无压灌溉埋管深度的机理性研究及

通过室内试验和大田试验，研究了无压灌溉方式下埋管深度对水分运移和作物生长的影响机理。结果表明，在不同埋深时湿润体形状均为球冠，但球冠高度不同；湿润体内含水率均在埋管深度附近达到最大值，并以灌水器所在平面为对称面对称分布；埋管深度对番茄根系的生长分布、早期生物量的积累和后期干物质在果实和茎叶中的分配比例都有影响；埋深10cm时，番茄的水分利用效率、产量和品质最大，是温室番茄的最佳埋深。     

低压重力渗灌系统渗灌的特性

为合理设计温室内低压节水灌溉系统,探讨低压重力渗灌时的渗灌特性,设置以土壤初始含水量、土壤初始容重、供水高度和渗灌管埋深为主要调控因子,通过试验模拟分析低压重力灌溉条件下渗灌管的渗流规律及土壤水分的入渗特性。试验结果表明：渗灌管出流量与时间符合幂函数,渗水速率与时间符合三次方程;渗灌条件不同,灌后土壤湿润区以及湿润区土壤含水量的分布显著不同;渗灌湿润区水分分布受供水高度、土壤初始含水量、土壤初始容重及渗灌管埋深等因素的影响;通过显著性分析,4个单因素对渗灌管出流量影响程度由大到小依次为供水高度、土壤初始含水量、土壤初始容重及渗灌管埋深,且除埋管深度外,其他三因素交互作用显著。     

微润灌管带埋深对土壤水分及青椒生长的影响

为研究微润灌溉管带埋深对土壤水分及温室青椒生长的影响,采用在微润灌条件下的温室种植试验,对不同管带埋深下青椒根区土壤水分分布及青椒株高、产量、灌溉水生产率进行了研究。结果表明:微润管埋深越深,湿润范围内的土壤平均含水率越低,微润管湿润范围越小。管带埋深为20 cm,青椒株高、产量均为最大,最适宜青椒生长发育。管带埋深对青椒株高增长随时间变化符合Logistic模型,拟合效果良好。管带埋深为20 cm时,青椒灌溉水生产率最高。     

微润交替灌溉下管埋深对土壤水分入渗的影响

为了探究微润交替灌溉条件下,地埋微润管合理埋设深度,采用室内土箱模拟试验,研究了当微润管铺设间距为30 cm,压力水头为150 cm,土壤容重为1.25 g/cm3,微润管埋深分别为15和20 cm时的土壤水分累计入渗量、土壤含水率、湿润锋运移距离等指标的变化,每组试验重复3次。结果表明:累计入渗量随时间线性递增,两微润管在埋深15 cm时的累计入渗量比埋深20 cm时的累计入渗量分别高11.33%、13.57%;埋深为15 cm时土壤含水率大于埋深为20 cm的土壤含水率;微润交替灌溉条件下,埋深15 cm时湿润锋运移距离大于埋深20 cm时湿润锋运移距离约0.5~2.9 cm,埋深对湿润锋运移有影响但不显著;湿润锋运移距离与时间的拟合结果为良好的幂函数关系,两者具有显著的相关性;埋深为15 cm时形成的湿润体截面积较埋深20 cm时大,且土体表层已经湿润。     

水分亏缺条件下毛管埋深对番茄生长、产量及品质的影响

通过番茄滴灌试验,研究不同水分亏缺条件下毛管埋深对番茄植株生长、果实形态、产量与品质的影响。结果表明:毛管埋深对日光温室番茄产量、灌水量有显著影响(p0.05),对灌溉水利用效率和品质无显著影响(p0.05);毛管埋深为20 cm时,番茄植株生长速度较快,果实横茎较大。轻度与中轻度水分亏缺灌水条件下,毛管埋深为20 cm可显著减小C级(番茄直径D6.5 cm)果实比例29.2%,分别提高A级(D≥7.5 cm)与B级(6.5 cm≤D7.5 cm)果实比例16.6%、2.0%。番茄产量、灌水量随毛管埋深增加呈先增后减趋势,毛管埋深为20 cm时,番茄产量最高,达到66.44 t/hm~2。番茄产量和灌溉水利用效率随灌水下限增加而显著降低(p0.01),可通过不同毛管埋深与灌水下限组合,显著降低番茄灌水量,提高产量和水分利用效率。综合考虑,毛管埋深20 cm,灌水下限为田间持水量的60%处理组合为关中地区日光温室适宜的滴灌灌溉方式。     

