蓄水坑灌土壤水分分布特征研究

为了揭示蓄水坑灌条件下土壤水分分布特征,提高蓄水坑灌水分利用效率,本文利用TRIME-PICO IPH土壤水分测量系统,进行了蓄水坑灌与普通地面灌溉条件下果园土壤含水率分布对比试验,分析了不同灌溉方法下土壤含水率随垂向、径向的变化。结果表明：蓄水坑灌条件下,土壤水分主要分布在垂向40-160cm内,土壤含水率增量随深度呈先增大后减小的趋势,含水率增量最大值出现在坑底附近,且距离蓄水坑近处,含水率增量较大,然后沿坑两侧依次递减;地面灌溉条件下,土壤水分主要分布在垂向0-80cm内,土壤含水率增量随深度增大而减小,含水率增量最大值出现在地表,且沿各个径向距离增长幅度较为一致。研究结果将为蓄水坑灌法的田间推广提供科学依据。     

蓄水坑灌与地面灌条件下果树吸水根系分布的对比研究

蓄水坑灌是适用于北方山丘的一种新型节水灌溉方式,为了研究节水灌溉机理并提高水分利用效率,必先了解吸水根系的分布状况。采用根钻法对蓄水坑灌和普通地面灌条件下的苹果树吸水根系的分布特性进行对比研究,结果表明:1在垂向上果树根长密度随着深度的增加呈现出先增加后减少的趋势,主要分布在0~100cm范围内,占总根系的78.16%。在径向上,果树根系主要分布在距树干30cm处,达到根系总量的60.49%,距树干越远,果树的根长密度越小;2蓄水坑灌条件下,果树根长密度在垂向上与地面灌溉的分布规律相近,但是在地下60cm处根长密度明显增加,根系有下移的趋势。水平方向上,根系密度主要分布在30~60cm范围内。     

蓄水坑灌不同坑深条件下土壤水分分布特征分析

蓄水坑灌是一种新型的果林节水灌溉方法,为了给合理确定蓄水坑坑深提供依据,在田间进行了不同坑深条件下蓄水坑灌土壤水分运动试验。试验设置2种不同蓄水坑深40cm和60cm,并对灌前和灌后土壤含水率增量在垂向和径向的分布特征进行分析研究。结果表明,在不同蓄水坑深40,60cm条件下,土壤含水率增量在垂向上的变化趋势一致,均是随着深度的增加,呈现先增大后减少的趋势,但随着坑深增大,土壤含水率增量的高值区的范围也越深;不同坑深条件下的土壤含水率增量在径向上的分布无明显的差异,均呈现以蓄水坑为中心,在蓄水坑附近的土壤含水率增量较大,距蓄水坑较远的地方,土壤含水率增量较低。通过对不同坑深条件下蓄水坑灌土壤水分运动的研究,可以为实际应用中,根据不同果树根系的水分吸收环境来选择坑深奠定理论依据。     

蓄水坑灌下施肥管理方式对 土壤矿质氮分布及苹果产量的影响

为了探究蓄水坑灌下不同施肥管理方式下土壤矿质氮及肥料氮素的分布规律,并为苹果园氮肥管理方式的优选提供参考,本试验设置4个处理,包括两个施氮量水平(300; 600kg/hm~2),两个施肥次数(单次施肥;两次施肥)以及两种灌溉方式(地面灌溉;蓄水坑灌)。通过苹果园原位试验,检测不同土层中氨氮和硝氮的含量,同时利用~(15)N同位素示踪技术,检测不同土层中的肥料氮素的丰度,分析土壤中肥料氮素的分布规律,以及不同灌溉施肥管理方式下,苹果产量的响应。结果表明:①蓄水坑灌条件下,施肥量的增加明显提高0～60 cm土层氨氮含量和80～160 cm土层硝氮含量;而分次施用可以有效减少氨氮的大量累积,同时也可以在一定程度上增加硝氮含量。土壤氨氮和硝氮均主要集中于土壤中层,分别占比52.87%和56.06%。蓄水坑灌法促进土壤矿质氮集中于苹果根系吸收层。②地面灌溉条件下,肥料氮素主要集中于0～60 cm土层中。蓄水坑灌处理中,肥料氮素明显向下扩散,0～100 cm土壤中肥料氮素占比95.75%。蓄水坑灌可以有效促使肥料氮素扩散至中层土壤,并显著减少0～40 cm浅层土壤肥料氮素累积。③相较于地面灌溉,蓄水坑灌可以有效提高产量,约13.7%。同时,可以提高可溶性固形物含量,约29.8%。因此,在试验条件下,最优施肥管理方式为中施氮量(300 kg/hm~2)同时采用两次施肥的管理方式。     

