不同灌溉方式对棉花根系分布的影响研究

设置痕量灌、逐日地下滴灌、膜下滴灌、常规地下滴灌和棉花地面灌(对照)等5种灌溉方式,研究不同灌溉条件下棉花根系的空间分布规律。结果表明:逐日地下滴灌、痕量灌对棉花根系干物质量积累的影响显著高于膜下滴灌、常规地下滴灌等滴灌方式,其中逐日地下滴灌处理根系干物质累积量大,水平分布均匀,更有利于根系生长。各处理棉花根系垂向分布范围在0～50 cm,主要聚集范围为0～20 cm、占总根重73.80%～76.91%,土层30～50 cm随着深度的增加根重占比逐渐减小,逐日灌水处理土壤横向剖面含水率相对其他处理变幅较小。根系水平方向范围在0～70 cm,各处理呈显著的向水性分布,且集中分布于膜下窄行与膜间,窄行根重占比相对膜间更大,但逐日地下滴灌处理水平方向分布较为均匀。综上所述采用逐日地下滴灌节水方式对棉花根系干物质积累更有利,根系水平分布更为均匀。     

玉米地下滴灌适宜的毛管铺设参数及灌水定额研究

通过土箱试验,研究不同土壤质地条件下毛管铺设参数(滴头流量、埋深)和灌水定额对地下滴灌湿润半径(滴头到最远湿润边缘的距离)的影响规律,结合内蒙古中部地区玉米常见的种植行距,分析在不同土壤条件下玉米地下滴灌适宜的毛管铺设参数和灌水定额。结果表明:按显著性水平0.05检验,土壤质地和灌水定额均对土壤湿润半径影响显著,而滴头流量和埋深对湿润半径影响不显著。玉米地下滴灌适宜的毛管埋深为25～35 cm,宜采用少量多次的灌溉方式,黏壤土和壤土适宜的灌水定额约为22.5 mm,毛管铺设间距黏壤土为90～100 cm、壤土为90～110 cm;沙壤土适宜的灌水定额15.0～22.5 mm,毛管铺设间距90 cm左右。     

土壤初始含水率对地下滴灌线源入渗土壤水分运动影响的试验研究

通过室内试验,分析了4种土壤初始含水率对地下滴灌线源入渗土壤水分运动规律的影响,结果表明,随着初始含水率的增大,湿润锋向下运移的速度变大,向上和水平方向运移的速度均减小,且滴头下方的土壤含水率相对较高;水平方向在滴头左右相同位置处的土壤含水率基本相同,呈左右对称分布。在相同灌水量情况下,初始含水率越大,湿润锋向上运移的距离越小,向下运移的距离越大。     

干旱区毛管滴灌玉米土壤水分及生长指标研究

针对河西内陆区玉米常规灌溉制度下水量浪费严重、水分利用效率低下和种植结构单一等现状,采用室内试验和田间试验的方法,分析地埋式滴灌条件下不同毛管埋深对大田玉米土壤水分水平方向和垂直方向分布规律以及玉米出苗率、株高及茎粗、叶面积及单株干物质量的影响。结果表明:水平方向上距离毛管中心两边同等位置处,其土壤含水率基本呈对称状态,垂直方向上距毛管中心两边同等位置处,其下面的土壤含水率略高于上方含水率。滴头流量为1.2 L/h时,处理T1出苗率明显高于其他处理,出苗率达到56.51%,其次为处理T2可达20.61%,其余处理出苗率都不足10%;埋深40 cm处理在各生育期的株高及茎粗、单株干物质量显著低于埋深30 cm与埋深35 cm;毛管埋深30 cm更有利于叶面积系数的增加。同一毛管铺设方式下、灌水定额和灌水时间一致的情况下,滴头流量为1.6 L/h时其产量显著高于滴头流量为1.2 L/h的处理。毛管埋深为30 cm、间距为60 cm为适宜地埋式滴灌条件下大田玉米的最优组合模式。     

