南疆膜下滴灌棉田土壤温度时空变化规律研究

为了研究南疆免冬春灌“干播湿出”膜下滴灌棉花生育期土壤温度时空变化特征,测定了棉花宽行、窄行和膜间不同深度(地表下5、10、15、20、30、40、60 cm)土壤温度的变化情况。试验结果表明:浅层土壤温度受气温影响变化剧烈程度高于深层,太阳辐射变化对40 cm以下土壤温度日变化影响微弱,地膜覆盖可明显提高棉花播种-出苗阶段浅层土壤温度,具有增温效应,增温效应为宽行窄行膜间;蕾期和花铃期具有平抑土壤温度变化的作用;而在吐絮期后地膜覆盖出现保温效应。各层土壤日均地温均与气温呈线性关系。     

不同灌溉方式对覆膜棉田土壤温度的影响

为探讨不同灌溉方式（地下滴灌和膜下滴灌）对覆膜棉田地温的影响,利用曲管水银地温计和插入式地温计观测了新疆高产棉田膜下宽行、膜下窄行、膜边内侧和膜外裸地不同深度（地表下0、5、10、15、20、40、60和80cm）处地温在全生育期内的动态变化过程。试验结果表明,表层地温的变化滞后于气温的变化,滞后时间随着土壤深度的增加...     

膜下滴灌棉田土壤温度探头最优布设研究

根据新疆试验区滴灌棉田不同位置、不同深处全生育期的地温数据,通过相关性分析发现,滴灌棉田同一观测点不同深处的地温具有较强的相关性;用R型谱系聚类法,对各观测点8个层次的地温变量进行分类,分为4类时,在地表0cm以及地表下5、15和40cm深处的地温就能较好的反映0～80cm土层的平均地温。水平方向上膜下宽行的平均地温最能反映滴灌棉田剖面上的土壤地温;膜下宽行处地表0cm以及地表下5、15和40cm深处可作为1膜2带4行滴灌棉田地温探头的最优布设点。     

西北干旱区滴灌棉田膜间土壤蒸发试验研究

膜间土壤蒸发是覆膜棉田水分消耗的主要组成部分,在干旱少雨的新疆石河子利用微型蒸渗仪观测了地下滴灌和膜下滴灌条件下,覆膜棉田膜间土壤水分蒸发,并对膜间不同位置处的土壤蒸发规律进行了试验研究,研究结果表明,滴灌条件下膜间土壤水分蒸发分别与气温、辐射、饱和水汽差以及相对湿度呈指数相关关系,与参考作物需水量呈线型相关关系,与表层土壤含水率呈指数关系;膜间土壤累积蒸发量在苗期最高、其次是花铃期、吐絮期最小;膜下滴灌条件下膜边土壤的蒸发量高于膜间（两条膜正中间的裸地）蒸发量;地下滴灌条件下,错位种植会导致灌溉水的无效蒸发,不利于灌溉水的高效利用。     

膜上灌对玉米苗期土壤温度的影响

针对河西内陆灌区膜上灌玉米,进行了不同覆膜宽度条件下苗期不同时刻的各土层土壤温度测定,结果表明:在0~25 cm土层内,1.25 m宽膜膜上灌处理的地温比0.75 m窄膜膜上灌处理要高,但二者的日变化趋势一致,均呈现以中午14:00时刻土壤温度为峰值的单峰曲线。在5、10、15、20和25 cm深度处的土壤温度,沿1.25 m宽膜0、.75 m窄膜膜上灌处理至常规灌溉处理的顺序依次递减。同时膜上灌处理的各土层之间地温呈现平缓的变化趋势,并且始终保持较高地温,利于苗期玉米根系生长,为增产增收奠定基础。     

