砾土质戈壁滴灌湿润模型研究

[目的]通过对砾土质戈壁进行滴灌试验,研究不同灌溉时间和滴头流量对土壤湿润体特征的影响,为滴灌系统的科学设计和水分精确管理制度提供理论依据.[方法]以砾土戈壁土质为研究对象,设计不同灌溉时间(4、6和8 h)与不同滴头流量(4.0、6.0和8.0 L/h)的双因素试验,观测土壤湿润体水平扩散距离和垂直入渗深度.[结果]砾土戈壁滴灌湿润体近似旋转抛物体,随着灌溉时间和滴头流量的增加,土壤湿润体水平扩散距离和垂直入渗深度均呈现增加的趋势;并得出湿润模型的非线性回归方程D=( 17.353+0.788q)Q0.512 (R =0.954,P＜0.001)和H=(56.887+1.541q)Q0.271(R=0.966,P＜0.001),根据经验公式计算出滴头流量为5.0 L/h为宜,灌水时间以6～8h为宜,不宜超过8h,滴头间距为100 cm左右.[结论]初步探索出砾土质戈壁滴灌湿润模型,为滴灌设计参数和滴灌灌溉制度的确定提供一定理论依据.     

不同土壤中滴灌水分分布与设计参数的确定

在不同滴头流量和灌水量条件下对 2种不同质地土壤中的滴灌水分分布进行试验研究 ,通过对土壤湿润峰运移的测定 ,分析最大横向、纵向湿润直径与滴头流量、灌水量的关系模型 ,从而确定滴灌设计的滴头间距、流量、灌水历时等参数。结果发现 :果园滴灌中 ,粉质粘土滴水流量以 5L/h为宜 ,灌水历时 6～ 8h,滴头间距为 90 cm左右 ;重粉质壤土滴水流量以 3L/h为宜 ,灌水历时 7～ 9h,滴头间距为 70 cm左右。     

不同土壤中滴灌水分分布与设计参数的确定

在不同滴头流量和灌水量条件下对2种不同质地土壤中的滴灌水分分布进行试验研究,通过对土壤湿润峰运移的测定,分析最大横向、纵向湿润直径与滴头流量、灌水量的关系模型,从而确定滴灌设计的滴头间距、流量、灌水历时等参数。结果发现：果园滴灌中,粉质粘土滴水流量为5L／h为宜,灌水历时6－8h,滴头间距为90cm左右;重粉质壤土滴水流量为3L/h为宜,灌水历时7－9h,滴头间距为70cm左右。     

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。     

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。     

单点源入渗条件下肥液入渗水磷分布与数值模拟

【目的】 研究不同滴头流量在滴灌条件下对风沙土中水磷分布的影响。【方法】 采用室内试验,研究相同灌水量不同滴头流量(0.3、0.9、1.2 L/h)单点源入渗条件下的土壤水分和有效磷在土壤中的分布情况,进行数值模拟研究。【结果】 滴头流量为0.3 L/h时,土壤湿润范围由0~15 cm深度向30~45 cm深度逐渐缩小,土壤中有效磷分布较均匀。滴头流量为0.9 L/h时,各深度土层土壤湿润范围一致,滴头下方15~30 cm深度土壤有效磷浓度峰值为800 mg/kg,高于滴头流量为0.3 L/h时。且有效磷含量水平方向上分布范围较1.2 L/h流量时广。在相同的滴头流量下,磷肥随着水分入渗向下迁移,有效磷含量主要聚集在15~30 cm深度内;随着滴头流量增大,磷肥向土壤深层迁移量增大。【结论】 在灌水量为225 m³/hm²、磷酸二氢铵施入量为300 kg/hm²时,土壤中有效磷浓度较高。在不同滴头流量条件下,土壤有效磷分布符合滴头正下方浓度较高,随水扩散后含量逐渐降低的规律。     

滴灌施肥条件下土壤水分和速效磷的分布规律

将一定量的肥料KH2PO4溶于灌水,配制成速效磷(P2O5)含量为87 mg/L的溶液进行滴灌施肥试验,研究滴头流量分别为2,4,6 L/h、灌水施肥量分别为8,16,24 L时,水分和速效磷在土娄土中的运移分布规律。结果表明,灌水施肥量为8 L时,随滴头流量增大,滴头周围地表积水区半径增大,水分径向运移距离增大,纵向入渗水量减小;当滴头流量为2 L/h时,随灌水施肥量增大,水分径向和纵向运移距离均增大,径向运移距离增大幅度较纵向明显。速效磷在土壤中的迁移聚集机制为“对流主导、对流-吸附控制”型;速效磷含量随土层深度增大逐渐减小,随径向距离增大呈先逐渐减小再增大趋势,在滴头处及湿润锋附近速效磷含量相对较高;随滴头流量增大,速效磷在土壤中的纵向运移距离减小,滴头径向距离为0~30 cm时,0~2.5 cm土层速效磷含量增大,10~25 cm土层速效磷含量减小;随灌水施肥量增大,速效磷径向运移距离增加,滴头径向距离为0~30 cm、深度为0~25 cm土层速效磷含量增大。供试地区采用滴灌施肥方式补施磷肥,滴头流量以2 L/h为宜,灌水施肥量控制在8 L左右、滴头间距60 cm左右较为合理。     

