利用电容式传感器连续监测土壤硝态氮质量分数的试验研究

通过室内和田间试验,研究土壤硝态氮质量分数与电容式传感器监测的土壤电导率、含水率和温度的定量关系。在室内以NH4NO3分析纯为溶质,进行了溶液质量浓度0～10g/L的7次土柱试验;在2009年和2010年春玉米生育期内监测了不同滴灌水量条件下土壤电导率、含水率和温度动态变化。结果表明,土壤电导率能较好的反映土壤硝态氮质量分数的变化;土壤硝态氮质量分数与电导率、含水率和温度之间的关系可用二次多项式描述,且3个土壤参数对土壤硝态氮质量分数的影响均达到了极显著水平(P≤0.01);由于回归模型的拟合精度受土壤初始养分盐分质量分数及空间变异等因素的影响,为获得较高的预测精度,应进行田间标定。     

再生水地下滴灌对玉米生育期土壤脲酶活性和硝态氮的影响

为了探讨再生水地下滴灌条件下土壤脲酶活性和硝态氮的关系,通过2a再生水地下滴灌试验,研究了滴灌带埋深和灌水量对玉米生育期0~50cm深度土壤脲酶活性和硝态氮分布的影响。灌水量设置灌溉需水量的70%、100%和130%3个水平,滴灌带埋深设置0、15和30cm 3个水平。结果表明,再生水地下滴灌提高了0~50cm脲酶活性。灌水量和滴灌带埋深均对土壤脲酶活性和硝态氮含量产生了显著影响,硝态氮随灌水量和滴灌带埋深的增大运移深度增加,0~10cm深度脲酶活性以70%灌溉需水量和埋深0cm较高,10~50cm深度脲酶活性以130%灌溉需水量和埋深30cm较高。相关分析表明,硝态氮含量和脲酶活性在玉米生育期内由极显著正相关向负相关转变。     

土壤层状质地对小流量地下滴灌灌水器特性的影响

以均质壤土（L）、均质砂土（S）、上砂下壤（SL）和壤土中有砂土夹层（LSL）4种土壤质地结构为对象,利用室内土箱试验,研究了土壤质地及其层状结构对灌水器流量的影响,估算了灌水器出口正压值。试验选用10 m水头压力下额定流量为1.1 L/h的地下滴灌专用灌水器。土壤为层状结构时,上层土壤厚度为20 cm,砂土夹层的厚度为10 cm。L、S、SL试验的灌水器埋深为15 cm;为了探讨灌水器埋深与土壤质地变化相对位置对灌水器性能的影响,LSL的灌水器埋深设计为15、25和35 cm。试验采用的工作压力为2、3、6和10 m水头。结果表明：灌水开始后,出口正压的迅速增大致使灌水器流量迅速减少,而后逐渐趋于稳定。灌水器流量随时间的变化可近似用幂函数表示。灌水器在土壤中的流量比在空气中的自由出流流量有所减小,灌水器自由出流流量越小,减小幅度越大。土壤层状质地对灌水器流量影响明显,一定压力下,灌水器在层状土壤中的流量小于在均质土壤中的流量,尤其当灌水器位于LSL的砂土夹层中时,流量比在均质壤土中减少13%,比自由出流流量减少20%。利用试验结果建立了地下滴灌灌水器流量与土壤饱和导水率、层状土壤结构、灌水器工作压力的经验关系,对各影响因子的敏感性分析结果表明,对地下滴灌灌水器流量影响最明显的是灌水器工作压力,其次是层状土壤结构,饱和导水率的影响较小。     

降水预报准确率对变量灌溉水分管理的影响

为充分利用降水,提高变量灌溉水分管理精度,将降水预报信息与变量灌溉制度结合生成变量灌溉处方图,在评估2016年和2017年不同降水等级预报准确率的基础上,研究了未来3 d降水预报信息对冬小麦和夏玉米变量灌溉制度的影响.结果表明,两年冬小麦和夏玉米生育期内,预见期1,2,3 d的降水预报信息准确率差异不大,无雨预报准确率最高,两年平均为83.3%,大雨和暴雨次之,为51.7%,中雨预报准确率最差,为23.0%.结合降水预报信息制定变量灌溉制度,2016年冬小麦和2017年夏玉米生育期内分别减少灌水量8 mm和16 mm.根据目前预报信息准确率,建议无雨和小雨预报时,直接按设计灌水定额灌溉;中雨预报时,可采用灌水定额的80%实施灌溉;大雨和暴雨预报时,可适当推迟灌溉.     

