制灌溉系统中温室番茄的沙地水分传感器合理埋设位置,将传感器距滴头水平距离与距滴头垂直距离结合后设定6个处理,不同生育期水分传感器设定不同的土壤含水量上下限,系统分析了沙培番茄生长、根系、光合参数、品质、WUE、产量等指标,结果表明:TDR土壤水分传感器埋设在沙地距滴灌带滴头垂直深度、水平距离均为10 cm处时较适宜。     

大田滴灌条件下葡萄生育期土壤水盐的平均分布特征

【目的】研究滴灌条件下土壤水盐的分布特征,为土壤水盐的调控提供参考。【方法】以新疆干旱区葡萄为例,对葡萄生育期土壤水盐含量进行测定,分析其生育期土壤水盐分布特性。【结果】葡萄生育期内,在垂直方向上覆膜处理土壤含水量的最大值出现在距滴头30 cm处,土壤含水量从30 cm处向两边递减;在水平方向距滴头30~60 cm处土壤含盐量最大,土壤盐分质量浓度与土壤含盐量具有相似的变化规律。灌水周期为7.5 d时,红提葡萄生育期内各处土壤均处于干旱状态。【结论】在综合调控土壤水盐分布特征时,必须考虑滴灌技术参数对土壤水盐分布的影响。     

不同种植模式对棉田土壤物理性状及产量的影响

【目的】探明枣棉间作农业复合系统的生产潜力,提高复合系统作济效益。【方法】通过两年田间试验,基于三个种植模式和四个灌水量,研究间作系统中棉花不同种植模式和灌水量条件下土壤物理性状、产量的变化规律。【结果】(1)M1模式(距红枣行1.5 m种植棉花)0~40 cm土层土壤含水量偏低,W1(250 m3/667 m2)处理60~100 cm土壤含水量较低。(2)三种种植模式小区土壤容重随灌水量的增加而增大。M1模式表层土壤(0~20 cm)和下层土壤(20~40 cm)容重波动较大,而M3模式(距离红枣行0.5 m处种植棉花)试验小区不同土层土壤较稳定。(3)同一模式下,棉花产量最高的是W2(300 m3/667m2);同一灌水量处理下,产量最高的是M3模式,经济效益最高的是M2模式(距红枣行1.0 m处种植棉花)。【结论】距幼龄红枣行1.0 m处种植棉花配合滴灌水量300 m3/667m2利于棉田土壤发挥最大生产潜力,也利于提高复合系统经济效益。     

膜下滴灌棉田不同质地土壤水分的动态变化

通过分析膜下滴灌棉田不同质地土壤水分动态变化,探讨不同土质棉田水平、垂直方向上土壤水分变化的基本规律。结果表明,2种土壤质地,水平方向均不适宜选择滴灌带正下方和膜间作为最佳墒情监测点,而垂直方向0~40 cm土层可以作为土壤墒情监测的深度。不同土质墒情监测的最佳位点,水平方向粘土为距离滴灌带-40 cm至20 cm处,砂土为-20 cm至20 cm处(均除0 cm滴灌带正下方),垂直方向二者均为0~40 cm处。     

草坪在地下滴灌条件下的土壤水分运移规律研究

为了探讨草坪在地下滴灌条件下的土壤水分运移规律,通过在单滴头和网格滴头2种供水条件下,对田间草坪进行了地下滴灌的入渗试验研究。结果表明:在以单滴头供水条件下,灌水时间持续1 h,土壤水分在离滴头水平距离0~15 cm内运移较快,土壤含水率变化迅速,45 min能到达15 cm的距离,60 min能到达20 cm的距离,90 min后才能到达30 cm的距离。但在20~30 cm范围内土壤含水率变化较平缓;在以网格滴头供水条件下,滴头间存在水分叠加效应。在以30 cm边长的网格滴头对草坪土壤供水条件下,灌水时间持续1 h,在相邻两滴头间45°角的剖面上,0~15 cm距离范围,90 min后会产生土壤水分的叠加效应,土壤含水率骤然上升,能有效减少出现灌水不均匀与灌水盲区的概率。垂直于毛管向外的切面上土壤水分的叠加效应不明显。灌水结束后,土壤水分还会向含水率较低的区域运移,发生再分布,但变化非常平缓,且在灌水结束后24 h达到区域稳定。     