间接地下滴灌条件下 红黏土水分入渗特性试验研究

植物护坡效果与根系在土壤中的空间造型和分布(即根系构型)密切相关,研究不同土壤初始含水率和滴头流量对红黏土内水分运移的影响规律,对合理匹配土壤湿润体与植物根系分布情况,准确调控植物根系构型,提高植物边坡固土能力具有重要意义。采用室内试验的方法,在间接地下滴灌的条件下,观测土壤初始含水率和滴头流量对土壤湿润体特征值、湿润锋运移速度和含水率分布情况的影响。试验研究发现湿润锋运移的形状近似椭圆形,而湿润体的形状则近似为椭球体。随着土壤初始含水率的增加,湿润体水平方向对称轴不断下移,水分趋于垂直向下运移,随时间呈对数函数变化。在相同的滴灌量条件下,流量较小的湿润体的范围稍大于流量较大的湿润体范围,但湿润锋的半径均随时间呈幂函数变化。滴灌初期,同一时刻湿润锋运移速度随滴头流量的增大而增大,但随滴灌时间的延长,这一现象逐渐减弱。滴头流量大时,水分向水平方向运移的趋势明显,而滴头流量小时,水分向垂直方向运移的趋势更优。不同滴头流量和土壤初始含水率会形成不同形状和大小的湿润体,也会导致湿润体含水量分布不同。在调控所需的植物根系构型时,可通过控制滴头流量和土壤初始含水率来控制植物根系分布情况,提高植物根系固土的能力。     

基于分形理论的地下滴灌灌水器水力特性研究

为了研究滴头工作压力和土壤物理特性对地下滴灌灌水器流量的影响，采用分形理论分析各种级配土壤的分形特征；以土壤颗粒质量分形维数、灌水器工作压力、土壤容积密度、土壤初始含水率为试验因素，运用混合水平均匀设计方法进行试验。结果表明，粘粒含量大小是土壤分形维数的主要影响因素，土壤分形维数随着粘粒含量的增加而增大；PLASSIM公司地下滴灌灌水器流量随土壤分形维数的增大而减小，即土壤质地越细地下滴灌滴头流量就越小；通过试验所建立的包含有土壤分形维数因素的地下滴灌灌水器流量计算经验公式的普适性较高。     

直插式地下滴灌土壤湿润体特征值变化规律及灌溉效果分析

【目的】了解2种典型干旱区土壤(砂土、砂黏土)中直插式地下滴灌的灌水效果。【方法】以实测的土壤湿润锋在垂直向上、向下和水平3个方向的运移距离为基础,建立了土壤湿润锋运移距离与直插式地下滴灌滴头流速和灌水时间之间的函数关系,依据此量化关系结合土壤含水率求得了直插式地下滴灌的微灌技术参数,并评价了直插式地下滴灌在干旱区砂土、砂黏土中的灌水效果。【结果】在2种土质条件下,湿润锋不同方向上的运移距离与滴头流速和灌水时间之间的量化关系式R2>0.95,验证方程R2>0.95,表明模型可行;在砂土中,灌溉水储存系数、灌水均匀系数及土壤湿润比均小于0.6,而在砂黏土中均高于0.8,表明直插式地下滴灌在砂土中灌水效果比砂黏土差。【结论】幂函数可准确描述砂土、砂黏土中直插式地下滴灌湿润峰运移距离、滴头出流速度和灌水时间之间的关系;垂直向上湿润距离与滴头流速负相关,与灌水时间正相关,水平与向下湿润距离与流速、灌水时间均正相关;在本试验条件下,流速为1.25 L/h灌水效果最好。     

一种新的地下滴灌毛管水力计算模型——基于土壤初始含水率和土壤黏粒含量空间变异性研究

地下滴灌是一种新型高效节水灌溉技术。为探究土壤空间变异性对地下滴灌毛管水力特性的影响,提出地下滴灌毛管水力要素的试验方案,研究土壤物理参数(土壤初始含水率和土壤黏粒含量)的空间分布特征,分析土壤物理参数的空间分布格局。建立考虑土壤物理参数空间变异性的地下滴灌毛管水力计算模型,将其转化为目标函数的优化问题,采用遗传算法来求解模型中的相关参数。根据试验数据和模型计算结果验证模型的可靠性。该模型为研究土壤空间变异性和地下滴灌毛管水力特性的内在联系奠定基础。     

地下滴灌田间管网灌水质量对土壤物理特性差异的响应

压力水头偏差率和滴头流量偏差率是评价微灌灌水质量的重要指标.在试验与地下滴灌毛管水力计算数学模型的基础上,建立了地下滴灌田间管网水力计算数学模型.利用该模型,分析了地下滴灌田间管网灌水质量对土壤物理特性差异的响应.结果表明,由于土壤物理特性对地下滴灌滴头流量的制约作用,致使地下滴灌田间管网压力水头与滴头流量偏差率比地表...     

