利用15N揭示滴灌区盐旱胁迫对土壤氮素分布与棉花生长的影响

为了探究盐旱胁迫对土壤中氮素分布和棉花生长的影响,通过测坑试验研究滴灌区不同盐分、干旱条件下土壤全氮、硝氮、氨氮的分布和棉花生长情况。试验设置3种盐分梯度的土壤（电导率,EC）：3,6,9 dS/m,分别用T1、T2、T3表示;3个灌水量：2 700,3 600,4 500 m³/hm²,分别用W1、W2、W3表示（4 500 m³/hm²为当地推荐灌水量）。结果表明：当土壤盐分梯度> 3 dS/m时土壤全氮累积量显著高于低盐土壤（P<0.05）,且土壤盐分对棉花花期生长影响较大。土壤的氨氮挥发量和土壤盐分梯度成正比。土壤硝态氮的淋失与灌水量呈正比,与正常灌水量的硝态氮淋失相比,水分胁迫对棉花产量的影响更为严重（P<0.01）。随土层深度的增加,土壤碱解氮以每20 cm土层8%的速度减少。各处理土壤¹⁵N残留率为11%~40%,随土壤盐度增加而增加,随灌水量增加而减少,与土壤全氮含量呈正比,与棉花产量呈反比。综上所述,T1W3处理更有利于棉花对氮肥的利用和产量的提高,推荐滴灌区棉花土壤盐度<3 dS/m,灌水量4 500 m³/hm²,可在花期适当提高施肥量以稳定产量。     

开沟覆膜滴灌技术对田间盐碱的运移影响研究

在新疆气候干旱与土壤盐碱化并存,是制约新疆农业发展的主要因素,利用开沟覆膜滴灌技术在重盐碱地上种植打瓜,利用1/5土水比浸提,烘干残渣法分析土壤盐分变化,结果显示,5月21号膜下部分0~20 cm深度的土壤含盐量全部下降到1%以下,到7月22日,膜下部分0~60 cm深度土壤含盐量全部下降到2.5%以下;利用surfer软件作图显示,在打瓜生育期,根区始终处于脱盐状态,盐分向裸地0~30 cm深度积累,随着根系的生长,膜下部分的低盐区逐渐扩大,与打瓜的生长同步进行。     

不同移栽时间对地下滴灌棉花生理性状及产量的影响

地下滴灌可能是最复杂、节水效率最高的技术,将地下滴灌和无膜移栽技术结合起来会发挥更大的综合效益,以6个测坑为试验基础,在灌溉定额相同的情况下,研究了不同移栽时间对地下滴灌棉花生理形状及产量的影响,从而确定最佳的移栽时机,即移栽期内适宜的日平均气温为18.4~20℃,日最高气温为26.2~27.2℃,地下10cm日平均地温为20.92~22.22℃,日最高地温为27.5~28.1℃;15 cm日平均地温为20.26~21.41℃,日最高地温为24.6~25.1℃;移栽后10天日气温最低有效积温为66.46~70.65℃,日气温最高有效积温为78.08~83.28℃,地下10 cm日地温有效积温为104.72~106.71℃,为推动地下滴灌技术的发展提供一定的参考。     

玛纳斯河灌区库群系统水资源优化调度研究

新疆玛纳斯河灌区是我国第四大灌溉农业区,通过分析灌区水资源供需状况,应用大系统分解协调方法,建立以系统缺水量最小为目标函数的灌区库群系统水资源优化调度模型,并进行了模型的求解.结果表明优化调度后可减小供需差额,基本缓解灌区供需水矛盾,更有效地保证灌区的生产需要,为同类灌区库群调度提供借鉴依据.     

玛纳斯河肯斯瓦特以上流域近55年降水量变化特性分析

根据玛纳斯河肯斯瓦特水文站1956～2010年逐月观测的降水资料,运用线性回归,5年滑动平均,累计距平,Mann-Kendall以及EMD的分析方法,分析了玛纳斯河流域降水量的年内、年际、年代际变化特征。结果表明:近55年来,玛纳斯河流域降水量年内分配不均匀,主要集中在4～8月份,占年降水量的70.19%;年际变化大,总趋势以4.42mm/10a的变化率增加,但该趋势在0.05水平上不显著,降水变化具有明显的阶段性;年降水量变化存在准6～8年、准10～14年、准23～26年、准52年的波动周期。     

暗管与竖井排水工程改良新疆盐渍土的设计与效果评价

为探讨干旱区盐渍化农田水利改良措施的可行性,在新疆玛纳斯河流域安集海灌区进行了田间暗管与竖井排水工程试验,分别在距离暗管0.5 m（P1）、7.5 m（P2）,距离竖井0.5 m（S1）、30 m（S2）和60 m（S3）,以及未铺管区（CK）域设置7处观测区,评估农田排水措施在盐渍土改良期间的排水功能、土壤脱盐效果,同时监测棉花生长与地下水位动态。结果表明：5 a排水改良期间,0～80 cm深度土壤含盐量的总体降幅达到29.2 g/kg,棉花干物质量和籽棉产量年际增幅分别为22%和28%,浅层地下水位年际降幅1.16 m;改进的暗管与竖井协同排水相比单独应用暗管排水量与地下水位年际降幅分别增加了118%,进一步减少了盐分淋溶时期的深层渗漏量。研究结果可为干旱盐渍区的水土资源合理利用提供科学和理论依据。     

