负水头灌溉系统供营养液番茄生产及耗水研究

为实现负水头供营养液方式下番茄的高产,同时为常规番茄生产灌溉量的确定提供指导,试验采用负水头灌溉系统供营养液进行番茄生产栽培,测定群体栽培条件下的番茄产量和品质,同时监测番茄群体的日蒸散量并分析其与环境因子的关系。研究结果表明:负水头供给营养液条件下,试验期间(112d),番茄产量达130 604.85kg/hm2。与常规(人工)供给营养液相比,负水头供营养液显著提高番茄果实产量与品质,提高了营养液生产效率。负水头控制下,单株番茄总蒸散量(耗水量)为92.38kg,日耗水量在0.14~1.80kg;番茄耗水量与环境因子(光照强度)呈显著相关,不同光照强度下,植株耗水量明显不同,为其他灌溉方式(滴灌等)灌溉量的决策提供了参考。因此,在用其他灌溉方式时,要注意光照强度的监测,适当调整晴天和阴天下的灌溉频率,防止晴天灌溉不足,阴天灌溉浪费。     

日光温室负压自动灌溉下番茄蒸腾规律研究

针对农业生产中蔬菜栽培灌溉费水费时的现状,采用一种自制负压自动灌溉系统,将供水压力设定在负值,利用土壤自动吸水的特性,达到自动灌溉和节水的效果.在此系统灌溉下采用茎热平衡技术测定番茄植株的茎流规律,分析了茎流变化规律与环境因子之间的关系,同时分析了番茄植株不同部位茎流差异以及剪叶对番茄植株茎流的影响.结果表明,在设定灌溉系统负压为60 hPa下,温室土壤含水量基本控制在阴天20.19%、晴天18.75%左右;茎流数据表明番茄植株蒸腾与太阳辐射值呈显著正相关,适当遮阴降温可以减少植株蒸腾.实验也进一步证明了叶片是植株蒸腾的主要器官,植株底层叶片蒸腾速率相对较微弱.     

设施番茄轻简式智能灌溉施肥机的应用

基于自主研发的轻简式智能灌溉施肥机,嵌入依据光辐射智能灌溉系统,在土壤栽培番茄上进行田间效果试验,结果表明:施肥机管理的番茄土壤0～60 cm土层的土壤含水量保持在30%～40%之间,保证了番茄根层土壤始终处在适宜的水分范围内。与人工常规管理相比较可以提高番茄的品质,经济效益提高9.89%,达到了节水,节肥,节省人工,提质,增效的目的。     

作物根区局部控水无压灌溉的土壤水动力学机理

土壤吸力是土壤中水分运动的驱动力。依据土壤水动力学原理提出的根区局部控水无压地下灌溉技术是利用土壤毛管吸力或基质吸力作用,使水分通过输水毛管上的出水孔口进入作物根系层,以满足作物需水,灌溉时不需外加压力。试验表明这种灌水方法是可行的,无压灌溉系统不需任何动力设备为其提供压力,节约了能源。     

基于负水头供液决策的温室作物自动灌溉施肥方法

针对温室作物基质栽培过程中营养液供给不易精量控制、水肥利用率低等问题,设计了基于负水头供液的决策方法和系统,采用温室基质栽培番茄负水头耗液量作为精量决策指标,通过自动化滴灌系统对同期内番茄常规基质栽培行进行3~4h的错时灌溉,以定时定量供液方法的番茄栽培行为对照,研究了系统的运行状况、番茄产量和水肥利用率等问题。结果表明,基于负水头供液决策的自动灌溉系统比定时定量供液系统的单株产量提高了6.70%,水、肥量均节省28.13%。通过试验得出该系统运行良好,可根据番茄日需水规律适量、及时、精准地供给营养液。     

基于网络监测平台的农林间作耗水特征和灌溉制度

针对特定生态区的种植方式和作物对水分的需求差异,在大田生产条件下对农林复合系统的土壤水分动态、作物日耗水量和灌溉制度进行了试验研究。以新疆枣、棉间作为主要研究对象,利用频域反射法(FDR)土壤水分传感器实时监测农林复合系统下,不同间作带位置的根层土壤水分动态和耗水量。以农作物根层土壤的含水量变化为主要指标,分析间作作物的日耗水量,结合农林复合系统中根层土壤的水分饱灌点和补灌点,确定农林复合系统的最佳灌溉时间和灌溉量。通过实验分析,提出了基于网络平台的农田灌溉警报系统,对农田进行实时监控和管理,预测灌溉时间。结果表明提出的这种基于网络平台土壤墒情监测的灌溉制度方法,可以实时监测农田土壤的水分状况,为农田作物灌溉提供技术支持,对提高农田水分利用效率有着重要的理论意义和应用价值。     