蓄水坑灌果园土-树系统中重金属Cd富集特征与风险评价

植物对Cd的吸收和运转能力较强,为了探明蓄水坑灌果园土壤和果实中重金属Cd的含量及其污染风险,以10年生红富士丹霞果树为供试材料,于2019年开展苹果树蓄水坑施灌试验。利用BCR法测定了果园土壤和果树各器官中重金属Cd的含量,并采用单因子法对土壤和果实中重金属Cd含量进行风险评价。结果表明:蓄水坑灌模式促进了果园土壤重金属Cd在土壤表层的累积和向土壤深层的迁移和转化,蓄水坑灌果园0～40 cm土层土壤重金属Cd含量在整个生长季的下降幅度较常规灌溉处理低7.59%～15.72%,而40～160 cm土层土壤重金属Cd含量下降幅度较常规灌溉处理高0.96%～20.95%;生育期末蓄水坑灌果园20～40 cm土壤Cd和传统灌溉果园在60～160 cm的土层范围内表现为不同程度的警戒级尚清洁状态;不同灌溉模式果树各器官对土壤Cd的富集量依次为根系枝梢叶片果实,蓄水坑灌果树各器官Cd含量与吸收富集系数均大于传统灌溉处理,但不同灌溉模式果实中重金属Cd含量均低于我国可安全食用标准。研究结果旨在丰富果园蓄水坑灌理论,亦可为果园土壤环境修复提供科学依据。     

不同灌溉方式下苹果园土壤氧气分布特征研究

为了揭示不同灌溉方式下果园土壤氧气分布特征,以7年生矮砧苹果树为试验对象,设置灌溉方式(蓄水坑灌、地面灌溉)作为控制因子,采用土壤原位氧气测定仪对距离地表不同垂向位置处和距离树干不同径向位置处土壤氧饱和度进行了监测。结果表明:不同灌溉方式下土壤氧饱和度随垂向深度增加均呈现指数型递减趋势;蓄水坑灌下土壤氧饱和度随径向距离增加呈现"几"字形变化趋势,地面灌溉方式下土壤氧饱和度在径向变化不大,基本稳定于一常数,蓄水坑灌处理沿垂向和径向土壤氧饱和度均高于地面灌溉处理。在此基础上,构建了地面灌溉一维垂向指数型分布模型,模型决定系数为0.903～0.916;蓄水坑灌一维垂向、一维径向和二维空间指数型分布模型,模拟决定系数分别为0.872～0.983、0.605～0.814和0.890,均具有较高的模拟精度。     

蓄水坑灌条件下不同肥液浓度对果园土壤呼吸影响及水热关系分析

为探讨蓄水坑灌条件下不同肥液浓度(施氮量)对果园土壤呼吸速率的影响,共设置0,0.749,1.248g/L3个不同的肥液浓度水平,分析不同肥液浓度水平下土壤呼吸速率动态变化规律及其与土壤温度和土壤水分之间的关系。结果表明:蓄水坑灌条件下果园果树生育期内土壤呼吸速率呈不对称单峰变化曲线,土壤呼吸速率会随肥液浓度的增加而增加,在7月左右达到最大值,成熟收获期时降到最低;肥液浓度为1.248g/L时,蓄水坑灌条件下坑壁的土壤呼吸速率比地面灌溉条件下的土壤呼吸速率高;土壤温度和土壤水分是土壤呼吸速率的主要影响因素,10cm处土壤温度与土壤呼吸速率呈显著正相关,在一定范围内,土壤呼吸速率随土壤温度升高呈指数增加;土壤呼吸是土壤温度和土壤水分共同作用的结果。     

土壤容重对蓄水坑灌入渗及水氮分布的影响

为探讨土壤容重对蓄水坑灌入渗和水氮分布的影响,试验采用30°扇柱体有机玻璃土箱,高120 cm,半径100 cm,设置3个土壤容重水平:1.3、1.4、1.47 g/cm3。通过室内入渗试验,研究了土壤容重对肥液入渗、含水率分布、铵态氮和硝态氮含量的影响。结果表明:蓄水坑灌条件下,累积入渗量随土壤容重的增大而减小,不同容重下累积入渗量与入渗时间之间均符合Kostiakov入渗模型。随土壤容重的增大,湿润体范围逐渐减小,在分布1 d内,0~60cm深度土壤体积含水率随土壤容重的增大而增大。土壤铵态氮含量随土壤容重的增大在不同径向方向上变化不一致。不同容重下深层湿润锋处土壤硝态氮的累积量为:1.47 g/cm31.4 g/cm31.3 g/cm3。     

