蓄水坑灌下不同灌水对新梢旺长期苹果园SPAC系统水势影响研究

为了进一步探明蓄水坑灌下不同灌水上下限对新梢旺长期苹果园SPAC系统水势的影响,实验以三段砧木矮化型红富士长富二号为材料,以地面灌溉(D)为对照,分三个灌水下限(T1、T2和T3)进行处理研究。结果表明:蓄水坑灌下的苹果园SPAC系统水势明显高于地面灌;土壤水势日变化变化和清晨水势变化均不明显;茎水势、叶水势的日变化均呈现先减小后增大的特征(清晨与傍晚较高,午间的最小),而清晨水势变化则呈现随着新梢旺长期的进行逐渐升高;大气水势日变化呈现先减小后增大的特征,清晨水势则无明显特征;苹果园SPAC系统叶片到大气的水势梯度远大于土壤到叶片的水势梯度,水势梯度日变化表现为早晚低、中午前后高的明显趋势;田间持水量的60%~90%可作为新梢旺长期的最优灌水上下限。     

蓄水坑灌条件下果树水分测定探头布设优化研究

为了在准确把握土壤墒情信息的前提下,简化土壤剖面水分的测量,减少传感器的埋设数量,对蓄水坑灌果园水分测点优化布设进行研究。结果表明:不过坑且距离果树30cm处监测点(b30)的体积含水率和整个试验区10个监测点体积含水率的加权平均值有着显著的相关性,并且两者之间的关系可用线性公式表示,进一步利用相同处理的不同果树的相关数据进行验证,结果表明所建立的线性公式具有较高的预测精度。因此,可以利用b30测点的体积含水率来估算蓄水坑灌条件下整个果树周边土壤的含水率情况。     

咸水灌溉对土壤水盐分布和小麦产量的影响

在石羊河流域中游开展田间灌溉试验,试验设置3种灌水量,灌溉定额分别为355,280,205 mm(W1,W2和W3);4种灌水矿化度0.7,3.0,5.0和7.0 g/L(S1,S2,S3和S4),共12个处理,每个处理3组重复.研究结果表明:淡水灌溉条件下,土壤积盐率不超过15%,当灌水矿化度在3.0 g/L以上时,土壤剖面盐分积累峰值在20~40 cm层,灌溉水带入的盐分有40%~80%积累在60 cm深度.当灌水矿化度为3.0 g/L时,盐分胁迫造成春小麦减产在10%以下;灌水矿化度为5.0 g/L和7.0 g/L时,春小麦减产严重,最高可达28%.相同灌水矿化度条件下,与充分灌溉(W1)相比,W2和W3分别减产10%和15%左右.拔节期-灌浆期是春小麦需水关键期,灌水要及时,3种灌水量均可以保证春小麦根区含水量维持在田间持水量的60%~80%.因此,3.0 g/L的微咸水灌溉不会造成春小麦大幅减产,合理调控灌水时间,灌水量为205~355mm可以保证春小麦土壤含水量维持在适宜的水平.     

西葫芦微咸水膜下滴灌土壤水盐运移对产量影响的预测模型

为了定量计算微咸水膜下滴灌对土壤水盐和西葫芦产量的影响,根据微咸水膜下滴灌土壤水盐运移特点和西葫芦生长试验,建立了西葫芦微咸水膜下滴灌土壤水盐运移模型和水盐生产函数,并将二者联立,建立了西葫芦微咸水膜下滴灌土壤水盐运移对产量影响的预测模型。利用西葫芦微咸水膜下滴灌水盐试验数据对模型进行验证,结果表明模型计算的西葫芦微咸水膜下滴灌土壤含水率和土壤含盐量与实测土壤含水率和土壤含盐量的变化趋势一致,模型计算土壤含水率、土壤含盐量和西葫芦产量的均方根误差分别为0.049 cm~3/cm~3、0.065 g/kg和3.83 t/hm~2,土壤含水率、土壤含盐量和西葫芦产量的平均相对误差分别为5.17%、7.42%和5.84%,土壤含水率、土壤含盐量和西葫芦产量的平均绝对误差分别为0.047 cm~3/cm~3、0.062 g/kg和3.95 t/hm~2。所建的模型具有较高的模拟精度,可用于模拟西葫芦微咸水膜下滴灌土壤水盐动态和西葫芦产量。     

