间歇和连续灌溉土壤水分运动的模拟研究

为探明间歇灌溉与连续灌溉过程中土壤水分运动和分布的异同,利用Hydrus-2D软件模拟了地下滴灌和微润灌灌水方式下土壤水分的运动状态。结果表明,在垂直距离滴灌带和微润带5cm处,湿润土壤含水率和水势均基本呈对称分布;灌水15.4h后,地下滴灌条件下垂直向下的土壤水分传输量大于垂直向上的,而微润灌条件下土壤含水率和水势仍呈对称分布;当灌水量相同时,微润灌的湿润面积略大于地下滴灌;地下滴灌饱和含水区域占湿润面积的比值为15.3%,大于微润灌饱和含水区域的占比(12.9%);微润灌湿润土壤水分分布均匀度达81%,大于地下滴灌。     

毛管埋深对地下滴灌线源入渗土壤水分运移影响研究

通过室内试验,对地下滴灌土壤水分分布进行了观测分析。结果表明,在流量和灌水量一定的情况下,无论是在水平方向还是垂直方向上,随着毛管埋深的增加,湿润锋运移的速度减慢,且湿润锋在垂直方向和水平方向的运移距离也随着埋深的增大而减小。对于同一埋深而言,滴头二侧的含水率分布对称;对于不同的埋深,埋深越大,在距滴头一定距离内,含水率越高,并且随着滴灌带埋深的增加,湿润体饱和区域在不断增大,特别是在垂直方向上。     

盐碱地滴灌春小麦土壤水盐运动特点

通过测坑试验,测定水平和垂直方向距滴灌带不同位置土壤含水率和含盐量.结果表明,小麦滴灌条件下土壤水盐分布受滴灌影响深度主要在0～60 cm土层,0～20 cm土层水盐变化最剧烈.小麦主根系层土壤在垂直和水平方向一定范围内(垂直20 cm、水平25 cm)形成一个盐分淡化区,在0～100 cm土壤剖面内,土壤含水率随土层深度呈先升后降变化.土壤盐分在0～40 cm处于脱盐状态,60～100 cm积盐.上层土壤水盐受灌水和蒸发的影响随时间均升降交替变化,土壤盐分在非灌水期间呈表层和深层双聚、耕层脱盐特点.     

葡萄分层地下滴灌滴头布设深度优化

为解决不同树龄葡萄根系的差异使得地下滴灌系统在布设应用中存在的困难,采用室内试验和HYDRUS-2D数值模拟相结合的方法,以宁夏和关中葡萄产区为例,研究了2种土质条件下分层地下滴灌土壤水分运动规律,提出了分层地下滴灌带最佳布设深度.研究结果表明,HYDRUS-2D模拟值与试验实测值具有良好的吻合度.地下滴灌带的埋深直接影响土壤水分的分布,2种土质下湿润体内部处于最佳含水率区间的土壤体积随滴头间距的增加而增大.通过适当增大浅层滴头埋深并减小深层滴头埋深可减小表层水分无效损耗.从避免水分无效消耗以及提高湿润体与根系匹配效果等角度出发,建议关中地区葡萄单滴头灌溉且适宜滴灌带布设深度为20 cm;宁夏贺兰山地区滴灌带布设深度以15 cm和45 cm为宜.     

干旱区膜下滴灌棉田灌溉制度及土壤水盐运移规律研究

以棉花各生育期适宜土壤含水率上、下限差值为灌水控制指标,设置3水平灌水处理,开展膜下滴灌大田试验,分析研究适宜试验区棉花生长、水分利用效率高的灌溉制度及膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律。结果表明:适宜土壤含水率上、下限差值形成的灌溉制度,决定了土壤水盐运移规律、盐分分布和积累特征。总体表现为:空间上土壤水分分布与滴灌带间距呈负相关系,盐分分布则相反,0~40 cm深度土壤水分在灌后重分布,盐分在滴灌水分的淋洗作用下定向运移,至湿润体边缘积聚。综合分析关键点与主根层的土壤水盐时间序列变化,T2处理(385 mm/18次)主根层0~40 cm深度水分处于棉花生长的适宜含水率范围,并形成淡化脱盐区,对盐分的调控最佳。T2处理棉田产量最高,为6 083 kg/hm~2,水分利用效率为1.05 kg/(mm·hm~2),为适宜的灌溉制度。     

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。     

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。     

玉米地下滴灌适宜出苗灌水定额试验研究

为探索解决地下滴灌玉米出苗难的问题,通过土箱试验,对内蒙古自治区具有典型代表性的3种土壤,开展了毛管铺设参数(滴头流量、埋深)和灌水定额对地下滴灌湿润半径的影响规律试验,结合玉米播种深度、水分向上及向下运移的距离及种子周围土壤含水量,研究了玉米适宜出苗灌水定额,以提高出苗率,指导实际生产.结果表明:按显著性水平0.05检验,土壤类型和灌水定额均对土壤湿润半径影响具有统计学意义,而滴头流量和埋深对湿润半径影响不具有统计学意义.在黏壤土中,玉米出苗灌水定额37.5~52.5 mm基本可满足毛管埋深25~35 cm的出苗要求;在壤土中,玉米出苗灌水定额37.5 mm左右基本可满足毛管埋深25~30 cm的出苗要求,灌水定额52.5 mm左右基本可满足埋深30~35 cm的出苗要求;在砂壤土中,灌水定额22.5~37.5 mm基本可满足毛管埋深约25 cm的玉米出苗要求,灌水定额52.5 mm基本可满足毛管埋深25~35 cm的玉米出苗要求.     