蓄水多坑灌施下尿素在土壤中的运移转化特性

为提高蓄水多坑灌施尿素条件下土壤氮素利用率和保护生态环境,通过室内蓄水多坑(土箱半径40 cm,高120 cm,蓄水坑半径16 cm,深度60 cm)物理模型试验,研究了蓄水多坑灌施下尿素在土壤中的运移转化特性。结果表明,土壤水分主要分布在地表以下20~80 cm,0~10 cm土层土壤含水率较小,同一土壤深度处蓄水坑壁附近土壤含水率大于0通量面处土壤含水率;同一土壤深度蓄水坑壁附近土壤尿素态氮量大于0通量面处的尿素态氮量,尿素的水解在9 d内基本完成,第7天水解最快,尿素水解与时间存在良好的对数函数关系;土壤铵态氮主要集中在40~60 cm土层土壤中,且r=20 cm处的量高于0通量面处的;而土壤硝态氮的分布趋势与铵态氮相反,随时间的延长,0通量面和r=20 cm处的土壤铵态氮质量分数均在40~60 cm和60~80 cm增幅较大,而土壤硝态氮质量分数表现出在90~100 cm湿润锋处增幅最大。     

蓄水坑灌下苹果树根系生长对不同氮素水平的响应

研究蓄水坑灌下不同氮素水平对苹果树根长密度和根表面积密度的影响,为确定蓄水坑灌条件下苹果树合理的施氮范围提供了依据。以7a生矮砧密植红富士苹果树为研究对象,设置了4个蓄水坑灌施氮水平(0、10、20、40kg/hm^2)对应T1、T2、T3、T4处理,以地面施肥作为对照组CK(施氮水平为10kg/hm^2),利用微根管法对施肥前后不同土层深度的苹果树根长密度和根表面积密度进行了测定。结果表明:施氮可以有效促进苹果树根系生长,各处理根长密度和根表面积密度的生长速率随施氮量的增加先增大后减小。CK处理和同等施氮水平的T2处理相比,其根系在表层土壤生长状况更好,而T2处理苹果树根系在中深层土壤中发育更好。综合各个处理苹果树根系生长发育情况,本试验中T3处理最适合苹果树根系的生长发育。     

甘肃景泰提水灌区田间灌水技术评价与改进

通过田间灌溉试验和计算机模拟，对景泰提水灌区现行地面灌水技术进行了评价，研究对比了地面灌溉田间灌水效率的2种计算方法，用模拟地面灌水流运动的计算机模型模拟灌溉试验，得到平均灌水均匀度和田间灌水效率，并针对灌区田间灌水技术存在的问题，提出了改进建议。     

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。     

绿色根源节水灌溉方式的应用研究

应用绿色根源节水灌溉方式对西红柿进行灌溉处理，相对于其他灌溉方式，得到了节水和提高产量的实验结果，并确定了埋管最佳深度为距离地表约30cm和浇灌量0．75L／次。根据西红柿的实验，应用绿色根源节水灌溉方式到道边树和干旱丘陵果园的节水灌溉，并研制了绿色根源灌溉系统的机械装置以1年龄杏树为试验对象，试验表明果树的成活率和生长性与一般灌溉方式相比有明显的提高，而且相对于地下滴灌方式，绿色根源灌溉系统具有成本低，易控制，可移动，易操作和故障少等特点.     

中国喷灌机现状与发展思考

基于水利统计数据,分析了近10 a中国节水灌溉应用分布,发现东北以喷灌为主,西北以微灌为主,华北以低压管灌为主,华东以渠道灌溉为主,具有明显的区域特征,节水灌溉仍有50%发展空间,喷灌技术占比与欧美国家相比仍然偏低.总结回顾了中国喷灌机发展历程、研究进展和发展趋势.从国家政策引导、智慧农业发展、农业种植结构变化和盐碱地耕地改造4个方面,分析了在资源环境约束挑战下中国喷灌机的发展机遇.阐明了喷灌的优势和不可替代作用,指出随着中国高标准农田建设及农业规模化经营稳步推进,喷灌机性能及功能不断增强,使以往喷灌的局限性逐步转变成发展优势.最后从补齐农业全程机械化短板、水肥药一体化作业新模式和无人化智能化方面展望了中国喷灌机未来发展前景.     