地下渗灌不同埋深对马铃薯产量和水分利用效率的影响

为了探索马铃薯地下渗灌的适宜埋管深度,田间试验布置了3个不同灌溉定额水平(1 050、1 500、1 950 m/hm~2)和3个不同埋管深度(0、10、20 cm),研究不同灌溉定额和不同地下渗灌埋深对马铃薯生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明,灌溉定额为1 950 m/hm~2,埋管深度为0 cm时,马铃薯干物质积累量和产量最高,灌溉定额1 950 m/hm~2,埋管深度10 cm处理次之;灌溉定额为1 500 m~3/hm~2,埋管深度在10 cm时,马铃薯水分利用效率最高。综上可见,在宁夏扬黄灌区气候条件下,地下渗灌最佳埋设深度为10 cm,相应灌溉定额为1 500 m/hm~2。研究可为指导马铃薯地下渗灌提供参考。     

不同水分-沸石量-埋深对滴灌番茄光合特性的影响

为了探究不同水分、沸石量以及沸石埋深对番茄光合特性的影响,以"奥冠8号"为试材,以水分(W50-70、W60-80、W70-90)、沸石量(Z3、Z6、Z9)和埋深(H15、H30、H45)为试验因素,采用正交试验的方法,对番茄果实膨大期的光合参数净光合速率Pn、气孔导度Gs及蒸腾速率Tr进行了研究.结果表明:水分与Pn、Gs及Tr均为正相关.沸石量与Gs、埋深与Pn均为负相关,沸石量对Pn和Tr影响表现分别为先促后抑及先抑后促,埋深对Gs和Tr的影响表现均为先抑后促.此外,水分对Pn达到显著(P<0.05)影响,对Gs达到极显著(P<0.01)影响,但对Tr无显著影响.沸石量和埋深对各光合参数均无显著影响.三因素对Pn和Gs的影响表现均为W>Z>H,对Tr的影响表现为W>H>Z.W70-90Z6H15为番茄光合特性的最优水平组合.     

保护地番茄渗灌适宜灌水控制上限的研究

用田间小区试验的方法,研究了保护地栽培番茄渗灌不同灌水控制上限(单次灌水量)对番茄耗水特点、灌溉水水分利用效率等的影响。渗灌管埋深为30 cm、计划湿润层30 cm且其湿润比取0.5、灌水控制下限为土壤水吸力30 kPa。试验结果表明,灌水控制上限取土壤水吸力8 kPa、单次灌水量取145 m3/hm2时,有利于番茄植株生长发育,可以实现高产、节水的目标。     

不同地下水埋深土壤水分入渗规律研究

【目的】分析农田土水势的分布对作物的生长状况和农田水分循环的影响。【方法】采用观测室内层状长土柱(土柱长L=335 cm)在上边界条件为薄层积水、下边界控制不同地下水埋深时的水分入渗及蒸发过程的试验,分析了不同地下水埋深时土水势与零通量面的变化特征。【结果】入渗率随时间总的变化趋势是减小,入渗率随时间的变化一般经历3个阶段:迅速减小、缓慢减小和稳定阶段;累积入渗量随时间增加,与时间呈幂拟合关系;入渗初始阶段湿润锋运移速率较快,之后随着时间的推移,湿润锋运移速率逐渐减小,至某一时间后趋于稳定。【结论】湿润锋运移距离与时间的平方根呈线性关系     

痕量灌溉管埋深对披碱草密度、高度和生物量的影响

以披碱草为试验材料,在其他条件保持不变、保水剂采用混施方式的情况下,研究了痕量灌溉管不同埋深对披碱草生长密度、高度及生物量的影响。试验结果表明,披碱草生长密度随时间变化不明显,而随着痕量灌溉管埋深的增加而产生增加的趋势,其高度和生物量均随着时间和痕量灌溉管埋深的增加而增加,但增速越来越小;在混施保水剂的前提下,痕量灌溉管埋深25cm时,披碱草的长势最好。     

黄土区人工林地土壤水分对气候特征的响应

选取南小河沟流域油松、刺槐、侧柏人工林地覆盖为研究对象,对2003—2012年作物生长季土壤含水率进行连续观测,利用Duncan法对比分析土壤含水率在不同年份、月份、深度的差异性,同时研究不同人工林地土壤含水率与标准化降水蒸散指数（SPEI）、温度、降水量之间的响应特征.结果表明：土壤水分随着土层深度的增加而逐渐降低,并长期维持在较为稳定的范围内,3种树种在不同深度差异性上体现出不同,油松林地体现在20,60 cm,呈现3个等级变化趋势,〖JP2〗刺槐林地的差异性表现为0~20 cm与40~100 cm,侧柏林地的不同土层含水率在40 cm深度时出现了差异;土壤含水率与气温、降水量、SPEI的相关性随土壤深度的增加而变弱,其中与气温呈负相关,与降水量、SPEI为正相关,并且温度、降水量和SPEI对刺槐林地土壤含水率影响最大.     