玛纳斯河流域棉田膜下滴灌前后土壤水分-盐分-养分运移分析

以玛纳斯河流域安集海、莫索湾和下野地灌区为研究对象,通过采集滴头处、覆膜边缘处和膜间0～60 cm土壤,分析了3个灌区在2019年5、8、10月棉田土壤水分-盐分-养分在滴灌前后的运移规律及其差异。结果表明:(1)5和8月滴灌后,3个灌区土壤含水量均在增加,且变化显著,表现出规律一致性,5月时,3个灌区土壤剖面盐分由滴头处向膜间均在脱盐,8月时,安集海灌区土壤盐分在滴头处30 cm以下至膜间10 cm以下形成积盐区;莫索湾灌区呈现出在垂直方向上由地表向深层、在水平方向上由滴头处向膜间双向脱盐的分布特征;下野地灌区在膜间40 cm以下形成积盐区。土壤pH值、铵态氮和硝态氮在5和8月滴灌后变化不一致,存在规律的异质性。(2)土壤盐分在5～10月均表现出下野地灌区>莫索湾灌区>安集海灌区,季节性差异不明显,安集海灌区和下野地灌区均表现出积盐现象,积盐率分别为7.4%和45.2%;莫索湾灌区则呈现出脱盐状态,脱盐率为5.7%,安集海和下野地灌区在5～10月的土壤含水量均值表现出降低趋势,分别降低了9.4%和14.5%;莫索湾灌区则呈现出增加趋势,增幅为12.1%。3个灌区土壤pH值、铵态氮和硝态氮在5～10月呈现出明显的季节性差异。(3)不同的土壤质地和地下水埋深是影响3个灌区土壤滴灌前后水分运移规律存在差异的主要因素;水分运移是盐分迁移和分布的主要影响因素,地下水矿化度和施肥对于3个灌区盐分变化差异影响有限。     

不同管径水平管道气液两相流动数值模拟

为更好了解管道中的气液两相流运动过程,揭示气液在不透明管道中的分布规律及运动形态,提高管道自压输水在实际工程中的安全性.基于已有研究成果,应用Fluent软件进行三维水平管道的数值模拟研究,并分析了不同管径、流速下两相流流态,及压力、流速等各项水力要素的变化.结果表明:三维CFD模拟可较好地展示管道气液两相分布规律;增大液相折算速度可以发生流型的转化,随着管径的增大,气泡流-塞状流的过渡表现为更高的液相折算速度,从80 mm管道中的小于4 m/s过渡到160 mm管道中的4 m/s;随着液相折算速度和管径的减小,由气团引起的压力波动随之减小,其中2.8 m位置处的最大压差由9 439.2,12 826.5 Pa减小到9 136.0 Pa;管道上壁面流速下降梯度高于下壁面,且气泡越大,差值越明显.工程上认为若无法避免输水过程中的气体存在,采用较小的液相折算速度和管径时,由气团引起的压力波动随之变小,认为此时管道更为安全.     

土壤墒情自动测报系统在绿洲农业区的应用

目前对采用水文干旱方法，即通过监视农田墒情的变化来建立抗旱决策信息系统研究还很少，文章阐述在干旱灌区建立土壤墒情监测预报和灌溉决策信息系统的重要性，提出适用于干旱灌区的土壤墒情监测方法和作物灌水预报模型，对土壤墒情自动测报及灌溉决策系统的信息传输、结构及功能作了详细论述。研究表明，通过计算机信息技术对农田墒情、气象信息、灌溉用水以及农业生产等综合信息实行一体化系统管理，提高了灌溉管理水平，节约了水资源。研究成果在干旱、半干旱地区具有参考和应用价值。     

滴灌种植模式下土壤水热盐及棉花生长研究

为了研究北疆地区滴灌种植模式对棉田土壤水盐运移、土壤温度、生长、产量及水分利用效率的影响,通过测坑试验,以传统漫灌种植模式(一膜两管四行模式M4)为对照,设置了3种滴灌种植模式(一膜两管六行模式M1、一膜三管六行模式M2、一膜两管四行模式M3)。结果表明,相同灌溉定额下,M2模式下根区的土壤水盐分布对于棉花的生长和水分吸收利用是最为有利的,M1和M3模式次之,M4模式最不利;除M4模式外,其它三种种植模式下的土壤增温快,降温慢,表现出了较好的保温、提温作用。故不同种植模式下滴灌带布置方式、灌溉方式、覆膜宽度等造成了土壤水盐分布、温度变化的不同,进而对棉花的光合作用、生长产生了影响,最终导致棉花的产量及水分利用效率存在着差异,其中M2模式平均产量与WUEET最高,分别为6 701 kg·hm~(-2)、1.07 kg·m~(-3),M4模式最低,分别为4 908 kg·hm~(-2)、0.77 kg·m~(-3)。因此,从提高水分利用效率与增产的角度分析,推荐在北疆地区以一膜三管六行模式(M2)的超宽膜机采模式为主要种植模式。