插入式渗灌的初步研究

为了了解插入式渗灌灌水器的土壤湿润特性,并确定其插入阻力,通过室内土箱灌水试验,观察、测定了插入式渗灌的湿润锋运移情况及湿润区形状、尺寸等数据资料,同时还通过室内、室外土壤插入试验,对灌水器在不同容重土壤中的插入阻力、插入方法等进行了探讨。结果表明,插入式渗灌的土壤湿润形式类似于点源渗灌和点源地下滴灌,当灌水器出流量为2.0 L/h时,土壤湿润区形状接近球形,在灌水历时为130 min时,土壤湿润区尺寸为:宽×高=30 cm×25 cm;外径15 mm灌水器的插入阻力,在土壤含水率接近饱和时一般不超过15 kg,随着土壤含水率的降低,插入阻力显著增加。试验所用插入式渗灌灌水器的土壤湿润特性和插入阻力,基本可以满足田间使用的要求,但还需进一步降低其插入阻力。     

深层坑渗灌双灌水器土壤水分入渗数值模拟

为探讨深层坑渗灌双灌水器土壤水分入渗特性,采用Hydrus-2D软件,建立深层坑渗灌双灌水器条件下的土壤水分运动模型,并通过机理试验对比分析,推求模型参数.结果表明:水平、垂直向上以及垂直向下3个方向湿润锋的拟合结果和实测结果的误差分别为1.28％,3.73％和4.04％,观测点土壤含水量拟合结果与实测结果的平均误差为9.1％,说明所建模型模拟的湿润锋和土壤含水量精度较高.在此基础上,采用该模型分析了湿润体内的土壤水分运动过程,结果表明,随入渗时间的增加,土壤水分运动速度逐渐变慢.     

棚室渗灌技术

渗灌是通过埋设在地下作物根系主要活动层的渗灌管直接向作物根部供给水分和液体肥料,还可增加土壤的透气性。在所有灌溉方式中,渗灌是控制土壤环境的最佳方法。渗灌管外表光洁,“无孔”,但实际上布满了人们肉眼看不见的无数细微孔,可有效地阻止外部泥沙及植物根须堵塞。当管内     

灌水量和入渗压力对大容量渗灌器入渗特性的影响

【目的】掌握大容量渗灌器在不同入渗条件下的土壤水分运动及入渗规律.【方法】利用室内模拟土柱试验,研究了土壤湿润体的形状以及灌水量和入渗压力对渗灌器入渗特性的影响.【结果】距离对称剖面大于9.2cm的湿润体剖面近似为半椭球体;入渗初期在水头的作用下湿润峰的运移速率较快,之后湿润峰处于稳定增加的趋势,湿润峰的运移距离(y)与时间(t)的关系可以用乘幂关系表达y=mtn,拟合相关性达到显著水平.在水分再分布过程中湿润体垂直入渗距离的增加量逐渐大于水平方向的增加量,湿润比降低,在入渗后期重力式梯度占据主要的作用;土壤入渗率分析表明,0.4、0.7、1.0L的平均入渗速率分别为0.025、0.022、0.017L/s;一次灌水量越大的处理平均入渗速率越小.【结论】针对不同土壤的入渗能力和植物的根系生长范围,可通过调节入渗面的出口直径尺寸和灌水量的多少改变湿润比,具有较好的应用前景.     

根渗灌水分扩散规律研究

通过田间灌溉试验,研究了在根渗灌条件下土壤中的水分扩散规律,主要包括灌水过程中土壤水分的入渗过程和灌水结束后土壤水分再分布过程,即土壤水湿润锋的运移及湿润区内的土壤含水率分布状况,初步确定根渗灌管间距布置为1.7m,埋管深度50cm,根渗灌系统在粘壤土和粘土的灌溉周期为10d.     

