宁南山区经济林降雨集流机理试验研究

[目的]探究宁夏回族自治区固原市原州区彭堡镇红梅杏经济林降雨集流渗灌系统的雨水收集能力,明确当地红梅杏经济林降雨分配特征,为降雨集流的定量研究和该地区集雨农业的发展提供科学依据。[方法]以当地红梅杏为研究对象,采用对比观测的方法,以天然降雨和人工模拟降雨相结合的方式,对红梅杏降雨集流过程进行观测与模拟。[结果] 2019年7—9月在彭堡红梅杏基地观测到的总计19场降雨数据,天然降雨中5 mm以下的降雨次数占到天然降雨总次数的83.3%,天然降雨与人工模拟降雨的相似系数为0.91,总体的集流率为61.29%,渗灌系统截留率为27.12%,林冠截留率为11.95%。[结论]试验地小降雨频率大,两种降雨方式具有较高相似性,降雨集流渗灌系统集流效率高,渗灌系统的集流量与降雨量成线性关系(R~2=0.995 5),集流率与降雨量成对数关系(R~2=0.693 9)。     

覆膜集雨渗灌系统在半干旱区土壤水分监测中的应用

[目的] 对半干旱区覆膜集雨渗灌系统下土壤水分空间分布状况及代表性样点的确定进行分析，为半干旱区果园水分管理提供了科学支撑。[方法] 以宁夏回族自治区固原市原州区彭堡镇覆膜集雨渗灌系统下的4 a生红梅杏树为研究对象，在分析土壤水分分布特征和时间稳定性的基础上，利用数学统计方法确定出可以代表果树周围土壤剖面含水量的测点，构建各监测点土壤水含量与代表样点间的关系并进行检验，在保证一定精度的条件下减少监测点数量和成本。[结果] ①土壤含水量的垂向和径向分布特征基本一致，水分含量随着土层深度和径距的增加先增大后减小；垂向土壤水分的变异系数由率先入渗点30 cm处往上逐渐减小，往下先增大后减小；径向土壤水分的变异系数离渗灌器越远越小；②通过时间稳定性选出湿润区的代表样点，再通过相关性分析和聚类分析代表样点所在垂向各测点之间的关系得出，其中3个监测点的土壤含水量可以代表整个0-60 cm深度剖面的含水量情况，并利用实测数据进行验证，其含水量误差在±5%。[结论] 土壤含水量在各方向的分布特征基本一致，可以确定3个代表性监测点为整个0-60 cm深度剖面的代表性样点。     

降雨集流渗灌系统室内模拟土壤水分运动研究

为解决宁南山区旱地经济林干旱缺水的现状及小降雨(4~16 mm)无法入渗到根系(20~40 cm)分布范围,设计了一种降雨集流渗灌装置,通过室内土箱试验,以降雨量作为控制因子,研究不同雨量条件下径向和垂向土壤水分的运动特征。结果表明:随雨量增加累计入渗量逐渐增大,入渗速率逐渐减小;不同雨量条件下土壤含水率增量在垂向0~40 cm范围内随土层深度的增加呈先增加后减小的趋势,径向沿距渗灌器距离的增加逐渐减小;灌水结束24 h后土壤水分高含水率区主要分布在垂向20~40 cm和径向0~20 cm,湿润体大致呈半椭球体;集流渗灌器明显提升了小降雨的利用,使经济林主要根系分布范围(20~60 cm)内,土壤含水率明显增加,有利于缓解经济林生育期缺水,促进其生长,该研究结果可为集流渗灌器在田间推广应用提供可靠的数据支撑。