黄土高原区果树滴灌的投资控制分析

山西省是全国严重缺水省份,推行果树节水灌溉势在必行。基于山西省的自然条件和经济条件,滴灌成为果树节水灌溉的主要模式。针对滴灌工程中因设计不合理而造成的投资加大、节水效益不理想等问题,运用价值工程原理优化工程设计,以期达到有效控制工程投资的目的,并为黄土高原区果树滴灌工程设计起到一定的指导作用。     

蓄水坑灌条件下灌水量对棵间蒸发强度的影响研究

采用蓄水坑灌技术,研究了不同灌水量处理下(W90,W150,W210)的果园棵间蒸发。在田间采用微型蒸渗仪,观测了距树干不同距离处棵间地表蒸发强度、距坑口不同深度处坑壁蒸发强度的逐日变化过程,并利用微型气象站和nk3500手持气象仪,同步观测了地表棵间以及蓄水坑内的气象因素。结果表明:不同灌水量处理下的棵间地表蒸发逐日变化特征基本一致,呈现随时间先逐渐递减,然后稳定的变化规律;不同灌水量处理下的棵间坑壁蒸发、棵间总蒸发逐日变化特征基本一致,呈现单峰性,随时间先逐渐增大、后逐渐减小、最后稳定的变化规律;不同灌水量下的棵间坑壁、棵间地表蒸发强度存在显著差异;W90、W150,W210处理下的棵间总蒸发量分别为41 920、45 045、45 447mm3,W210比W90处理下的棵间总蒸发量大1.08倍,棵间总蒸发量随着灌水量的增加而呈现逐渐增加趋势。蓄水坑灌条件下,灌水量大小对果园棵间蒸发影响显著,研究成果将更进一步揭示蓄水坑灌节水机理,并为蓄水坑灌理论的完善提供重要的科学依据。     

膜下滴灌条件下不同水氮供应对大棚番茄品质的影响

为揭示膜下滴灌水氮耦合效应对大棚番茄品质的影响和寻求优质番茄生产的最佳水氮耦合模式,通过膜下滴灌试验,对不同水氮处理下番茄的品质指标进行测定分析。试验设计4个灌水处理和3个施氮处理,灌水处理为苗期较充分灌水减少50%灌水量(W1)、苗期与开花期较充分灌水减少50%灌水量(W2)、全生育期较充分灌水减少50%灌水量(W3)、全生育期充分灌水(W4);施氮处理为200 kg/hm~2(N1)、300 kg/hm~2(N2)、400 kg/hm~2(N3)。结果表明,苗期和开花期减少灌水量能够提高番茄可溶性糖、VC与硝酸盐含量,降低有机酸的含量;增加施氮量和减少灌水量会使硝酸盐含量升高。灌水处理、施氮处理和水氮耦合对番茄可溶性糖、有机酸、VC、硝酸盐含量的影响均达到极显著水平;灌水处理对番茄红素的影响显著,施氮量和水氮耦合效应对番茄红素的影响不显著,并通过主成分分析,对番茄各项品质指标进行综合分析,得到综合评价得分最高的水氮耦合为W2N3。     

蓄水坑灌下矮砧苹果园水分监测点位置研究

以蓄水坑灌(坑深40 cm)下的5 a生矮砧富士苹果树为研究对象,通过田间测定直径小于等于2 mm的吸水根分布和不同位置的土壤含水率情况,采用数据拟合和聚类分析的方法,探讨蓄水坑灌下矮砧苹果树土壤水分监测点的合理布置。结果表明:1蓄水坑灌下,苹果树吸水根在水平方向上主要分布于距树干0~90 cm范围内,其根长密度占总根系的90%以上;垂直深度上主要分布于距地表0~120 cm深度范围内,其根长密度占总根系的80%以上,并在40~60 cm深度达到生长峰值,其根长密度占总根系的40%以上。2以Dr90(距离树干90 cm,深度0~120 cm)监测点为含水率分析区域,通过水分分布曲线拟合和聚类分析得出,Dr90监测点60 cm深度处的含水率可代表整个0~120 cm深度剖面的含水率情况,并利用2013年的实测数据进行验证,含水率相对误差在±5%范围内。     

蓄水坑灌不同坑深条件下苹果树叶片蒸腾特性研究

通过测定苹果树叶片的蒸腾速率的日变化,对蓄水坑灌不同坑深条件下的果树叶片蒸腾能力进行研究。试验选取两棵长势相近且生长良好的苹果树,分别设定坑深60cm和坑深40cm两种处理。结果显示:蓄水坑灌条件下,两种处理的果树叶片蒸腾速率日变化趋势相似,在7月、9月两个月份均呈单峰曲线,在8月呈双峰曲线,在12∶00均出现午休现象;两种处理的叶片水分利用率的日变化趋势也相似,均在7∶00-8∶00达到最高值,随着时间推移逐渐降低。同时发现,坑深60cm的果树叶片在一天中各个时段的蒸腾速率比同时刻坑深40cm的蒸腾速率慢,水分利用率高;果树叶片的蒸腾作用和水分利用率受气温、叶温、光合有效辐射和水汽压等内外综合因子的控制,且气孔导度对果树叶片的蒸腾作用也有一定的影响。研究结果可为蓄水坑灌坑深的合理确定提供依据。     