单点源入渗土壤水分运移室内试验

通过室内滴灌试验对滴灌情况下土壤中的水分运移情况进行观察和含水率变化测定。结果表明,在同一滴头流量下,滴灌所得水平湿润锋X与Y方向上的运移速率一致,且水平湿润锋形状呈圆形分布;在不同滴头流量下,其水平湿润锋在同一方向上的运移速率随着流量的增加而增大,灌溉结束后的湿润锋距离也随着流量的增大而增大,且湿润锋的距离与时间呈幂函数关系;在垂直方向上,滴灌入渗深度随着流量的增大而增大,不同深度土壤的含水率变化前期与时间呈对数函数关系,随着水分再扩散过程的进行,含水率整体下降且最终趋于稳定。     

单点滴灌模式干旱区枣园土壤水分运移特征分析

在阿克苏佳木试验站枣树果园进行了单点滴灌灌水方式12,16,20L/h滴头流量和4,6,8h滴水时间共9种灌水模式试验,采用土壤含水量连续监测系统(AV-EC5、EM50/R)监测并分析了土壤水分时空运移特征。结果表明,单点滴灌灌水方式下湿润体内土壤含水量的分布从中心向外逐渐减小,土壤水分按点源三维入渗方式运移,湿润层呈扇形剖面;供水停止后土壤水分再分布过程中,土壤湿润峰面不断向外部推移,湿润层土壤含水量开始有所增加,后期湿润体内的土壤含水量普遍降低,高含水区逐渐下移,最后达到相对稳定;滴头流量越大,灌溉时间越长湿润层能达到的深度越深,水平方向水分运移也越远;深层土壤水分持续增加时间也与滴头流量和灌溉时间成正比;试验地土壤水分水平运移速度比垂直运移速度快;当地枣树果园滴灌模式选择16L/h流量8h灌溉模式为宜。     

土壤容重对盐碱土膜孔沟灌水盐运移分布的影响

进行室内盐碱土膜孔沟灌与沟灌水分入渗试验,总结土壤容重对盐碱土膜孔沟灌水盐运移分布的影响及灌水方法对土壤水盐运移分布的影响。结果发现,相同入渗时间下,土壤容重越大,盐碱土膜孔沟灌累积入渗量越小,且累积入渗量与入渗时间符合幂函数关系;相同入渗时间下,水平、垂直湿润锋运移距离均随土壤容重的增大而减小,与时间之间表现出良好的幂函数关系;随着距灌水沟沟底膜孔中心距离的增加,土壤含水量减小,土壤含盐量增加;灌水时间一定时,土壤容重越大,盐分淋洗区越小;相同灌水量条件下,膜孔沟灌入渗时间比沟灌长,湿润锋运移距离大,湿润区内相同位置处,膜孔沟灌含盐量小于沟灌,试验结束时,膜孔沟灌的脱盐效果比沟灌好。     

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。     

插入式地下滴灌对土壤入渗和水盐分布的影响

【目的】研究插入式地下滴灌对盐碱土壤入渗与水盐分布的影响。【方法】采用室内土柱试验,以阿拉尔灌区春季返盐的盐碱土土壤为研究对象,比较分析不同滴头流量与滴头埋深,对土壤湿润峰运移和湿润体内部水分及盐分的影响规律。【结果】相同入渗时间和滴头流量条件下,地下滴灌比地表滴灌湿润峰深度、湿润面积、湿润体内土壤平均含水量和脱盐深度增加。与CK处理相比较,T₁处理土壤湿润峰深度和土壤湿润面积分别增加20.89%和18.01%;T₂处理土壤湿润峰深度和土壤湿润面积分别增加45.78%和19.06%。T₁和T₂处理土壤湿润体内含水量平均值分别增加2.48%和1.37%。土壤脱盐深度由10 cm增加至25 cm。增加滴头埋深和流量,能够增加土壤持水效率,T₁～T₄处理0～25 cm土层土壤持水效率分别为2.56%、3.82%、9.81%和13.35%。滴头流量较小,随滴头埋深增加,土壤盐分表聚。T₂处理0～5 cm土层深度土壤积盐率为67.98%。若增加...     