基于Hydrus模拟根灌条件下黄河滩地土壤水分入渗的研究

在室内测定并利用Hydrus软件模拟了在滴灌头埋深20 cm时黄河滩地土壤中水分的入渗及剖面分布规律。结果表明:在滴头下方10 cm处的土壤含水量明显低于在滴头附近的;在滴头上方10 cm处的土壤含水量在滴灌结束时接近0.13 cm/cm3;湿润锋纵向运移距离明显大于径向的,其中以湿润锋下径运移最快。经对比验证,本研究模拟计算结果与观测值较为吻合。     

基于Hydrus模拟根灌条件下黄河滩地土壤水分入渗的研究

在室内测定并利用Hydrus软件模拟了在滴灌头埋深20 cm时黄河滩地土壤中水分的入渗及剖面分布规律。结果表明:在滴头下方10 cm处的土壤含水量明显低于在滴头附近的;在滴头上方10 cm处的土壤含水量在滴灌结束时接近0.13 cm/cm3;湿润锋纵向运移距离明显大于径向的,其中以湿润锋下径运移最快。经对比验证,本研究模拟计算结果与观测值较为吻合。     

涌泉根灌双点源交汇入渗湿润体试验研究

【目的】探求涌泉根灌土壤水分运移及分布特性,为涌泉根灌理论研究及技术要素确定提供参考。【方法】在20L的灌水量和160~300min的灌水历时条件下,以滴头流量(4,6,8L/h)、滴头间距(30,50cm)为变量,通过变化其中的一个量进行双点源交汇入渗条件下的涌泉根灌试验,测定并分析湿润体水平剖面和垂直剖面湿润锋运移和水分分布的变化规律。【结果】涌泉根灌双点源交汇入渗不同布置方式对水平、垂直剖面湿润锋运移及水分分布有一定影响,不同流量(4,6,8L/h)入渗结束后24h,水平和垂直方向湿润锋分别相差1.5,4.0cm;4.2,2.8cm和6.7,6.8cm。不同滴头间距(30,50cm)入渗结束后24h,水平剖面水平方向和交汇界面湿润锋分别增加24.5,11.3cm和17.7,20.3cm,垂直剖面水平方向和交汇界面湿润锋分别增加26.0,30.2cm和22.1,36.6cm。灌水量和滴头间距相同条件下,灌水结束时大滴头流量湿润体表层土壤的含水量较高,但深层土壤含水量较小滴头流量低。【结论】在灌水量20L和灌水历时160~300min条件下,涌泉根灌滴头流量和滴头间距对湿润体的运移、交汇时间、土壤含水量均有影响。     

地表滴灌条件下滴头流量对土壤水分入渗过程的影响

在新疆林业科学院枣树示范基地进行原状土的滴灌入渗试验,研究砂壤土在不同滴头流量条件下地表滴灌湿润体特征值的变化规律。结果表明：地表滴灌条件下,当滴头流量增加时,湿润体的形状大小会随着滴头流量的增大而增大,水平、垂直方向上湿润锋的运移距离随着滴头流量的增加而不断增大;湿润锋的运移速率、入渗距离比值与水分入渗时间符合幂函数关系;湿润锋水平方向的运移速率比垂直方向上的要大,但是持续的运移时间没有垂直方向上的长;土壤含水率的变化随着滴头流量的增加而增加,距离滴头距离越近含水率变化幅度也越大,当q≥8 L·h^-1时,滴头正下方约40 cm左右的土层含水率达到最大值。     

枣园滴灌下土壤水分含量日变化特征的研究

[目的]为枣园滴灌及水肥耦合提供理论数据支持。[方法]以农二师36团戈壁地滴灌枣园为试验材料,用手持式土壤水分测量仪测量在相同滴头流量下不同滴灌时间上枣园土壤水分的时空变化。[结果]在滴水6 h后0,cm处垂直深度中最大含水量位于30 cm处,为20.9%;在滴水24 h后0,cm处垂直深度中最大含水量位于20 cm处,为22.3%;在停水12 h后0,cm处的垂直深度最大含水量位于0 cm处,为6.1%。[结论]戈壁地枣树的根系主要集中在30 cm处。     