大田土壤耕作层覆膜防渗灌溉栽培水稻研究

为了推广应用一种新的覆膜栽培水稻方法——覆膜防渗灌溉,对比分析了土壤耕作层覆膜防渗灌溉与常规灌溉条件下水稻的耗水量、水稻生长分蘖状况、水稻产量及土壤中氮磷钾营养元素的变化情况。结果表明,防渗灌溉能明显减少灌溉用水量,较常规灌溉节水9.54%。防渗灌溉可减少土壤中的肥力损失,能有效阻隔土壤中速效钾的淋溶损失。防渗灌溉与常规灌溉的耗水系数分别为711和786 kg/kg,灌耗比分别为0.5和0.6。防渗灌溉降低灌溉水在总耗水量中的比重,减少渗漏损失提高水分利用率。     

生态温室雨水综合利用自动化控制系统研究

将温室雨水利用的理念与自动化控制技术相结合,引入土壤温湿度传感器来监测土壤情况,根据作物土壤含水量数值的变化,以组态王为平台,设计了温室雨水自动化灌溉系统,根据作物的土壤含水量值变化范围,决定是否需要灌溉。同时,利用计算机C++语言设计了作物土壤相对含水量查询系统,可准确查询作物所需的生长适宜温度范围、适宜空气湿度、不同生长期的土壤相对含水量值等,同时也为温室雨水利用自动化控制系统提供参数依据。最后。针对系统进行了灌溉试验,试验验证了其可靠性。     

作物根区无压地下灌溉技术灌水指标研究

作物根区无压地下灌溉技术是一个正在研究开发的新的节水灌溉技术。通过在温室大棚种植黄瓜、番茄,采用不同供水压力和不同灌溉方式试验,研究分析了根区无压地下灌溉对作物根区土壤水分、耗水量、产量和作物品质等指标的影响。研究表明该技术能够满足黄瓜和番茄需水量要求;与传统沟灌相比能够节约灌溉水量30%以上;它并不降低作物产量,反而提高了水分利用率和水分生产率,并使黄瓜和番茄作物品质得到了显著改善。     

基于ZigBee和模糊控制决策的自动灌溉系统的设计

针对节水灌溉受多种因素影响难以建立精确控制模型的特点,为了实现作物的自动、实时与适量灌溉,设计了基于ZigBee和模糊控制决策的全自动灌溉系统。该系统通过ZigBee无线传感器网络采集土壤水势与环境气象信息,由农田蒸散量和土壤水势作为输入,以作物需水量为输出,采用模糊推理规则,使用分段模糊控制策略获得了作物的需水量,构成智能灌溉系统;采用ARM9微处理器,基于嵌入式Linux开发了网关节点,实现了数据的汇聚和GPRS通信方式的远程数据及命令转发。试验结果表明:该系统能快速准确地计算出作物的需水量,经济实用,有效地实现了全自动节水灌溉,特别适用于中小型灌溉区域的精细灌溉。     

亏缺灌溉对棉花生长发育和产量的影响

1998～ 1 999年 ,研究了滴灌和地面灌二种灌水方式下 ,亏缺灌溉对棉花生长发育和产量的影响。试验结果表明 ,在亏缺灌溉条件下 ,花铃期干旱对棉花生长发育和产量影响最大。但随着亏缺灌溉程度由重到轻 ,即随着供水量的增加 ,棉花生长发育趋向良好 ,总耗水量和产量相应增加 ,二者均呈现出良好的直线关系 ;与地面灌相比 ,因滴灌是一种小定额灌溉 ,供水时段、水量分配较为均匀 ,又直接把水送至棉花根部 ,故灌水前后土壤湿度变幅小 ,棉花株高、果枝、蕾、铃的生长发育和叶面积系数乃至产量均优于地面灌方式     

GIS技术在高原灌区灌溉管理中的应用研究

通过对GIS技术在蜻蛉河大型灌区的应用研究，建成灌区灌溉管理系统。本系统采用分层和模块化的设计原则，建成一个应用型的灌区灌溉管理GIS系统，实现灌区管理中图、文、表、管理一体化及灌区水利工程管理、作物种植、供需水平衡以及灌溉引水配水等工作的电子化管理模式。     

考虑水头损失的管道灌溉分水口轮灌分组优化模型

【目的】优化灌溉系统中分水口轮灌分组的灌溉制度,在满足流量要求的条件下节约电能。【方法】提出了在考虑水头损失时不同分水口状态与管道进口压力的关系模型,该模型利用分水口开关0,1状态作为自变量,从管道末端起利用推导的递推公式求出管道进水口的等效水头损失系数。依据该模型,在定流量分组轮灌优化中得到为使分组轮灌功率最小的目标函数。利用遗传算法对上述问题进行了优化求解,并给出了编码方案。【结果】在分水口等间隔布置时,轮灌分组按轮灌分组数等间隔安排所需功率最小,优化后的水头损失系数可以减小到没有优化前的0.772倍。【结论】本研究模型不仅适用于恒定流量的组合优化,也可应用于不同分水口的所需水量不同的随机灌溉以及恒压供水的优化中。     