微孔渗灌土壤水分运动的数值模拟及其应用

建立了含有第3类动边界条件的二维渗灌土壤水分运动数学模型,模型得到了试验的验证,具有较高的精度。模型计算结果表明:供水压力、管壁透水系数和初始土壤水势对土壤水分运动的影响具有显著差异。随着供水压力和管壁导水系数的增大,湿润区范围、湿润区内土壤平均含水率和累积渗水量均相应增加。初始土壤水势越高,湿润区范围、湿润区内土壤平均含水率越大,但累积渗水量却越小。最后结合保护地试验,确定了保护地番茄渗灌栽培的最佳渗灌管设计埋深。     

节点渗灌条件下土壤水分运动规律的研究

通过在室内土槽中的渗灌试验,研究了节点渗灌条件下土壤中的水分运动规律,主要包括灌水过程中土壤水分的入渗过程和灌水结束后土壤水分再分布过程,即土壤水湿润锋的运移及湿润区内的土壤含水率分布状况。根据试验结果,对湿润体的形状及其动态变化、横断面及纵断面上的湿润锋的运移速度和土壤含水率的分布及其动态变化进行了描述,并且探讨了灌水量对土壤湿润状况的影响。     

果树地下管道渗灌技术

干旱、内涝是制约果树生长发育、影响产量、品质的重要因素。为合理解决果园的供、排水问题,满足果树对水分的需求,山东省临沭县于1986—1988年,进行了果树地下渗灌试验,获得了较好的效果。现将地下渗灌技术与效果简介如下:一、渗灌技术渗灌是在果树行间地下埋设具有小孔的陶土管道,将水灌入管道,通过小孔慢慢渗入果树的根际土壤。同时,雨季地下土壤中的过多水分也可渗入管道内,通过管道进行排水。1.管道埋设:管道的埋设是从果树两侧(行间)树冠投影处,按行向挖深60厘米、宽50厘米、长3—5米(据树冠大小而定)的条沟,把烧制的陶土管(内径10厘米)一节一节地连接好,接头用水泥密封,最后管道长度2.5—4.5     

保护地渗灌技术的优势与应用

<正>渗灌是灌溉水在一定灌水压力下通过埋在地下土层中的渗灌管渗出,凭借土壤毛细管作用给作物根层供水的一种先进的灌水方法,近年来在美国、法国、意大利、日本和以色列等国家被广泛应用于温室、果园及城乡绿化等灌溉中,引起了很多学者及科研单位的关注。一、保护地渗灌的技术优势1.灌水质量高,节水效果显著渗灌是通过埋在地下的渗灌管给作物根系直接供水,灌水均匀,供水稳定,通过控制灌水量,也可以有效地降低深层渗漏,灌水质量高,能有效地解决作物的水分需求,减少水分的无效消耗。灌水后,土壤表层仍能保持干燥,水分棵间蒸发减少,利用率提高。试     

土壤水分在根渗灌条件下的动态变化规律研究

对根渗灌新型节水灌溉技术水分动态变化进行研究,利用Watch Dog 2800水分测试仪的水分传感器SM100进行监测,材料采用直径25 cm的根渗管。分析灌水过程中和停灌后土壤水分动态变化和规律。通过大田试验,结果表明:在根渗灌条件下,水分是以线源入渗土壤,在渗灌速率为87.86 L/(h.m),灌水时间为100 min时湿润锋径向移动速率远小于垂向移动速率,移动过程呈椭圆形分布扩散。根据不同模型拟合的土壤湿润锋的动态变化,认为二次多项式模型的拟合程度较好。     

JYG-1型移动喷灌机的研制

在广泛调研的基础上,开发出了适合温室使用的JYG-1型移动喷灌机。该型喷灌机主要由供水系统、行走系统、电气控制系统三大部分组成,综合采用了编程控制、变频调速、无线电遥控等技术,具有使用方便、自动化程度高、喷洒均匀度高等显著特点,并已在全国各地推广应用。     