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。     

蓄水坑灌下果园土壤水-热-氧三维分布数值模拟

【目的】构建蓄水坑灌条件下的土壤水-热-氧三维分布耦合模型,探究蓄水坑灌对土壤水、热、氧分布的影响,揭示蓄水坑灌下的土壤水、热、氧空间分布特征。【方法】基于土壤水分运动方程,土壤热量传输方程和土壤氧传输方程,建立蓄水坑灌下的土壤水-热-氧三维耦合模型,利用COMSOL Multiphysics软件进行数值求解,采用田间实测数据对模型进行验证,基于验证后的模型模拟增设蓄水坑和灌水对果园土壤水、热、氧分布状况的影响。【结果】三维耦合模型具有较高的精度,模型模拟土壤含水率、土壤温度和土壤氧浓度的RMSE分别为0.0367、1.6099和0.0138。增设蓄水坑后,坑壁土壤水、热、氧状况发生较大改变;随着时间的推移,蓄水坑周围的土壤含水率降低,土壤含氧量升高,坑壁与地表土壤温度呈相同的变化规律,均随着气温的降低而降低。蓄水坑灌水后,水分通过坑壁渗入土壤,形成以坑底为中心的椭球状含水率高值区和土壤温度、含氧量低值区,三者分布随着时间推移趋于均匀,但灌水对土壤温度的影响时间远低于对土壤含水率和含氧量的影响时间。灌水对土壤氧浓度影响较小,氧浓度在地表和坑壁处较高;距地表和坑壁处越远,土壤氧浓度越低。...     

畦灌灌水技术参数的多目标模糊优化模型

为了提高畦田灌水质量和高效用水,采用田间水利用系数的数值模拟模型求解田间水利用系数和灌水均匀度,以两者为目标建立了畦灌灌水技术参数的多目标优化数学模型.分析了该优化问题的模糊性,提出了模型的模糊解法.利用所建立的多目标模糊优化模型和计算方法,对试验畦田进行了灌水技术参数的优化计算.根据优化计算所确定的灌水技术参数,即单宽流量和灌水时间,进行田间灌水试验,测定和计算了田间水利用系数和灌水均匀度,并与优化计算的目标值进行了比较.结果表明,实测值与计算目标值有较好的一致性.因此,所提出的灌水技术参数优化模型及解法,可同时满足节水与保证灌水质量的要求.     

乔灌篱沟蓄沟道土壤水分运动数值模

在分析乔灌篱沟蓄沟道布置和水分运动特点的基础上,建立了乔灌篱沟蓄沟道二维非饱和土壤水分运动模型,采用Galerkin有限单元法对方程进行数值求解.室内验证试验结果表明,土壤含水率和湿润锋的模型计算值与实测值吻合较好,说明乔灌篱沟蓄沟道土壤水分运动模型正确,采用有限元法求解可行.     

降雨灌溉蒸发条件下苹果园土壤水分运动数值模拟

根据土壤水动力学原理和果树根区土壤水分运动特点,建立了降雨灌溉蒸发条件下含根系吸水项的二维土壤水分运动数学模型,采用有限元法求解,对降雨灌溉蒸发条件下的地表边界条件进行处理.在田间进行了灌溉蒸发条件下果园土壤水分运动验证试验,采用田间实测土壤含水率分布资料对模型进行验证,结果表明模拟值与实测值吻合较好,所建的根区土壤水分运动模型是正确的,采用有限元法求解是可行的,该模型可用于预测果园田间土壤水分运动.     

不同水分-沸石耦合策略对番茄生长特性的影响

以交替膜下滴灌不同水分(W)-沸石(Z)耦合策略下的番茄为试材,采用基于Logistic模型的番茄生长动态过程模拟方法,研究W、Z及其耦合效应对番茄物候期参数(线性生长起点t₁、线性生长终点t₂、线性生长期LGD)和生长参数(最大线性生长速率MGR、平均线性生长速率LGR、线性生长量TLG)的影响,以期为交替膜下滴灌条件下番茄种植提供参考依据。结果表明：不同W-Z耦合条件下番茄S型生长过程可划分为渐增期、线性生长期和缓增期,符合Logistic模型。任意W时株高、W₁时t₁、t₂和LGD、W_0.75时TLG,以及W_0.5W₁时MGR、LGR、TLG随Z增加表现为先促后抑。Z₆Z₉时t₁、t₂、LGD和任意Z时株高、MGR、LGR、TLG对W,以及W_0.75时MGR、LGR对Z均存在正响应。Z_3<...