膜下滴灌棉花土壤水分动态变化研究

通过系统观察不同土壤类型棉花土壤水分动态变化规律，研究膜下滴灌棉花土壤水分的变化，以有效地提高棉花产量和水分利用效率。结果表明：膜下滴灌棉花土壤含水量呈现规律性的变化：在黏土地上，土壤含水量的变化趋势近似于抛物线，0～20cm土壤含水量最低，随土层深度增加，土壤含水量逐渐增加，至60-80cm达最大，随后又降低。而在沙土地，土壤含水量的变化趋势与黏土地相反。这种变化与土壤的理化、生物学特性以及棉花根系的生长发育有关。不同土壤类型膜下滴灌棉花产量、总耗水量及水分利用效率存在明显差异。     

基于EPANET的再生水滴灌系统余氯分布模型构建

加氯处理是保证滴灌系统安全的重要措施之一,但是氯与灌溉水及滴灌管壁发生反应而引起的衰减会对余氯分布均匀性造成不利影响。该研究采用EPANET软件构建了再生水滴灌系统水力性能及余氯运移、衰减和分布模型,基于试验数据对模型水力和水质模拟参数进行率定和验证,并应用该模型分析了加氯模式(浓度-时长:1.3mg/L-185min、3 mg/L-80 min、6 mg/L-40 min和8 mg/L-30 min)和毛管长度(10～150 m)对系统余氯分布特征的影响。结果表明,EPANET软件可以较好地模拟滴灌系统水力性能及余氯分布特征,沿毛管方向余氯浓度模拟值与实测值一致性指数达到0.75以上。当毛管长度由10 m增加至150 m时,灌水单元平均余氯浓度与毛管末端余氯浓度随毛管长度增加呈先升高而后降低趋势,高浓度加氯处理平均余氯浓度和毛管末端余氯浓度随毛管长度增加衰减速率相对较小。较短的加氯历时(40 min)和过低的加氯浓度(如1.3 mg/L)均易造成余氯质量偏差率升高和均匀系数降低;建议使用加氯浓度3 mg/L且加氯时长80 min的加氯模式,该模式毛管极限铺设长度达到66 m,余氯质量均匀系数超过90%。     

灌溉水盐度对滴灌棉田土壤氨挥发的影响

【目的】氨挥发是农田氮素损失的重要途径之一,咸水灌溉直接或间接影响土壤的理化性质,进而影响土壤氨挥发,但目前对于咸水灌溉下氨挥发的报道还较少。因此通过田间试验研究尿素滴灌施肥条件下,淡水和咸水灌溉对棉田土壤氨挥发的影响。【方法】试验设置淡水和咸水两种灌溉水,其电导率(EC)分别为0.35和8.04d S/m(分别用CK和SW表示),氮肥(N)用量为240 kg/hm2。氨挥发的收集采用密闭室法,用稀硫酸作为氨的吸收液,测定用靛酚蓝比色法。【结果】1)灌溉施肥后,咸水滴灌棉田土壤盐分、脲酶活性和铵态氮含量均显著高于淡水滴灌。SW处理土壤电导率(EC1∶5)较CK平均高出4.53倍。灌溉施肥后SW处理土壤脲酶活性迅速增加,第4天达到最大,随后降低,SW处理脲酶活性较CK处理平均增加了20.6%。SW处理土壤铵态氮含量明显高于CK处理,尤其是灌溉施肥后第2天,SW处理铵态氮含量比CK处理增加了66.1%。2)SW处理棉田土壤p H值低于CK处理,但在灌溉施肥周期内都呈先增加后降低趋势,p H的变化在7.6~8.0之间。3)SW处理抑制了硝化作用,SW处理土壤硝态氮含量较CK处理显著降低。SW处理土壤硝态氮含量平均较CK低7.68%。4)3个灌溉施肥周期的平均温度分别为24.6℃、26.05℃和24.9℃,因此在第2个和第3个灌溉施肥周期氨挥发高,第1个灌溉施肥周期的总降水量最大,分别比第2和3个灌溉施肥周期高3.7 mm和10.2 mm,但降水量远远小于灌溉量,因此对于氨挥发影响不大。5)总体上,土壤氨挥发损失量在灌溉施肥后1~2天最大,占氨挥发总量的45.7%~79.3%,随后呈降低趋势;灌溉施肥后第1天土壤氨挥发最大,在3个灌溉施肥周期,SW处理第1天的氨挥发较CK分别增加70.7%、69.43%和60.8%。SW处理棉田土壤氨挥发显著高于CK处理。在三个连续灌溉施肥周期内,SW处理棉田土壤氨挥发累积总量为10.98 kg/hm2,CK处理为7.57 kg/hm2,SW处理较CK处理增加了45.1%。【结论】咸水灌溉促进了脲酶活性,但抑制了土壤的硝化作用,导致铵态氮含量增加,加剧了氨的挥发。温度升高促进土壤氨挥发,少量降雨对氨挥发影响不大。因此,滴灌施肥条件下,咸水灌溉会增加氨挥发损失。     