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.     

Effect of irrigation methods on root development and profile soil water uptake in winter wheat

The 2-year field experiments were carried out to research the effect of different irrigation methods, namely border irrigation, sprinkler irrigation, and surface drip irrigation, on root development and profile water uptake in winter wheat. Results showed that the main root distribution zone moved upward under sprinkler and surface drip irrigation when compared to the traditional border irrigation. Profile root distribution pattern changed with irrigation methods. Soil profile water uptake was correlated to the root system and soil water dynamics. Due to the appropriate soil water and higher root density in the surface soil layer under sprinkler and surface drip irrigation, the main water uptake zone was concentrated in the upper layer. Because of the water deficit in the surface layer under border irrigation, water uptake in 50–100 cm depth was stimulated, which caused the main uptake zone downward. The amount and pattern of root water uptake varied with irrigation methods. This may provide valuable information on the aspect of agricultural management.     

不同节水灌溉模式对白茶品质及茶园土壤重金属含量的影响

为探究不同节水灌溉模式对白茶品质及茶园土壤重金属含量的影响,设计不同灌溉方式(喷灌和滴灌)和不同土壤水分控制下限(65%、75%和85%),观测白茶水浸出物、游离氨基酸、茶多酚、儿茶素等品质指标及茶园土壤铬、砷、镉、汞、铜和铅含量,同时引入投影寻踪分类模型,基于高优白茶品质和低重金属残留对节水灌溉模式进行综合评价。结果表明:喷灌处理对白茶品质形成的促进效果优于滴灌,以75%控水下限的白茶品质最佳;但在相同控水条件下,滴灌在剖面尺度上对重金属的消减效果强于喷灌;投影寻踪分类模型分析结果表明,滴灌65%控水下限和喷灌75%控水下限的综合评价结果较优,其中喷灌75%控水下限节水灌溉方案的投影值达到1.821,该灌溉模式下白茶水浸出物、游离氨基酸、茶多酚和儿茶素含量分别为47.6%、6.66%、14.2%和12.5%,主根区土层(20~40 cm)六种重金属离子总体呈降低趋势。     

贺兰山东麓砂质酿酒葡萄园土壤水分分布研究

针对贺兰山东麓砂质酿酒葡萄园漏水漏肥,水分利用率低等问题,采用田间试验,分别设置沟灌、单管滴灌和双管滴灌的方式,研究土壤水分分布及葡萄需水规律,从而制定适宜的灌溉制度。结果表明,沟灌水分下渗基本在70cm内的根系分布层,灌溉后期含水率低,灌溉周期为13d;双管滴灌水平侧渗区域主要集中在20～45cm的葡萄毛根活动区域,垂直入渗在在60cm根系分布区内,灌溉周期为9d;单管滴灌垂直下渗速率高于侧渗速率,灌溉周期为7d。单管滴灌方式便于大规模的葡萄机械化管理,最佳水分管理方式为增加单次灌溉时间让单次灌水量达到450m3/hm2。     

小滴头流量下灌水频率对膜下土壤湿润区的影响

为了探明灌水频率对小滴头滴灌土壤湿润区的影响,在实验室对沙土和中壤土进行了膜下间歇滴灌试验,滴头流量分别为0．3、0．5、0．7L／h;灌水频率分别为1、2、3、4次灌完。在灌水量相同的情况下观测了土壤的湿润区运移过程和含水率分布。结果表明,小滴头流量下改变滴水频率对土壤湿润体的大小影响很小;随着灌水频率的增加,土壤湿...     

智能滴灌系统中土壤水分传感器埋设深度研究

智能滴灌系统顺应了我国水资源高效利用的要求,实现了作物的精确、适时灌溉,同时也为土壤水分状况的测量提出了更高的要求。土壤水分传感器恰好满足这个要求,其埋设深度是实现智能滴灌控制系统所需解决的最主要问题之一。通过对黄瓜根系分布特征和滴灌条件下黄瓜根区土壤含水率的变化规律的分析,初步给出了传感器在黄瓜根区的2种埋设方案。在垂直方向以地表以下5～10、20～30 cm处为埋设传感器的最佳深度,40～50 cm处为辅助埋设深度。     