地埋滴灌点源入渗土壤水分运动规律实验研究

通过室内砂土中进行地埋滴灌的实验,对地埋滴灌在砂土中的适应性进行初步研究,为田间试验布置提供依据。通过分析湿润锋的推移速率、特征点的土壤含水率变化规律,发现湿润锋推移速率先是径向大于垂向,随着灌水时间和灌水量增加,水平方向和垂向的湿润锋和含水率趋于平衡。根据对比滴灌带埋深15和20 cm特征点的含水率变化情况,得出埋深15 cm节水效果更好,更利于作物生长。实验还得出湿润比能作为滴灌灌水参数的指标,由于作物种植的间距和作物根系深度之比基本小于1.0,因此在田间实际灌溉中湿润比应控制在1.0左右。     

重力式地下滴灌土壤水分运动规律的模拟研究

基于非饱和土壤水运动理论,建立了重力式地下滴灌条件下土壤水分运动数学模型,用Galerkin有限元法推导了重力式地下滴灌土壤水分运动有限元方程,并通过试验进行了验证,在此基础上模拟分析了中壤土条件下的滴灌管道埋深、出水孔孔径、供水压力对简易重力式地下滴灌土壤湿润特征和滴孔出水量的影响。结果表明所建模型可以分析地下滴灌土壤水分入渗规律,在中壤土条件下,不同供水压力、滴孔孔径虽对重力式地下滴灌的滴孔出流量有较大影响,但对土壤湿润特征影响微弱,地下滴灌管道埋深对土壤水分湿润特征影响较大,这些结论可为重力式地下滴灌合理的设计及运行提供理论依据。     

辽西北地区玉米适宜滴灌方式研究

为了探讨辽西北地区适宜的玉米滴灌方式,采用田间小区试验,研究了覆膜与非覆膜2种滴灌条件下土壤含水率、土壤温度、玉米生长性状、灌溉水利用效率及经济效益变化规律。结果表明,覆膜滴灌可有效地保持土壤计划湿润层内的土壤水分,减少灌溉水量,提高土壤温度,加速生育进程,增加每穗粒数和百粒质量进而提高玉米产量,显著提高了灌溉水利用效率,增加了经济效益。因此,覆膜滴灌更适合在辽西北推广。     

澳大利亚棉花地下滴灌技术

随着水资源的短缺以及人们对农业可持续发展的认识，地下滴灌(SDI)已经成为世界各国研究和应用的热点。目前，SDI在美国、法国、日本、澳大利亚等已有较大面积应用，在一些严重缺水的国家和地区，如中东地区的部分国家也得到应用，我国地下滴灌的研究刚刚起步。分别从地下滴灌的设计、安装、管理和经济效益角度，介绍了地下滴灌在澳大利亚棉花上应用情况。重点分析了滴灌带的布置方式、设计耗水强度、过滤器选择和出苗问题以及地下滴灌对棉花产量的影响。     

低温区温室大棚滴灌系统设计的若干问题

基于低温区大棚滴灌系统设计、建设和管理的实践和研究,在揭示建设中所遇到的供水水源工程建设、灌溉水升温和灌溉水质保障等问题的基础上,研究提出了可行的解决方案。研究结果表明:敞口地下长方形升温水池升温快、成本低,风险小,应作为大棚升温设施的首选;采用更换棚顶保温材料、设置升温池封堵筛网和沉沙坑等综合措施保障滴灌系统的正常运行;温室大棚滴灌毛管布设间距取40cm更为适宜;温室大棚滴灌供水系统很有必要安装补水自动化控制系统和适当加大供水管网埋深。研究结果可为低温区温室大棚滴灌系统的设计、管理提供参考和技术支撑。     

Numerical simulations of water movement in a subsurface drip irrigation system under field and laboratory conditions using HYDRUS-2D

Due to the decreasing availability of water resources and the increasing competition for water between residential, industrial, and agricultural users, increasing irrigation efficiency, by methods like subsurface drip irrigation (SDI) systems, is a pressing concern for agricultural authorities. To properly manage SDI systems, and increase the efficiency of the water/fertilizer use while reducing water losses due to evaporation, the precise distribution of water around the emitters must be known. In this paper, the Windows-based computer software package HYDRUS-2D, which numerically simulates water, heat, and/or solute movement in two-dimensional, variably-saturated porous media, was used to evaluate the distribution of water around the emitter in a clay loam soil. The simulation results were compared with two sets of laboratory and field experiments involving SDI with emitters installed at different depths, and were evaluated using the root-mean-square-error (RMSE). The RMSE at different locations varied between 0.011 and 0.045 for volumetric water contents, and between 0.98 and 4.36 cm for wetting dimensions. Based on these values, it can be concluded that the correspondence between simulations and observations was very good.     