微咸水滴灌对黄瓜产量及灌溉水利用效率的影响

试验主要研究了华北半湿润地区微咸水滴灌条件下，滴头正下方0.2 m深度土壤基质势分别控制在－10～－50 kPa时，不同盐分浓度微咸水(2.2～4.9 dS/m)对黄瓜产量、灌水量及灌溉水利用效率(IWUE)的影响。研究发现当灌溉水电导率(EC)大于1.1 dS/m时，黄瓜的产量随着EC的增大而降低。当滴头下0.2 m深度土壤基质势控制在－25～－35 kPa时，黄瓜表现出来的耐盐性最强，EC每升高1 dS/m产量大约降低3%。总的趋势是土壤基质势控制越高(－10 kPa)处理的灌溉量越多，IWUE越低，而土壤基质势控制越低(－50 kPa)处理的灌溉量越少，IWUE越高。通过研究，在年降雨量大约为600 mm的半湿润地区，当没有足够的淡水用于作物灌溉时，可以在采用一系列灌溉与栽培管理措施条件下，利用2.2～4.9 dS/m的微咸水来灌溉黄瓜等对盐分中等敏感的作物。     

地下滴灌土壤水运动和溶质运移的数学模型及验证

以非饱和土壤水运动理论和多孔介质中溶质运移的对流－弥散理论为基础，建立了地下滴灌条件下描述地埋点源土壤水运动和溶质运移的数学模型。模型中对滴头边界进行了简化，并对其可行性进行了检验。模拟计算结果得到室内试验资料验证。该模型可用来描述地下滴灌土壤水、肥运动和分布规律，以便为地下滴灌系统的合理设计提供理论依据。     

低压滴灌系统大流量压力调节器的研制

针对低压滴灌系统对压力的稳定要求严格,而现有的压力调节产品不能满足其要求的现状,提出了一种双流道结构形式的低压系统压力调节器,并通过单因素试验对影响该调节器调压性能的主要因素进行了研究。结果表明,在入口端设定压力为0.05~0.35 M Pa,设计出口端压力为0.1 M Pa时,弹簧直径和装置的结构形式是影响压力调节的主要因素;当弹簧直径为1.5 mm,长度为80 mm,栅栏孔隙宽度为10 mm时,此时入口端实测压力为0.049~0.320 M Pa,出口端压力为0.045~0.144 M Pa,流量为3.4~6.6 m3/h。     

滴灌系统关键技术研究

分析了滴灌系统的关键设备及其相关技术，指出了提高滴灌技术的方法，并介绍了本实验室所进行的研究成果，旨在对提高我国滴灌技术的总体水平有所帮助。     

塑料大棚番茄渗灌多孔管埋深的研究

渗灌管的埋深是渗灌的重要技术参数之一。本试验以6kPa和40kPa分别作为保护地渗灌的灌水上限和灌水下限，以土壤水分张力计读数控制灌水起始点，研究了不同的多孔管埋深(分别为20、30、40cm)对保护地土壤水分状况和温度状况等土壤环境条件以及番茄生长发育状况、产量、外观品质和水分利用率的影响。研究结果表明，与埋深20cm和40cm相比，渗灌多孔管埋深为30cm时，番茄生长的根区土壤水分含量适中，土壤温度在白天上升较快，土壤肥力状况较好，番茄干物质积累较多，生长发育较好，有利于提高番茄产量、外观品质和分利用率，有利于田间耕作管理。这一技术参数最适宜于塑料大棚番茄栽培应用，相应的灌水周期为8d左右，每次灌水量为225m^3／hm^2。     

地下渗灌方法在农业灌溉上的应用研究

 美国用地下渗灌方法进行农业灌溉,已有20多年的历史,取得了很多成功的经验,本文主要介绍美国这项研究的历史,发展现状和用此法进行农业灌溉的具体管理方法。建议在我国进一步加强这方面的研究,为大面积普及此灌溉方法作准备。     

地下滴灌条件下杨树速生丰产林林木根系生长特性

在北京潮白河沙地意大利214杨人工林中,对地下滴灌和常规灌溉下林木根系生长特点进行了研究.结果表明:地下滴灌能使林木10 mm根量（尤其是2 mm细根量）大幅度增加,如地表以下20～50 cm土层地下滴灌区10 mm根量大于常规灌溉的3倍,这是林地生产力提高的重要原因之一. 从垂直分布来看,地下滴灌林木10 mm根集中分布在20～50 cm,常规灌溉林木基本呈均匀分布状态;从水平分布来看,地下滴灌林木10 mm根主要分布在靠近地下滴灌管的地方,行间3 m处10 mm总根量甚至比常规灌溉还减少了50%. 因此建议在树体增大后,在行间、株间中线上布设“井”字形地下滴管,以扩大地下滴灌(SDI)区根系分布和吸收范围,进一步提高林地生产力.