不同覆膜宽度对棉花土壤水分及地温的影响研究

为了进一步探究不同覆膜宽度对棉花土壤水分及地温的影响,试验对2种覆膜宽度下棉花各生育期0～25 cm处土壤温度、0～100 cm处土壤水分等指标进行观测。结果表明:超宽膜(2.05 m)较窄膜(1.4 m)效果显著;不同覆膜宽度情况下土壤温度日变化趋势相近,表层5 cm处土壤温度受大气温度的影响较大,随土层深度增加影响减弱并有一定的滞后效果;棉花生育后期5～25 cm处土壤平均温度超宽膜较窄膜高0.1～1.1℃。棉花各生育期25 cm土层以上,土壤含水率与土壤温度呈负相关,当土壤含水率低时土壤温度高,且超宽膜条件下相关性高于窄膜,超宽膜覆盖改善了土壤的水热条件,进而使作物生长发育加快;对北疆棉花种植而言,使用超宽膜覆盖较窄膜每公顷增产13.7%,增产效果显著;该研究成果可为北疆棉花种植生产提供一定的科学依据。     

膜下滴灌棉田冻融期土壤剖面水盐热分布动态

为了深入揭示干旱区膜下滴灌棉田冻融期土壤水、盐和温度的动态变化规律,利用Hydra水盐热系统实现对冻融期宽行、窄行和膜间位置15,25和40 cm深度土壤液态水分、温度和电导率实时等间隔加密监测,分析了冻融期土壤水盐热动态变化过程.结果表明:同一位置不同深度液态水分、电导率和温度动态变化规律一致;冻融期内盐分垂向运移规律为深层土壤内的盐分向表层运移,冻融作用使盐分发生了重分布,加重了土壤40 cm深度的盐分含量,电导率增值范围为20~80 μS/cm,并且冻融前后不同位置电导率以位置排序由大到小为宽行,窄行,膜间;在冻融过程中不同位置土壤温度、液态水分和电导率两两之间存在着正相关关系(P<0.01),其相关系数大于0.74,而电导率与温度和液态水分两者也存在极强的多元一次函数关系(P<0.01),其相关系数大于0.90;冻结和融化并不是重合的过程,而是在期间会出现分叉点,分叉点出现在-1 ℃附近.研究结果对制定合理的非生育期灌溉制度具有重要参考意义.     

膜下滴灌的土壤水分对棉花根长密度分布及产量的影响

通过膜下滴灌田间试验,研究了水分对棉花根长密度分布及产量的影响。结果表明:各灌水处理棉花根长密度空间分布总特征一致,水平方向,宽行与窄行的根长密度基本相同,但明显大于膜间;垂直方向,随土壤深度增大,棉花根长密度减小。但不同灌水处理间存在差异,过量灌水处理棉花膜间的根长密度增大,宽行与窄行的根长密度减小,随着灌水量的增加,棉花全根层平均根长密度增大;胁迫灌水处理深层土壤中根长密度增大。花铃期、吐絮期各土层棉花根长密度与产量呈显著的二次相关关系。灌溉量与棉花产量间的关系符合报酬递减规律,其回归方程为y=-0.0026x2+18.015x-24845(R2=0.959)。     

微咸水膜下滴灌条件下绿洲棉田土壤盐分的时空变化规律试验研究

在相同灌水量条件下,以不同比例混合地下咸水(3.56 g/L)和地表淡水(0.4 g/L),采用膜下滴灌方式充分灌溉棉田,探求土壤盐分的时空变化规律.研究表明,棉花生长期间土壤盐分的变化主要受土壤水分运移和地面植被覆盖度的影响;表层土壤盐分波动大,深层土壤盐分波动小;监测层在总合盐量上比未灌水处理前低,但所有微成水处理的都比淡水对照的大;膜下滴灌棉田盐分的变化主要受灌溉水和蒸散发的影响.     

不同水质膜下滴灌棉田盐分空间变异特征

为评价不同水质膜下滴灌棉田土壤盐分空间分布及变异性,采用EM38-MK2型电磁感应仪对微咸及淡水滴灌田块进行盐分调查。解译模型获得的土壤含盐质量比描述性统计特征表明,微咸水滴灌的积盐程度高于淡水滴灌,但其变异系数相对较小。采用GS+软件拟合最优半方差函数模型,微咸水处理为指数模型,淡水处理为高斯模型,均表现为强的空间相关性;微咸水处理变程大于淡水处理,增加了土壤盐分的空间相依性。Kriging空间插值及变异分析表明,淡水滴灌棉田土壤盐分微域及全域空间变异程度强于微咸水滴灌,二者均存在影响棉花出苗的盐斑。建议用水紧张时,可基于EM38-MK2型电磁感应仪的盐分调查结果,重点淋洗盐斑集中分布区域,以节水增产。     