射流三通连接滴灌带的水力性能沿程变化规律

为了探究滴灌带沿程水力性能的变化规律,在射流三通进口流量为0.1~1.2 m³/h的范围内,开展射流三通进口流量与出口水头振幅的水力性能试验,发现射流三通连接脉冲滴灌系统的流量阈值为0.2~0.8 m³/h;在脉冲滴灌系统流量阈值的范围内,开展射流三通连接滴灌带沿程脉冲参数试验,研究射流三通连接60 m滴灌带沿程脉冲性能的变化规律,发现当滴灌带进口水头振幅大于1 m时,沿程水头振幅的衰减速率存在突变点,沿程脉冲频率先增大后减小,射流三通在整条滴灌带上均能产生脉冲水流的进口流量设计范围是0.5~0.8 m³/h.在射流三通进口流量的设计范围内,开展稳压滴灌和脉冲滴灌的同台对比试验,结果表明,射流三通连接滴灌带内的水头损失比普通三通连接滴灌带内的降低62.5%~83.3%,灌水均匀系数提高了0.6%~0.9%,流量偏差率降低了1.2%~4.1%;进口流量为0.7 m³/h时,射流三通连接滴灌带灌水均匀度最高.     

滴灌系统网式和叠片式过滤器水力性能试验研究

滴灌系统过滤器的性能直接影响系统正常运行及使用寿命,以网式和叠片式过滤器为研究对象,进行了不同流量下清水和3种质量浓度浑水工况下,不同目数的2种过滤器水头损失和过滤性能试验,分析了过滤器水力性能的影响因素及其相互关系。结果表明,在清水条件下,过滤器的局部水头损失hj与流量Q成正比,随着系统过流量的增加而增加;相同流量下,高目数过滤器产生的水头损失大于低目数;浑水条件下,过滤器的水头损失与系统过流量、含沙量有关。随流量、含沙量的增大,过滤器初始水头损失增大,过滤周期变短。相同条件下,叠片式过滤器的水头损失明显大于网式过滤器,除沙率高于网式过滤器,即网式过滤器水力性能优于叠网式片过滤器,叠片过滤器的过滤效果优于网式过滤器。     

发展节水灌溉是缓解水资源供需矛盾的主要途径

漳河灌区人均水资源占有量仅为全国及全省平均水平的４５．９％与５９．８％，水资源短缺，供需矛盾紧张。在灌区用水量，农业灌溉用水占社会总供水量的８５．０％左右，且水的利用率不高浪费较严重。     

变频调速分级恒压灌溉自动控制系统及应用

为解决机电泵利用工频电源(50 Hz)作恒速运转条件下,灌溉面积或地形高差变化较大的管道式喷微灌系统灌水均匀度不能满足灌溉要求的问题,提出了一种变频调速分级恒压灌溉自动控制系统,该系统将变频技术和自动化技术相结合,具有变频调速和全自动闭环控制功能的机电一体化智能设备,可同时对1台或多台三相380 V,50 Hz水泵电动机进行自动控制.该系统设计了多段压力设置转换电路,可根据预先设定的压力控制值自动进行压力等级切换,并对管网的电磁阀开启、关闭进行控制,实现分级恒压自动供水灌溉.通过工程实例分析表明,采用水泵工频控制时喷灌系统水头最大差值为12.89 m,采用变频分级恒压控制时喷灌系统水头最大差值为3.38 m,满足设计压力变幅不大于4.00 m的要求.同时该系统具有节水、节能、自动化程度高、运行管理方便以及保证管网和水泵安全运行等功能,能够根据灌溉分区进行分级恒压自动供水灌溉,满足灌水均匀度要求.     

供水压力对节点渗灌管出水孔工作压力影响的研究

用土槽模拟试验的方法,对渗灌灌水时供水压力与节点渗灌管出水孔的水压关系进行了试验研究,结果表明:水源供水压力越大,水头损失越大,水头对渗灌管出水均匀效果产生影响,节点式渗灌灌水时供水压力以100cm水柱左右为宜.     

沾益区炎方乡来远银杏苗圃滴灌工程设计

云南省沾益区炎方乡来远银杏苗圃采用滴灌方式灌溉,设计灌溉面积180hm2,支管、毛管铺设是滴灌设计的核心内容.以项目区基本资料和灌溉制度为基础,通过水力计算来确定支管、毛管铺设参数.项目区分10组轮灌,灌水周期5d,灌水延续时间6h,净灌水定额18mm,毛灌水定额20mm.滴头流量2L/h,工作压力水头15m.最终:支管铺设长60m,间距60m,50孔,选用0.8MPa DN63PE100级管;毛管铺设长100m,间距1.2m,100孔,选用0.6MPaDN25PE100级管;选用16(0.15MPa)压力补偿滴头.     

低压滴灌条件下提高系统灌水均匀度的途径探讨

低压滴灌是一种高效节能型灌水技术,采用低压滴灌不仅可以减少灌溉系统建设成本,而且可以降低系统运行成本,因此低压滴灌将是今后滴灌技术发展的一个重要方向。然而在灌水器工作压力小于5 m的低压条件下,采用现有的滴灌设备将会由于水力环境的变化引起毛管输水量和滴灌管(带)的有效铺设长度减小,降低滴灌系统的灌水均匀度和灌水质量等问题,为了不以牺牲灌水质量换取成本降低,通过分析低压滴灌的工作特点,提出了改进和提高低压滴灌灌水均匀度的方法和途径。