新疆棉花膜下滴灌基于消退指数的土壤水分预报方法研究

根据北疆膜下滴灌棉花全生育期土壤水分观测数据,研究了不同深度的棉田土壤水分消退指数随作物生长时间的变化规律,探讨了棉花生育期土壤水分预报的经验递推方法,实验结果分析表明:棉花生育期消退指数在不同深度都呈现先增大后减小变化趋势,并且随其深度的增大而减小,其离散程度也随深度有所变化;利用消退指数法对40和60cm层土壤贮水量进行预报,预报误差最小为0.16%,预报所需资料少,结果可靠,精度较高,是一种适合新疆棉田土壤水分预报的实用方法。     

不同灌水定额条件下土壤水分空间变化特征研究

通过时域反射仪,对不同灌水定额下土壤含水率的变化进行了试验研究,分析了不同灌水定额下的土壤含水率随深度变化的曲线特征。因灌水量不同,土壤水分曲线从"3"型到"7"型再到"2"型曲线,规律性地揭示了灌水量对不同深度土壤水分变化曲线的渐变影响。同时研究了土壤水分运移的时间效应和垂直分布特征,通过图表规律的汇总将0~180 cm土层按其土壤水分运移规律进行划分。土壤湿度的垂直变化可分为4层:活跃层(0~30 cm);贮水层(30~60 cm);缓变层(60~100 cm);均稳层(100~180 cm)。利用克立格法对各试验小区在N-S方向上进行了空间插值分析。采用多项式拟合与峰值拟合探讨这2种拟合方程在土壤含水率垂直分布上的应用。     

温室番茄循环曝气地下滴灌土壤水分动态及耗水特性

为探求循环曝气地下滴灌对温室番茄土壤水分及耗水特性的影响规律,采用正交试验,研究了不同滴灌带埋深、曝气水平及灌水量对温室番茄土壤含水率、耗水量、产量及水分利用效率的影响.整个生育期内番茄耗水量呈先增大后减小的趋势,曝气处理番茄耗水量显著高于不曝气处理.相比于不曝气处理,曝气滴灌处理番茄产量提高10%,水分利用效率提升0.4%.15 cm滴灌带埋深、溶氧值30 mg/L以及75%ET₀灌水量处理的番茄产量和水分利用效率达到最大值,分别为64 951.3 kg/hm²和23.26 kg/(hm²·mm).结果表明,曝气处理对番茄产量、水分利用效率的影响具有统计学意义(P<0.05).曝气对于土壤含水率有一定影响,且曝气处理有助于番茄对水分的吸收.滴灌带埋深和灌水量交互作用对番茄产量的影响具有统计学意义(P<0.05),滴灌带埋深和曝气量交互作用对番茄产量的影响具有统计学意义(P<0.01),灌水量与滴灌带埋深、灌水量与曝气水平交互作用分别对番茄水分利用效率的影响具有统计学意义(P<0.01).     

扶埂开沟膜下灌对土壤水分分布的影响

为探明扶埂开沟膜下灌条件对作物土壤水分分布以及经济效益的影响,以温室番茄为研究对象,采用完全随机试验设计方法,通过时域反射仪进行水分观测,研究扶埂开沟膜下灌条件下土壤水分分布规律,以及该灌溉方式对温室番茄经济效益的影响.结果表明:扶埂开沟膜下灌,垄背的土壤剖面达到最大含水量时间迟于垄沟以及垄坡,垄背剖面观测点在灌水后184 h;在扶埂开沟膜下灌条件下,温室番茄在苗期内进行缺水灌溉的IWUE最大达到34.925 kg/(hm²·mm^-1), 产量与商果率均较高,综合产生的净收入最高,经济效益达到最大值.     