滴灌条件下水溶性肥料对灌水器堵塞影响

为探究滴头流量等因素对水肥一体化滴灌系统灌水器堵塞的影响规律,指导滴灌系统的防堵塞管理工作,以相对流量作为堵塞程度的评价指标,通过单因素试验分析了肥液浓度、滴头流量、滴头工作压力、过滤器类型、滴头类型5个因素对灌水器堵塞情况的影响,采用正交试验筛选出抗堵塞的最佳灌溉模式。结果表明,肥液浓度越大,滴头和过滤器越易发生堵塞;滴头流量越大,相对流量也越大,大流量滴头相对不易发生堵塞;相对流量随着滴头工作压力的增大呈现先增后减趋势,工作压力过大也会引起滴头堵塞,农业灌溉过程中应选取适宜的滴头工作压力;叠片式过滤器比网式过滤器过滤效果更好;压力补偿式滴头抗堵塞性能优于八孔流量可调式滴头。最佳灌溉模式为:水溶性肥料稀释比例为1∶200,滴头工作压力为0.1 MPa,滴头为流量4 L/h的压力补偿式滴头。     

地下滴灌条件下土壤水分运动研究

[目的]研究地下滴灌条件下土壤水分的运动规律。[方法]利用TDR测定土壤含水率,连续观测得到地下滴灌灌水过程中湿润锋的运移动态、灌水完毕时及24h后的土壤含水率分布情况。[结果]随着时间的延长,湿润锋的进展速度逐渐减小。灌水完毕时含水率等值线的整体分布近似为椭圆形,与壤土水分分布的一般特征相吻合。由于蒸发因素的存在,接近地表部分的土壤含水率为9.2%,小于土壤初始含水率,停止灌溉24h后,除土壤内部的含水率重新分布之外,土壤湿润体的形状和范围也有了较大的改变,水分达到了地表下70cm处,但湿润体在水平方向的运移却不很明显。[结论]该研究初步了解了地下滴灌条件下土壤水分入渗的特征。     

干旱区葡萄园漫灌和滴灌压盐效果比较

针对干旱区葡萄园春季压盐问题,通过对漫灌和滴灌两种不同的压盐方式下土壤剖面不同深度电导率测定,研究比较了两种方式的压盐效果.结果表明,大水漫灌压盐效果显著,在灌水量1 500 m3/hm2时垂直压盐深度达100～120 cm.而滴灌方式压盐时,灌水量为600 m3/hm2即可以在以滴头为中心的水平半径200 cm、深度60 cm的半椭球状土体内形成盐分淡化区,从而满足葡萄生长需要.但要注意如果是长期的滴灌洗盐必然在田间形成条带状的盐分淡化区和集盐区.     

干旱区棉花水分胁迫指数对滴灌均匀系数和灌水量的响应

为了修订和完善滴灌均匀系数的设计与评价标准,在新疆干旱区研究了滴灌均匀系数和灌水量对作物水分胁迫指数（CWSI）的影响。供试作物为棉花,试验中滴灌均匀系数（C_u）设置0.65（C1）、0.78（C2）和0.94（C3）三个水平,灌水量设置充分灌水量的50%、75%和100%三个水平。结果表明：棉花冠层温度和CWSI表现出随灌水量增加而降低的趋势;冠层温度和CWSI均匀系数的变化范围分别为0.91～0.98和0.65～0.91,均随滴灌均匀系数增加而增大;灌水量对冠层温度和CWSI均值的影响达到极显著水平（α=0.01）,滴灌均匀系数对冠层温度和CWSI均匀系数的影响达到显著水平（α=0.05）或极显著水平。CWSI与皮棉产量呈显著或极显著的负相关关系;滴灌均匀系数越低,水分亏缺引起的减产幅度越小。     

间接地下滴灌水盐运移影响因素研究

为研究不同灌溉要素对间接地下滴灌土壤水盐运移的影响规律,通过小区试验,分析流量、灌水量及导水装置直径对间接地下滴灌条件下枣树根区水盐分布的影响。结果表明：增大流量或减小导水装置直径会使土壤表层的含水率提高;大灌水量、小流量会加大水分向下运移的深度;灌水量的增加显著增大主要根区含水率;流量、导水装置直径对水分的横向运移影响比灌水量更显著。     

戈壁荒漠区膜下滴灌对酿酒葡萄生理特性的影响

为了探讨西北戈壁荒漠区膜下滴灌对酿酒葡萄生理特性的影响,在甘肃河西走廊戈壁荒漠区进行了田间试验,研究膜下滴灌和常规滴灌处理模式下酿酒葡萄赤霞珠光合特性、叶绿素含量以及产量和灌溉用水效率的变化。结果表明,不同滴灌处理条件下的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(E)日变化随时间的推移呈下降趋势,气孔导度(Gs)日变化呈“凹”型,膜下滴灌处理的光合能力强于常规滴灌处理;叶绿素含量月均值膜下滴灌高于常规滴灌处理,且覆膜与常规滴灌处理间差异水平为显著;经济产量各要素中覆膜的产量高于常规滴灌处理,膜下滴灌T₁（240 mm）的水分利用效率最高,实现了产量和水分利用效率的同步提高。