滴灌技术在农业节水灌溉中的应用探讨

滴灌是农业灌溉技术的一项革命性变革。这种灌溉方式,对节省灌溉用水、实现高产、控制杂草等有它独到之处。本文对滴灌进行了简述并分析了滴灌技术在我国节水灌溉中的应用,对其优势、节水效果等方面的进行了分析探讨,为我国节水灌溉的发展提供借鉴。     

不同滴灌灌水处理对南疆沙区红枣产量及品质的影响

以新疆第一师沙区骏枣为试验材料,考虑滴灌方式、灌水量和灌水次数3个因素,设置9个不同的滴灌灌水处理和1个漫灌对照处理进行大田试验,研究不同滴灌灌水方式下,不同灌水量和灌水次数对南疆沙区成龄红枣产量和品质的影响。结果表明:点源滴灌方式和线源滴灌方式在果形指数、可食率和总糖含量方面规律性一致,中水滴灌可以降低果形指数,低水滴灌可食率均显著低于中高水滴灌处理,总糖含量均随着灌水量的增加呈现出先减少后增大的趋势。灌溉定额1 050mm条件下,滴灌灌水次数18次相比14次、10次分别增加产量8.2%、11.4%,但会相对降低果实品质。所有滴灌处理中灌溉定额1 050mm、灌水次数10次和灌溉定额1 050mm、灌水次数18次处理的产量和品质综合效果较优,比漫灌节约灌溉水量30%。     

Effect of flushing frequency on emitter clogging in microirrigation with effluents

Flushing is an important maintenance task that removes accumulated particles in microirrigation laterals that can help to reduce clogging problems. The effect of three dripline flushing frequency treatments (no flushing, one flushing at the end of each irrigation period, and a monthly flushing during the irrigation period) was studied in surface and subsurface drip irrigation systems that operated using a wastewater treatment plant effluent for three irrigation periods of 540 h each. The irrigation systems had two different emitters, one pressure compensating and the other not, both molded and welded onto the interior dripline wall, placed in laterals 87 m long. Dripline flow of the pressure compensating emitter increased 8% over time, while in the nonpressure compensating emitter, dripline flow increased 25% in the surface driplines and decreased 3% in the subsurface driplines by the emitter clogging. Emitter clogging was affected primarily by the interactions between emitter location, emitter type, and flushing frequency treatment. The number of completely clogged emitters was affected by the interaction between irrigation system and emitter type. There was an average of 3.7% less totally clogged emitters in flushed surface driplines with the pressure compensating emitter as compared to flushed subsurface laterals with the nonpressure compensating emitter.     

华北平原滴灌灌溉频率对萝卜生长的影响

研究了华北平原秋萝卜滴灌条件下 ,不同滴灌频率处理对萝卜叶面积系数、叶绿素含量、萝卜周径膨大、萝卜干重积累、根长密度、根干重密度等萝卜生长参数的影响并比较了各处理间萝卜产量的差异 ,发现在华北平原下半年降雨较多的情况下种植秋萝卜 ;1滴灌频率无论是 1 d1次还是 8d1次 ,对萝卜生长发育都没有明显影响 ;2滴灌条件下萝卜的平均重量和产量大大高于地面灌溉     

大棚膜下滴灌黄瓜结果期适宜灌溉频率试验研究

为了合理地制定大棚滴灌灌溉制度,以大棚黄瓜为对象,在结果期设置了4种膜下滴灌灌溉频率(每隔3、6、9、12 d灌溉一次),并以传统沟灌灌溉作为对照,研究了不同灌溉频率对黄瓜生长(株高,茎粗和叶片数)和产量的影响。结果表明,与传统沟灌相比,采用滴灌灌溉有利于黄瓜生长并获得高产;在滴灌条件下,灌溉频率越高,植株越高大粗壮,叶片越多,同时促进了果实成熟;但灌溉频率对总产量影响较小,不同处理之间产量差异均不显著(p0.05)。综合比较,6 d灌溉一次黄瓜长势较好,产量最大112.4 t/hm~2,灌溉工作量合理,因此,建议在大棚黄瓜结果期滴灌灌溉频率以每隔6 d一次为宜。     

不同灌溉模式下土壤中钾素运移规律的研究

研究了膜下滴灌、低压渗灌和常规淹灌3种灌溉模式土壤速效钾含量.结果表明,在水平方向上,棉花宽行土壤中速效钾含量显著低于窄行;在垂直方向上,钾素均随土层深度的增加总体呈下降趋势.土壤中钾含量丰富,无论在耕层土壤还是深层土壤,速效钾含量均较高.