咸水滴灌条件下土壤盐分运动规律

选择新疆尉犁县土壤含盐量较高的当年造林地,利用咸水进行滴灌,比较研究了4个月间不同灌溉量的土壤盐分变化,并对一个灌溉周期内灌溉前及灌溉后168 h时段,距滴头不同距离的土壤剖面盐分运移规律进行观测.结果表明:咸水滴灌,地表积盐现象明显,在0～10 cm土壤湿润区内部可形成一个低盐区,适宜林木根系发育;灌溉周期相同,单次灌量越大,盐分会被淋洗的更远,滴头附近积盐程度越轻;在一个灌溉周期内,盐分先向下和向内移动,后向表层和外侧移动.     

干旱胁迫和复水对啤酒大麦产量品质及叶绿素含量的影响

采用盆栽称重控水法研究了水分胁迫对甘啤6号啤酒大麦生长、产量、关键品质和相关生理指标的影响。结果表明,干旱胁迫10 d和土壤含水量为田间土壤最大持水量的55%～60%处理均未对啤酒大麦生长、产量、品质以及叶绿素含量产生显著影响。干旱胁迫30 d较干旱胁迫10 d啤酒大麦的平均株高、穗长、穗粒数、千粒重、单株产量、淀粉含量和饱满度显著降低,生育期明显提前,籽粒蛋白质含量显著提高。与对照土壤含水量为田间土壤最大持水量的75%～80%相比,土壤含水量为田间土壤最大持水量的35%～40%、15%～20%处理的株高、穗长、穗粒数、千粒重、单株产量及生育期均显著低于对照,而土壤含水量为田间土壤最大持水量55%～60%处理的株高、穗长、生育期、穗粒数和单株产量与其接近。通过测定啤酒大麦叶片叶绿素含量发现,在干旱胁迫10 d和20 d胁迫期下,复水后土壤含水量为田间土壤最大持水量的75%～80%处理和土壤含水量为田间土壤最大持水量的55%～60%处理存在显著的补偿效应,而土壤含水量为田间土壤最大持水量的35%～40%、15%～20%处理以及干旱胁迫30 d的所有复水水平均未表现显著的补偿效应。说明指示品种甘啤6号干旱复水补偿效应的利用应注意干旱胁迫时期不超过20 d,旱后复水量以不低于田间土壤最大持水量的55%～60%为宜。     

东莞林科园土壤水分的空间异质性

基于20个150 m×150 m的网格对东莞林科园进行土壤剖面取样,探讨其土壤水分的水平与垂直空间分布规律.研究结果表明:土壤水分的水平分布规律是除自然含水量为显著差异(P=0.026 8)外,土壤容重(P=0.000 3×10-4)、最大持水量(P=0.003 0)、田间持水量(P=0.001 4)、毛管持水量(P=0.001 9)和总孔隙度(P=0.000 2×10-4)均为极显著差异;垂直分布规律是土壤容重随土层深度的增加而增加,但异质性不显著(P=0.381 2),最大持水量(P=0.010 2)、田间持水量(P=0.018 2)、毛管持水量(P=0.082 2)和土壤总孔隙度(P=0.413 6)随土层深度的增加而减少,但其中毛管持水量和土壤总孔隙度的差异不显著,土壤自然含水量表层0~20 cm的较小,土层20~40 cm的最小,土层40~60 cm的最大,且各层次之间的自然含水量的异质性不显著(P=0.755 8).对5个土壤水分指标进行主成分分析(PCA)表明,第一和第二主成分分别解释了68.56%、18.71%的变异,即土壤水分特征主要由最大持水量、田间持水量,毛管持水量和总孔隙度决定的.     