沙地毛白杨速生丰产林节水灌溉的研究

以提高灌溉水利用为核心，以植物生理学和生态学以及树木生长为依据，连续８年对毛白杨速生丰产林节水灌溉的理论与技术进行了较为系统的，结果表明，利用科学的灌溉阈值，抓住关键的灌溉时期，确定有效的灌溉范围和经济的灌溉量，就可以较少的水分投入获取较高的林木生长量，在春夏干旱季节（０５－０６月），以田间持水量的５０％作为阈值实施灌水，具有极显著的近期和后期水分补偿效应，与较高灌溉水平（阈值为７０％）相比，灌溉水利用率提高４６．８０％，灌水量减少２２．８１％，材积生长量增加１３．３０％，经济效益提高３１．２８％。     

地下穴灌对苹果冠下土壤水分分布及叶片水分利用效率的影响

【目的】探讨地下穴灌技术对苹果树冠下土壤水分分布和叶片水分利用率的影响,明确地下穴灌方法的作用特点。【方法】以8年生苹果树为试材,通过穴贮肥水和地面集中灌溉的比较,研究地下穴灌处理果树冠下土壤水分时空分布,分析苹果叶片光合性能和水分利用效率。【结果】采用地面集中灌溉处理,果树冠下土壤含水量在灌溉后第3天快速下降,土壤水分主要集中于10—30 cm土层,水分分布区呈“盘子状”。采用地下穴灌土壤含水量在灌溉7 d后迅速下降,土壤水分主要集中在40—60 cm土层。地下穴灌使土壤含水量在较长时间内维持最高水平,土壤水分“上少下多”,分布区如正立的“葫芦状”;采用穴贮肥水灌溉处理后,土壤水分主要分布在10—60 cm土层,分布区如“圆筒形”。采用地下穴灌的果树叶片叶绿素含量、光合速率及水分利用率在3种灌溉方式中均最高。【结论】地下穴灌将土壤水分稳定在根系集中分布层,提高了光合速率和叶片水分利用率。     

供水对黄土高原主要造林树种水分利用效率的影响

采用人工供水的方法，研究了不同水分条件下油松、侧柏、刺槐的水分利用效率。3a的试验结果表明，供水改善了土壤的水分状况，尤其在干旱年份，随供水量的增加，各树种土壤含水量与平水年相同水分处理条件下的差距缩小。平水年，各树种水分利用效率在1．0倍供水处理时最大，油松、侧柏、刺槐分别较对照提高35．3％、32．2％、26．9％；在欠水年，各树种水分利用效率与供水量呈正相关。     

矮化密植苹果树节水灌溉研究

[目的]提高北京地区果树灌溉水资源利用率,为痕量灌溉系统的设计及其在果树上的大面积应用提供理论依据。[方法]通过室内试验和田间应用,对不同灌溉量处理下矮化密植苹果树的灌溉效果进行比较。[结果]灌溉过程中垂直湿润峰与水平湿润峰比值随灌溉时间延长而增大。各处理不同土层深度土壤含水量呈先升高后降低再升高的趋势。灌水定额12 L/h的处理(H_1)同层土壤含水量高于灌水定额10 L/h的处理(H_2)。H_1的树高生长量较大,H_2的地径、冠幅生长量较大,各处理的苹果树生长差异不显著。[结论]痕量灌溉处理降低20%灌溉量后不影响树木正常生长,达到节水灌溉的目的。     

Control of individual microsprinklers and fault detection strategies

Based on yield variability in orchards, it is evident that many trees receive too much or too little water and fertilizer under uniform management. Optimizing water and nutrient management based on the demand of individual trees could result in improved yield and environmental quality. A microsprinkler sensor and control system was developed to provide spatially variable delivery of water and fertilizer, and a prototype was installed in a nectarine orchard. Fifty individually addressable microsprinkler nodes, one located at every tree, each contained control circuitry and a valve. A drip line controller stored the irrigation schedule and issued commands to each node. Pressure sensors connected to some of the nodes provided lateral line pressure feedback. The system was programmed to irrigate individual trees for specific durations or to apply a specific volume of water at each tree. Time scheduled irrigation demonstrated the ability to provide microsprinkler control at individual trees, but also showed variation in discharge because of pressure differences between laterals. Volume scheduled irrigation used water pressure feedback to control the volume applied by individual microsprinklers more precisely, and the average error in application volume was 3.7%. Fault detection was used to check for damaged drip lines and clogged or damaged emitters. A pressure monitoring routine automatically logged errors and turned off the microsprinklers when drip line breaks and perforations caused pressure loss. Emitter diagnosis routines correctly identified clogged and damaged microsprinkler emitters in 359 of 366 observations. Irrigation control at the individual tree level has many useful features and should be explored further to characterize fully the benefits or disadvantages for orchard management.     