不同入渗水头和容重作用下饱和导水率变化特征研究

蓄水坑灌法是一种适用于我国北方干旱地区果林灌溉的新型灌水方法。蓄水坑灌条件下的土壤水分入渗是在变水头条件下进行,而变水头条件下的饱和导水率研究又是变水头、复杂边界条件下的蓄水坑入渗研究的基础。以入渗水头为试验控制因子,分别进行了三种土壤在不同入渗水头作用下的饱和导水率和三种土壤分别在不同的土壤容重条件下不同入渗水头的土壤饱和导水率试验。试验结果表明：入渗水头对土壤饱和导水率有显著的影响,随入渗水头的增大,土壤饱和导水率呈逐渐减小的趋势;对同一种土壤,随着容重的逐渐增加,入渗水头对其影响的显著性逐渐降低。     

不同覆盖方式下蓄水坑土壤温度日变化特征研究

为了研究不同覆盖方式(无覆盖,秸秆覆盖,地膜覆盖)下蓄水坑坑内土壤温度一日内随时间的变化规律,在田间利用水银温度计和直角地温计,观测了大气温度、蓄水坑坑内空气温度、距坑壁不同距离和坑底不同深度处地温一日内动态变化过程.试验结果表明:秸秆覆盖坑内土壤温度日变化相对平稳,外界低温时有增温效应,外界高温时有降温效应;无覆盖和地膜覆盖,坑内土壤温度随着距坑壁距离的不断增大,日变幅逐渐减小,渐趋稳定;地膜覆盖较秸秆覆盖和无覆盖对坑内土壤温度具有明显的增温效应;随着蓄水坑距地表深度的不断增大,坑壁土壤温度日变幅逐渐减小,趋于稳定.     

土壤含水量对红富士苹果叶片生理的影响

根系对土壤水分的有效吸收对地上部的生理特征有着重要的影响,以盆栽2年生红富士苹果幼苗为试材,研究了4种不同水分胁迫处理下土壤含水量对红富士苹果幼苗叶片水势的影响以及叶片的蒸腾速率、光合特性和其他生理特征的变化.结果表明,随着土壤中含水量的降低,红富士苹果叶片相对含水量、蒸腾速率和净光合速率也随之呈逐渐下降趋势,且蒸腾作用降低的幅度显著大于光合作用降低的幅度,而细胞间隙二氧化碳(CO2)的浓度逐渐增加,同时气孔的阻力增加.     

蓄水坑灌水土温度变化对土壤水分再分布规律的影响

【目的】探寻蓄水坑灌下土壤水分分布规律。【方法】通过构建蓄水单坑灌施条件下的物理模型,分别对恒定水温(15℃)不同土壤温度(15、20和30℃)和恒定土温(30℃)不同灌水温度(15、20和30℃)条件下的土体湿润锋和含水率进行了研究,并对恒定水温(15℃)不同土壤温度(15、20和30℃)条件下土体中水分的再分布进行了数值模拟。【结果】恒定水温时,在灌溉后的同一时刻,随着土壤温度的升高,湿润锋的径向和垂向推进距离的增量分别为18%和4.4%;恒定土温时,在灌溉后的同一时刻,随着灌水温度的升高,湿润锋的径向和垂向推进距离的增量分别为2%和1%,但在同一处理条件下,随着时间的推移,其平均推进速度在降低;在土壤水分的再分布过程中,土壤含水率的高值区域在临近水室的中下部位,随着土壤温度和灌水温度的增加,土壤含水率的高值区域呈现出扩大的趋势。在采用数值模拟的方法研究土壤水分再分布的运动规律时,土壤温度的变化对模拟计算的精度有较大的影响,尤其是土壤温度和灌水温度差异较大时,该影响更为明显,水土温度相差15℃时,模拟计算值和实测值之间的最大相对误差可达19.87%;文中给出了考虑不同土壤温度和灌水温度条件下的水分再分布修正因子,运用该修正模型,可将模拟计算值和实测值之间的最大相对误差减小至4.76%。【结论】蓄水坑灌下土壤水分再分布对土壤温度的变化较为敏感,文中修正模型可作为进一步精确模拟蓄水单坑灌施条件下土壤水分运动的有效工具。     

深层灌水条件下基于BP人工神经网络方法的冬小麦根系分布预测模型

对冬小麦实施深层灌水是一种高效的节水灌溉方式,为了简化深层灌水条件下冬小麦根系研究工作,建立了以土层深度、发育时间、土层根系日均吸水量、土层日均温度、地上部干重、株高为输入因子,土层根系密度为输出因子的BP人工神经网络预测模型。研究结果表明:在所建立的预测模型下,训练样本各土层根系密度预测值与实测值之间平均相对误差为5.92%,检验样本的平均相对误差为7.30%,训练样本和检验样本都具有较高的精度,因此以该模型对深层灌水条件下冬小麦根系分布情况进行预测是可行的,可为深层灌水条件下冬小麦的根系研究提供新方法。