灌溉试验站规划的有关问题

根据全国的气候、农业、水利及经济发展水平等区划，合理地选择各省的中心站及重点试验站，并对其进行科学地规划设计，对于总体把握我国灌溉试验基础数据尤为重要。针对目前正在全国进行的灌溉试验站网规划，对省级中心站及重点站的课题规划、试验站的总体布置及设施设备规划和做好本次规划的其他有关问题进行了探讨。     

涌泉根灌技术研究与应用

提出了一种新型涌泉根灌灌水方法,研究设计了一种灌水器,实现了直接将灌溉水输送到植物根系部位的研究目标,研制的涌泉根灌灌水器流态指数小于0.5,属紊流范畴.为了测得不同节水灌溉方式的应用效果,在陕北山地5年生枣树实施了管灌、滴灌和涌泉根灌等工程38.67hm^2,对3种不同灌水方法的经济效益作了分析.结果表明,与不灌溉相比,管灌、滴灌和涌泉根灌的净增收入分别为4707.70,8446.00和10926.00元/hm^2;管灌、滴灌和涌泉根灌每方灌溉水产值分别为1.90,11.30和14.60元/m3.涌泉根灌与滴灌相比,年成本降低2030元/hm^2,净收入增加2480元/hm^2,每方灌溉水产值提高3.30元/m3;涌泉根灌与管灌相比,年成本降低743.30元/hm^2,净收入增加6218.30元/hm^2,每方灌溉水产值提高12.70元/m3.不同节水灌溉方式均使得枣园净收入大幅度提高,尤其是涌泉根灌方式,净增值率高达235.0%.建议在山地经济林果中大面积推广应用涌泉根灌技术.     

膜孔灌溉条件下玉米灌溉制度试验

通过大田试验研究了膜孔灌溉条件下，不同灌溉制度对玉米土壤水分动态、产量及其指标以及水分利用的影响。研究表明：灌溉定额4500m3/hm2时与灌溉定额为5400 m3/hm2的产量相近，但前者的水分利用效率却明显高于后者，灌溉定额为3600 m3/hm2时，虽产量明显低于前两者，但其水分利用效率最高2.7273kg/m3，故最节水。在当地灌溉定额为4500m3 m3/hm2.、灌水四次的灌溉制度经济效益最优。且在相同的灌溉制度下膜孔灌溉与不覆膜对照相比，具有明显的增产效果和较高的水分利用率。     

水稻"淹灌-露田"灌溉模式试验研究

在总结水稻传统淹水灌溉方式及现行节水灌溉方式的基础上，研究提出了水稻“淹灌－露田”灌溉模式，该模式具有减少灌水次数，减轻灌溉管理的劳动强度，减少斗农渠的输水时间从而提高输水效率，并可提高降雨利用率等优点，介绍了该灌溉模式的基本依据、技术要点及在湖北省宜昌市东风渠管理处灌溉试验站的试验情况，并根据2000－2001年的试验资料，对该灌溉模式的灌溉效果进行了分析。     

考虑未来降水的南方水稻灌溉风险决策节水效果分析

提高降雨利用率是节约灌溉用水的一种有效途径。提出了一种考虑未来降水的灌溉风险决策方法,以广西青狮潭灌区为例验证这一方法的节水效果。收集了桂林站2013-2014两年早稻和晚稻生育期逐日对未来7d的气象预报数据和相应时段的气象观测数据,推求了两年淹灌和间歇灌溉两种灌溉模式下采用常规灌溉决策和风险灌溉决策的灌溉制度,并分析了风险决策的节水效果。结果表明,早稻和晚稻平均降低灌水量23.5和21.9mm,节水分别为38.3%和6.7%。采用风险决策可以避免因灌后遇雨造成的灌水浪费,从而减少灌溉用水量、排水量以及灌水次数。     

Level basin design based on cutoff criteria

This paper describes a new procedure for the design of level-basin irrigation systems which is based on the irrigator's cutoff criteria. Design with this procedure, hopefully, will be more transferable to users and will allow basin designs to be adopted to local practices. Comparisons are made to existing design procedures, and it is shown that many of them can be expressed in terms of this new procedure, available in the form of a computer program. A sensitivity analysis was used to confirm the desirability of these new guidelines on design. The sensitivity analysis also showed that the cutoff distance can be adjusted to account for changes in vegetative roughness.