微咸水膜下滴灌条件下对棉花耗水规律的研究

在相同灌溉水量条件下,以不同比例混合塔里木盆地干旱区地下咸水（3.56g/l）和地表淡水（0.4g/l）,采用膜下滴灌技术充分灌溉,探求棉花的在微咸水膜下滴灌条件的耗水规律的研究。经研究表明在一处理3的矿化度为分界线下,表现出棉花耗水规律的不同受水盐协迫不同因素影响。     

塔里木灌区膜下滴灌棉田土壤水分动态与耗水特性

土壤水分条件是棉花生长和发育的重要因素。为了研究塔里木灌区膜下滴灌棉田土壤水分特征,于2014年4月18日至10月31日采用中子仪对膜下滴灌棉田0~120cm土壤水分进行观测,分析了不同生育期土壤含水率的时空变化,采用水量平衡原理计算了膜下滴灌棉田耗水量。结果表明:4月中旬到7月中旬为土壤水分稳定期,7月中旬到8月底为土壤水分剧烈变化期,8月底到10月底为缓慢消耗期;0~20cm为土壤水分活跃层,20~60cm为土壤水分次活跃层,60~120cm为土壤水分稳定层;灌溉入渗水主要分布在0~40cm;膜下滴灌棉田苗期、蕾期、花铃期、吐絮期的耗水强度分别为0.63、2.62、7.01、0.71mm/d。     

新疆棉田地下滴灌土壤水盐运移规律的初步研究

为探讨新疆棉田地下滴灌条件下土壤水盐运移的规律,在棉花各个生育阶段运用TDR和取样从水平方向和垂直方向测定棉田距滴灌带不同位置的土壤水分和盐分,研究分析后认为地下滴灌条件下棉花整个生育期土壤中盐分运移规律为:苗期较高,花铃期较低,吐絮期又较高。盐分经过长时间的水平和垂直运移,水平方向在距滴灌带较远的地方含盐量较高,最后在滴灌带中间位置积聚;垂直方向在耕作层的盐分含量有所降低,耕作层处于脱盐过程,盐分主要向深层运移,在80 cm以下的土层处于积盐过程。     

玉米膜下滴灌土壤温度的变化规律

通过田间膜下滴灌试验,动态观测3种不同灌溉定额玉米全生育期的土壤温度变化,研究分析表明:在玉米整个生育期阶段,各层土壤温度都随灌溉定额的增大而减小,特别是土壤浅层温度变化急剧且随土层深度的增加变化趋于平缓;土壤温度变幅与土层深度成指数关系,且灌溉定额对土壤温度变幅与土层深度之间的相关性具有一定的影响。     

不同年限膜下滴灌棉田盐分变化特征

以新疆棉花连续4a田间实测数据为基础,研究了不同年限膜下滴灌棉田非生育期(3月和10月)土壤盐分的变化。结果表明,膜下滴灌棉田非生育期,10月0~60cm土层含盐量大于3月,而60~100cm土层含盐量变化规律不明显。随着滴灌年限的增加,膜下滴灌棉田土壤含盐量呈增加趋势。     

膜下滴灌棉花不同种植模式土壤水分分布规律研究与数值模拟

新疆棉花人工采摘成本大幅提升,为了达到提高棉花采摘效率和经济效益的目的,膜下滴灌棉花需要采用机械化采摘种植模式,以适应机械化采摘作业,种植模式的改变引起了土壤水分分布规律的改变。采用烘干法,数值模拟法分析了1膜2管6行、1膜3管6行和1膜3管5行种植模式下灌出苗水前后土壤水分分布规律,建立Hydrus-2D模型进行数值模拟,验证模型可靠性。结果表明,灌水7 d后,(1)1膜2管6行土壤平均含水率表现为:滴头处中间窄行膜边窄行膜间;(2)1膜3管6行土壤平均含水率表现为:窄行窄间距滴灌带间宽间距滴灌带间滴头处膜间;(3)1膜3管5行土壤平均含水率表现为:窄间距滴灌带间滴头处宽间距滴灌带间窄行膜间。通过分析可知,1膜3管6行土壤水分条件优于1膜2管6行,1膜3管5行,土壤水分条件最优。Hydrus-2D模型土壤水分模拟值与实测值整体吻合程度较好,能很好模拟不同种植模式下土壤水分运动分布特征。研究结论可以为膜下滴灌棉花机械化种植生产提供技术参考。     