基于土壤多参数监测系统的田间持水量试验研究

目前田间持水量的测定大多使用传统的人工测量方式,存在耗时长、不能实时测量等问题,为此提出一种基于土壤多参数监测系统测定田间持水量的方法。该方法以饱和土壤含水量自然蒸发为试验基础,分析不同深度的土壤水分曲线在不同阶段的变化情况,探究土壤表层相对温度差对土壤水分日丢失量的影响。结果表明:10 cm深度的土壤水分曲线Y 1在不同观测阶段递减,第15天曲线斜率变小的趋势最明显,20 cm深度的土壤水分曲线Y 2在不同观测阶段递减,在第12天曲线斜率变小的趋势较明显。由土壤体积含水量与观测天数的拟合函数检验指标知,回归模型的决定系数R 2均在0.99以上,表明不同深度的土壤体积含水量与观测天数存在一元二次函数关系。不同深度的土壤水分日丢失量在时间序列上呈现一元三次函数关系变化,而土壤表层相对温度差近似为一个常数,表明土壤水分日丢失量受土壤表层相对温度差的影响较小。使用二次回归模型计算的田间持水量误差为[0.05,0.39],具有更高精度。该方法为土壤监测设备在测定田间持水量中的应用研究提供参考。     

再生水地下滴灌对玉米生育期土壤脲酶活性和硝态氮的影响

为了探讨再生水地下滴灌条件下土壤脲酶活性和硝态氮的关系,通过2a再生水地下滴灌试验,研究了滴灌带埋深和灌水量对玉米生育期0~50cm深度土壤脲酶活性和硝态氮分布的影响。灌水量设置灌溉需水量的70%、100%和130%3个水平,滴灌带埋深设置0、15和30cm 3个水平。结果表明,再生水地下滴灌提高了0~50cm脲酶活性。灌水量和滴灌带埋深均对土壤脲酶活性和硝态氮含量产生了显著影响,硝态氮随灌水量和滴灌带埋深的增大运移深度增加,0~10cm深度脲酶活性以70%灌溉需水量和埋深0cm较高,10~50cm深度脲酶活性以130%灌溉需水量和埋深30cm较高。相关分析表明,硝态氮含量和脲酶活性在玉米生育期内由极显著正相关向负相关转变。     

基于无人机-卫星遥感升尺度的土壤水分监测模型研究

土壤水分是研究土壤-植物-大气循环系统中能量与物质交换的关键,通过尺度转换方法将无人机遥感数据上推以修正卫星数据,可有效改善卫星遥感反演模型精度。本文以河套灌区为研究对象,分别采用重采样和TsHARP升尺度法,引入多元线性回归(MLR)、BP神经网络(BPNN)和支持向量机(SVM)算法构建不同土壤深度下无人机-卫星升尺度土壤含水率反演模型。研究结果表明：重采样升尺度法在不同土壤深度下模型整体精度由高到低依次为SVM、MLR、BPNN,其中在土壤深度0～60 cm下采用SVM模型最优,R²达到0.571,RMSE为0.022%;TsHARP升尺度法在不同土壤深度下模型整体精度由高到低依次为BPNN、SVM、MLR,其中在土壤深度0～60 cm下采用BPNN模型最优,R²达到0.829,RMSE为0.015%。与升尺度修正前对应土壤深度模型对比,两种升尺度方法均能明显提高卫星遥感对土壤含水率的反演精度,但TsHARP升尺度法整体优于重采样法;重采样法的R²由0.413提升至0.571,RMSE由0.026%降至0.022%...     

灌排方案对避雨番茄需水特性与产量的影响

为了实现南方地区番茄节水、优质、高效生产,在避雨栽培条件下,研究了不同灌排方式对番茄需水特性与产量的影响.研究结果表明:各亏缺灌溉处理土壤含水率随时间总体呈下降趋势,暗管埋深08 m的处理较埋深06 m处理,土壤含水量下降更快但不明显.番茄不同生育阶段的蒸发蒸腾量差别较大,表现为始花坐果期>果实成熟与采收期>苗期.随着番茄的生长,其日蒸发蒸腾量大体呈逐渐上升的趋势.在不同灌排模式和避雨措施条件下,苗期的日蒸发蒸腾量变化范围为107～271 mm／d,始花坐果期日蒸发蒸腾量变化范围为160～309 mm／d,果实成熟与采收期日蒸发蒸腾量变化范围为178～335 mm／d.在相同的排水措施,不同灌溉条件下,番茄果实产量随着灌水量的减少而减少,水分利用率和灌溉水利用率却随着灌水量的减少而增大.研究可为南方避雨栽培下番茄灌排方式的选择及其节水、优质、高产提供参考.     

粘质土旱作深松保墒试验研究

在旱作条件下，利用ＩＳＱ－ ２５０ 型全方位深松机对粘质土进行不同深度地全深松，结果表明：粘质土深松在不打乱土层的条件下，打破犁底层，形成一种虚实相间的土壤结构，从而改善了粘质土的物理性状，促进降雨入渗，增加土壤深层蓄水量；对改变土壤水的运移规律，协调土壤养分也起到一定的作用；深松后作物根系的形状明显发生变化，产量高达３０％ 以上；深松土壤的深度以３０ｃｍ 左右为宜