谈平均水滴直径的计算方法

一、问题的提出水舌自喷嘴喷出后,粉碎成的水滴个数极多,并且在离开喷头的某一位置处,水滴直径的变化范围较大,因此喷头的雾化情况应以离开喷头不同距离处的平均水滴直径来描述,现在的问题是采用什么方法来计算平均水滴直径。我们于1985年用面粉法对几种圆形喷嘴、方形喷嘴和双长方形喷嘴的水滴分布情况进行了测试,在对测试资料进行整     

再生水对园林升降式喷头水力性能的影响

选取园林喷灌中常用的3种升降式旋转喷头：DPX-HP型喷头、具有记忆功能的DPX-TS型喷头和托罗V-1550型喷头,分别在地下水和再生水条件下运行447h,测定运行前、后的流量-压力关系、喷头水量分布和转动均匀性,并利用单喷头水量分布资料模拟计算组合喷灌均匀系数,以评价再生水对升降式喷头水力性能的影响。结果表明,再生水运行447h后喷头流量降低3.4%~4.7%、射程降低2.7%~9.0%,而地下水分别降低了0.03%~0.09%和2.5%~3.9%,再生水降幅明显大于地下水。再生水运行使喷头各象限转动时间的最大偏差率增加4.2%~4.4%,水质变化对喷头转动均匀性影响不明显。再生水运行不会对喷头的均匀系数产生明显影响,能够满足高灌水均匀度的要求。     

21世纪节水农业中的高新技术重点研究领域

近年来,在先进国家高新技术开始被较为广泛地应用于节水农业,并获得了成功。进入21世纪,我国农业将面临着水资源日益短缺,同时又必须担负起保障16亿人口食物安全的重任。该文总结了国内外高新技术在节水农业中的应用与发展现状,提出了我国在21世纪应重点研究的领域、关键技术和重点解决的问题,预测了产业化发展前景。     

基于变量灌溉动态分区管理的冬小麦产量与节水效果

喷灌机机载式红外温度传感器系统是动态监测农田作物水分亏缺状况、构建变量灌溉(variable rate irrigation,VRI)决策支持系统的重要工具。为了评估圆形喷灌机机载式红外温度传感器系统在变量灌溉动态分区管理中的应用效果,该研究以气象参数和土壤水分传感器网络构建的均一灌溉(uniform rate irrigation, URI)决策方法为对照,评估了基于气象参数、土壤水分传感器网络和作物冠层温度的变量灌溉决策方法对华北平原冬小麦灌溉制度、土壤含水率空间分布均匀性和节水增产效果的影响。在河北省邢台市大曹庄中国水利水电科学研究院智慧灌溉技术与装备创新示范推广基地开展试验,试验区为三跨加悬臂圆形喷灌机控制灌溉面积7.07 hm²,2021年试验区等分为2个子区,布置URI和VRI处理,2022年试验区等分为4个子区,布置URI处理、基于等间隔法进行管理区聚类划分的VRI(T1)处理、基于“Jenks”自然断点法进行管理区聚类划分的VRI(T2)处理和基于几何间隔断点法进行管理区聚类划分的VRI(T3)处理。结果表明,在冬小麦生育期内,URI和VRI处理灌...     

干旱区滴灌均匀系数和灌水量对土壤水氮分布的影响

研究新疆干旱区滴灌均匀系数和灌水量对土壤水氮分布的影响,为滴灌均匀系数设计与评价标准的修订和完善提供依据。供试作物为棉花,试验中滴灌均匀系数(Cu)设置0.65(C1)、0.78(C2)和0.94(C3)3个水平,灌水量设置充分灌水量的50%、75%和100%3个水平。结果表明,棉花生育期内根系层0～60cm土层含水率均匀系数保持在较高水平(0.80～0.97),滴灌均匀系数和灌水量及其交互作用的影响均未达到显著水平。土壤NO3--N含量均匀系数随时间和空间表现出较强的变化特征,在生育期内的变化范围为-0.27～0.92,且低于土壤含水率均匀系数;滴灌均匀系数和灌水量及其交互作用对NO3--N含量均匀系数的影响不显著。干旱区作物生育期降水量难以弥补灌水不均匀对水分分布造成的负面影响,滴灌均匀系数对棉花生育期内根系层土壤含水率均匀系数的影响强于初始含水率均匀性和灌水量。上述结果可供制定干旱区滴灌均匀系数标准时参考。     

滴灌系统运行方式施肥频率对番茄产量与根系生长的影响

利用田间试验，在日光温室内研究了滴灌施肥灌溉系统运行方式和施肥频率对番茄产量、品质及根系生长的影响。系统运行方式包括不同灌水和施肥次序组成的3种方案；施肥频率取每周一次，两周一次和四周一次三个水平。在生育期内对番茄的光合速率等参数进行观测，收获后测定番茄的根密度，并统计产量。研究结果表明，施肥频率对番茄的产量影响显著，施肥频率从四周一次增加到每周一次时产量显著增加(P=0.012)。随着施肥次序向后推移，番茄的产量有下降的趋势，但差异未达到显著水平。施肥频率和运行方式对番茄各项品质的影响都不显著。施肥频率对根密度的影响主要是引起各土层根密度大小的变化，运行方式则对根密度在各土层的分配产生影响。在分析了运行方式和施肥频率对光合速率影响的基础上，计算整个生育期内的光合累积量，用来分析光合作用的变化对产量的影响。结果表明，光合累积量和产量有显著的相关性(P=0.043)；从提高产量和品质的角度看，施肥频率取每周一次较为适宜，滴灌施肥灌溉过程中的施肥次序应尽量前移。