覆膜棉田土壤温度变化特征与地表温度估算

为了明确河北低平原区覆膜植棉农田土壤温度分布特征,采用小区试验,研究了微咸水(5 g/L)灌溉条件下覆膜棉田不同土层深度和不同点位土壤温度的变化特征,并估算了裸露行和覆膜行的地表温度。结果表明,棉花生育期间不同深度处土壤温度都呈现了先增大后减小的趋势;随着土层深度的增加,土壤温度的变化趋于平缓,棉花生育期内0、10、20、40、60、100 cm深度处日均土壤温度的变异系数分别为24.13%、19.79%、18.25%、15.20%、13.10%、11.65%。覆膜具有增温作用,增温效果随棉花生育进程推进和土层深度增加而有所减弱;覆膜行和裸露行距离植株远处的土壤温度均大于其近处。采用能量平衡原理可以较好地估算地表温度,裸露行和覆膜行估算结果的符合指数(d)分别为0.986 9和0.985 5,Nash-Sutcliffe系数(NSE)分别为0.947 7和0.941 0。研究结果可为丰富棉花栽培技术体系提供理论支撑。     

膜下滴灌对绿洲棉田蒸散过程的影响研究

为探求绿洲区膜下滴灌对棉田蒸散过程的影响,通过对膜下滴灌棉田蒸散过程的连续监测,分析了棉田蒸散变化过程以及膜下滴灌对棉花生长指标的影响,结果表明:在膜下滴灌条件下,苗期蒸散强度2.84 mm/d;蕾期蒸散强度4.48 mm/d;花铃期蒸散强度为4.89 mm/d;吐絮期蒸散强度为3.61 mm/d。苗末期至吐絮初期,膜下滴灌的总蒸散量为397.54 mm,不覆膜的总蒸散量为542.02 mm,覆膜使蒸散降低了26.65%。同时覆膜条件下的棉花生长指标均优于不覆膜条件。综合分析:与不覆膜相比,膜下滴灌方式可降低绿洲区棉田蒸散强度,促进棉花生长。研究结果可为新疆绿洲区膜下滴灌棉田灌溉制度确定提供理论依据。     

南疆膜下滴灌不同盐分棉田水盐运移规律研究

以库尔勒包头胡农场滴灌棉田为研究对象,讨论不同盐分棉田在棉花生育期土壤水分和盐分的变化规律。结果表明:各盐分棉田含水率和含盐量随时间呈中等变异特征,含盐量变异性大于含水率。在棉花整个生育期含水率比较稳定,花铃期各盐分棉田水分差异明显;高盐分棉田含水率变化小于中、低盐分棉田含水率变化,且高盐分棉田含水率普遍高于中、低盐分棉田。在棉花整个生育期盐分的变化趋势相似,高盐分棉田盐分变化大于中、低盐分棉田。各盐分棉田随深度变化盐分差异明显,在10~20cm处各棉田含盐量最小,40~60cm处为盐分的聚集处,各盐分棉田含盐量最大。     

微咸水膜下滴灌棉花根区土壤水盐运移规律研究

研究了微咸水膜下滴灌条件下,不同矿化度的微咸水灌溉对棉花根区土壤水分、盐分变化的影响。结果表明,在相同灌水定额条件下,棉花根系对高配比微咸水混灌后的土壤水分消耗小,土壤盐分对棉花根系耗水具有抑制作用。当微咸水灌水定额小于25 mm时,易导致土壤盐分的表聚现象。根据土壤含水率与土壤电导率之间的相关关系,建立了宽行土壤电导率计算模型。通过实测值验证,试验地宽行深度为0～30 cm时,土壤电导率计算值与实测值误差率不大于5%,故在此土壤深度范围内可通过模型预测土壤电导率值。