不同节水灌溉技术的节水机理试验研究

根据甘肃省特殊自然地理条件，对于喷灌、滴灌、渗灌及波涌灌几种方式下，小麦和玉米两种作物的灌溉节水机理进行了对比试验研究，分析了不同节水灌溉方式下这两种作物的节水性和生育动态。试验结果表明，在降雨、灌溉水量和前期土壤特性一定的情况下，在喷灌、滴灌、渗灌及波涌灌几种节水灌溉技术中，渗灌的节水性最好，依次为滴灌、喷灌、波涌灌。小麦和玉米在渗灌条件下产量比滴灌、喷灌和波涌灌都高，小麦渗灌产量比滴灌增加7．6％，比喷灌增加13．1％，比波涌灌增加22．4％。玉米渗灌产量比滴灌增加1．3％．比喷道增加6．3％。     

不同灌水量对南疆棉花墒情及长势的影响研究

通过棉花膜下滴灌大田试验,研究了不同灌水量情况下作物长势与产量影响及土壤墒情变化与分布规律的影响。试验共设了3 300、3 000、2 700、2 400m3/hm2等不同灌溉定额的处理,在各处理试验小区内装土壤墒情传感,并其传感器探头埋在地下10、20、40cm处实时监测不同层面土壤含水量和温度变化,以及同时在相应处取土样采用烘干法测土壤含水率和田间持水量。结果表明:3 300、3 000m3/hm2灌溉定额下,作物长势、土壤含水率和温度变化规律比较好,并与产量的相关性显著最佳状态,灌溉定额对土壤水分与温度灌水前后和灌水周期内变化的影响有明显显著。     

不同灌溉技术条件对冬小麦生产的影响

为了研究并得到3种不同灌溉技术（滴灌、喷灌、漫灌）对冬小麦产量及其构成的影响,在中国农业大学吴桥实验站设计了滴灌、喷灌、漫灌的大田试验.3种灌溉技术条件下,其灌溉总量相同,漫灌和喷灌采用浇底墒水加浇两水,滴灌采用浇底墒水加浇四水的方式;从冬小麦整个生长期内的作物高度、叶面积指数、籽粒重等指标,考察不同灌溉技术对冬小麦生产及其构成的影响.结果表明：滴灌条件下,表层含水量下降速度最小,整个生长期,含水量高于喷灌和漫灌;滴灌处理的叶面积指数最高,其次是喷灌;在成熟期,滴灌条件下,作物高度比漫灌高12%,比喷灌高5%;滴灌和喷灌的条件下产量分别比漫灌高8.63%,7.75%;滴灌、喷灌、漫灌的籽粒千粒重分别为43.36,42.17和41.17 g,滴灌和喷灌籽粒重明显高于漫灌,且生物量分别比漫灌提高了6.9%,3%.这说明3种灌溉技术中,滴灌技术最有利于实现节水保墒、小麦增产,其次是喷灌.     

膜下滴灌棉田土壤水分空间变异规律研究

2009年,在新疆库尔勒包头湖农场智能化棉花膜下滴灌工程示范区,选择典型的一膜一管4行种植的棉花为试验区(共计20个测点),测定了各个采样点以及3个不同深度的土壤含水率。运用地统计学和经典统计学方法,分析了棉花4个生育期内土壤水分的空间变异特性。结果表明,土壤质地为砂壤土时,土壤含水率的空间变异性属于弱变异;随着棉花的生长,土壤水分的分布越来越趋于均匀化;在棉田主要生育期内,研究土壤含水率空间分布最好的半方差函数模型是球形模型;土壤含水率的大小基本上和该点与滴灌带的垂直间距成反比例关系;棉花行对棉田土壤水分的再分布起到了很大的影响,距离棉花行越远,受到的影响就越小。     

Response of sorghum to moisture stress using line source sprinkler irrigation I. Plant-water relations

The response of sorghum (Sorghum bicolor L.) to moisture stress during the post-rainy season was studied at ICRISAT research center on a medium deep Alfisol using a line source sprinkler irrigation system. Changes in soil moisture content, stomatal conductance, leaf-water potential and leaf temperature of sorghum as a function of distance away from the line source sprinkler system were monitored throughout the season. Use of the line source technique facilitated the imposition of a range of moisture stress levels as indicated by increased water use by sorghum closer to the line source compared with the crop farther away from the line source. Canopy response measured in terms of stomatal conductance, leaf-water potential, and leaf temperature clearly reflected the gradient in moisture stress perpendicular to the line source.