不同灌水量条件下苹果树茎流变化规律及其影响因素

为分析阿克苏地区苹果树在不同灌水量条件下(滴灌单次灌水量99.0、148.5、198 m3·hm-2,分别标记为W1、W2、W3)茎流变化规律和气象因子对其的影响,以红肉苹果树(红色之爱119/06)为试验材料,2020年6—9月通过TDP插针式茎流仪连续观测苹果树茎流速率,用HOBO小型气象站自动获取气象数据.结果表...     

Soil water status mapping and two variable-rate irrigation scenarios

Irrigation is the major user of allocated global freshwaters, and scarcity of freshwater threatens to limit global food supply and ecosystem function—hence the need for decision tools to optimize use of irrigation water. This research shows that variable alluvial soil ideally requires variable placement of water to make the best use of irrigation water during crop growth. Further savings can be made by withholding irrigation during certain growth stages. The spatial variation of soil water supplied to (1) pasture and (2) a maize crop was modelled and mapped by relating high resolution apparent electrical conductivity maps to soil available water holding capacity (AWC) at two contrasting field sites. One field site, a 156-ha pastoral farm, has soil with wide ranging AWCs (116–230 mm m⁻¹); the second field site, a 53-ha maize field, has soil with similar AWCs (161–164 mm m⁻¹). The derived AWC maps were adjusted on a daily basis using a soil water balance prediction model. In addition, real-time hourly logging of soil moisture in the maize field showed a zone where poorly drained soil remained wetter than predicted. Variable-rate irrigation (VRI) scenarios are presented and compared with uniform-rate irrigation scenarios for 3 years of climate data at these two sites. The results show that implementation of VRI would enable significant potential mean annual water saving (21.8% at Site 1; 26.3% at Site 2). Daily soil water status mapping could be used to control a variable rate irrigator.     

苹果树盘内埋罐节水渗灌的效应

以无灌溉条件生长在丘陵地上的8年生红富士苹果树为试材,探讨了树盘内埋罐节水渗灌的生理生产效应,结果表明：树盘埋罐渗灌明显增加了新梢长度、短枝叶叶面积、叶绿素含量、光合和蒸腾速率,提高了树体的水分利用效率和果实的单果重、糖／酸比,降低了果实的可溶性固形物和含酸量。如果埋罐结合施肥。所测定的各项形态和生理指标均显著高于单独埋罐处理,果实品质也得到了改善。另外,各种处理还不同程度地提高了叶片和果实某些矿质元素的含量,降低了果实的N／Ca比。     

丘陵沟壑区苹果树滴灌试验及节灌制度研究

[目的]研究丘陵沟壑区苹果园的节灌制度。[方法]采用测坑试验和大田试验,对苹果树进行覆膜、覆草和清耕处理,确定西北黄土高原区苹果树的耗水规律、灌水定额、灌水次数、最佳灌水关键期及灌水部位、毛管布设方式。[结果]覆草处理的耗水量和耗水强度最小,苹果产量最高,水分生产率最高。3种处理的年耗水量433.5~478.5 mm,在降水保证率50%的平水年,盛果期清耕处理滴灌4次为宜,最佳灌水期为萌芽前、新梢旺长前、果实迅速膨大期和封冻前,全年灌溉定额1 030 m3/hm2,覆草和覆膜处理的灌溉定额比清耕处理少5%~10%。每个滴头滴水量30 L为次最佳灌水量。毛管布设以果树主干为中心,成"S"形。[结论]该研究建立了丘陵沟壑区苹果园滴灌条件下的节灌制度。