不同配置滴灌棉田土壤水分变化研究

[目的]合理地布置土壤墒情监测点,获取真实的农田土壤水分信息。[方法]对2种不同配置的膜下滴灌棉田土壤水分含量进行测定,根据灌溉后不同取样时间、不同空间采样位置研究农田土壤水分变化。[结果]2种配置下滴灌带正下方土壤水分含量最大,距离滴灌带靠近膜间位置40 cm（2管4行）、60 cm（2管6行）土壤水分含量最小,各深层土壤20 cm表层土壤水分含量变异最大（CV=0.21）,60 cm土壤水分含量变异最小（CV=0.16）;2种配置在距离滴水时间120 h,土壤深层20-40、40-60 cm处土壤水分含量差异最为显著。[结论]对于土壤水分含量的测定需要综合考虑配置、测定时期和测定位置,才能够正确反映棉田土壤水分含量变化。     

地下滴灌灌水下限与灌水器流量对冬小麦生长发育的影响

为探明地下滴灌条件下灌水下限与灌水器流量对冬小麦生长的影响,采用3种灌水器流量(0.1、0.9和1.5 L/h)与2种灌水下限(试验地土壤田间持水量的80%和60%)的全因素试验,分析不同试验处理对土壤水分分布及冬小麦生长的影响。结果表明:试验处理下较高流量的地下滴灌灌溉水分下渗量较大,使得40～80 cm土层土壤含水率提高,较小流量的地下滴灌水分主要保存在上层土壤;灌水下限为80%田间持水量较60%田间持水量能够促进冬小麦株高、叶面积指数、干物质积累量和产量的增加,同时能够减缓灌浆期旗叶叶绿素含量的降低;不同灌水器流量处理以0.9 L/h处理冬小麦叶面积指数最高,提高灌水器流量能够减缓灌水下限为60%田间持水量处理下灌浆期旗叶叶绿素含量的降低。综合作物生长、产量及水分利用效率,本试验条件下最优灌溉制度为,灌水下限80%田间持水量,灌水器流量0.9 L/h。     

灌水下限对日光温室番茄生长及生理指标的影响

以‘耐莫尼塔’番茄为试材,采用膜下滴灌技术,以田间最大持水量的90%为灌水上限,设置田间最大持水量的40%、50%、60%、70%、80%为灌水下限,研究了不同土壤含水量对番茄生长和生理指标的影响.结果表明:当灌水下限为田间最大持水量的60%时,番茄生育期内生长指标、组织相对含水量、实际光化学效率、净光合速率等生理指标及产量均显著优于其他处理.土壤田间最大持水量的60%为日光温室番茄栽培的适宜灌水下限,可作为土壤水分管理的依据.     

基于土壤水分的自动滴灌模式对温室黄瓜产量及水肥利用效率的影响

以日光温室黄瓜为研究对象,以传统滴灌模式为对照,研究基于土壤水分的自动滴灌模式(启动灌溉施肥的土壤水分含量下限为75%田间持水量,灌水定额为5 mm,肥料氮浓度为120 g/m~3)对黄瓜生长、水肥利用效率及土壤理化性质的影响。结果显示,与传统滴灌模式相比,采用基于土壤水分的自动滴灌模式进行黄瓜水肥管理可使土壤根层水分含量保持在75%～100%田间持水量,可维持黄瓜植株正常生长,黄瓜产量提高8.9%。该模式在整个生长季可有效节水52.2%,节肥49.0%,使灌溉水利用效率提高127.7%,肥料偏生产力提高113.5%。另外,该模式还可降低0～20 cm土层土壤养分和盐分的累积及40～60 cm土层含水量,避免水分的深层渗漏。研究结果表明,黄瓜基于土壤水分的自动滴灌模式是温室黄瓜丰产高效的重要水肥管理方式之一。     

不同滴头流量下土壤水分分布特性研究

[目的]通过进行原状土的滴灌入渗试验,研究了不同流量、不同灌水历时条件下,地表滴灌湿润体的变化规律及滴灌结束时的水分分布规律.[方法]采用湿润锋观测、suffer软件绘等值线.[结果]在滴头处和距滴头10 cm处垂直滴灌带方向水平湿润锋在0～180min内呈现幂指数增长关系,在180 ～600 min与时间呈直线关系;在竖直湿润锋方面,随着滴头流量的增大,滴头处和距滴头10 cm处水平湿润锋运移距离增大的幅度比竖直方向湿润锋运移距离增大的幅度要大,并且都呈对数函数趋势;灌水结束24h时水分再分布过程中,竖直方向湿润锋增大的幅度较水平方向湿润锋增大的幅度要大.[结论]不同流量、不同灌水历时条件下都会影响湿润体形态.