引黄灌区规模化发展滴灌投资与效益

引黄灌区在我国经济社会发展中占有不可替代战略地位与作用。然而,黄灌区用水矛盾加剧、水肥利用效率普遍低以及面源污染问题突出,必须大力发展滴灌技术,提高对作物供水保障程度,促进绿色高效农业发展。黄灌区发展滴灌面临水源调控、泥沙过滤以及滴头抗堵技术难题,从而引发滴灌工程投资加大。以内蒙古科技与水利重大专项技术成果为基础,分析了上述几项因素对滴灌工程投资影响,并分析了降低滴灌投资途径,论述了黄灌区发展滴灌所产生经济、社会以及生态效益,可为黄灌区大面积推广滴灌提供参考。     

土壤改良剂对燕麦土壤理化性状及微生物量碳的影响

采用聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、腐殖酸钾、聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾复配5种土壤改良剂,研究其对燕麦土壤理化性状及微生物量碳的影响。结果表明,不同土壤改良剂均能提高土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,各指标分别比对照增加了8.24%～30.22%,7.60%～19.29%,5.15%～29.45%和27.86%～68.86%;各土壤改良剂处理0-60cm各土层土壤容重均有不同程度的降低,其中,聚丙烯酸钾+腐殖酸钾均降低幅度最大,各处理间差异不显著;各土壤改良剂均能显著提高0-10cm,10-20cm和20-40cm各土层>0.25mm团聚体含量,其中>2mm和2～1mm土壤团粒结构增幅较大,聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾复配处理显著高于单施处理;土壤改良剂能促使燕麦全生育期内0-10cm,10-20cm和20-40cm各土层的土壤微生物量碳含量显著提高,复配较单施效果显著,随着土壤深度增加土壤微生物量碳逐层递减;各土壤改良剂处理籽粒产量和生物产量均显著高于对照,其中聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾籽粒产量较其他处理高,分别为4 694.2kg/hm2和4 566.9kg/hm2,较对照增产21.66%和18.36%,两处理生物产量也表现较佳。     

保水剂对土壤特性长效影响的研究

基于田间试验,研究了保水剂对土壤理化性质的长效性影响。结果表明,施用保水剂可明显增加土壤微团粒结构,增大土壤持水率和表层土壤pH。保水剂施用1～5年期间,表层土壤(0～10cm)中0.05～0.01mm粒径质量分数增加了0.81%～7.74%,0.01～0.005mm粒径质量分数减少;施用保水剂第3年时表层土壤0.05～0.01mm粒径质量分数提高最显著,且保水剂施用后第3年土壤的控水能力最强。施用保水剂0～10、10～20、20～40cm土层土壤持水率比对照增加6.54%、6.22%、8.50%,饱和含水率分别比对照增加了1.3%～30.7%、2.4%～28.7%和0.8%～21.7%,保水剂连续施用第3年性能最佳。     

回流滴灌系统泥沙输移及抗堵塞性能研究

为探究在传统支状滴灌系统末端设置回流管后滴灌系统毛管主流流速增加后回流滴灌系统的输沙排沙潜力及其抗堵塞性能,通过周期滴灌实验分析回流滴灌系统的灌水均匀系数以及滴头堵塞情况,并对毛管内沉积泥沙分布特点和系统各部分输沙排沙所占比重进行分析。实验结果表明:0.035 m·s~(-1)回流、0.05 m·s~(-1)回流滴灌系统的灌水均匀系数、滴头堵塞数量均明显优于支状滴灌系统。回流流速为0.05、0.035、0.015 m·s~(-1)三种回流系统中毛管沉泥量依次增加,但均低于支状滴灌系统的毛管泥沙沉积数量,同时四种回流滴灌系统均表现为沿水流方向毛管内沉泥量逐渐增加。支状滴灌系统、0.015 m·s~(-1)回流、0.035 m·s~(-1)回流、0.05 m·s~(-1)回流系统回流排沙量分别为0、1.59、4.30、7.52 kg,表明回流管具有良好的输沙排沙能力。     

膨润土防渗毯用于渠道衬砌及其老化因素对力学性能的影响

膨润土防水毯(GCL)在渠道衬砌工程有较大的应用价值.为了测试膨润土防渗毯用于渠道衬砌其老化因素对力学性能的影响,以内蒙古河套灌区为研究区域,采用室内模拟及工程现场试验相结合,对5种老化因素的3种GCL力学性能影响进行了测试.结果表明:温度、湿度、紫外线照射都会对GCL的力学性能造成影响.高温对GCL力学性能影响大于低...     

过滤后黄河水对滴灌系统的影响

为探明黄河水经孔径为0.05 mm(300目)过滤器过滤后进行滴灌的可能性,模拟大田滴灌研究了黄河水滴灌条件下4种滴灌带(Nf0.72,Nf1.60,Nf2.20,Dy1.38)不同位置流量变化规律,滴灌系统平均相对流量Q_r与流量变异系数C_v、系统均匀度C_u变化规律及相关关系.结果表明:黄河水对滴头的堵塞早期呈快速发育状态,不同类型引黄滴灌系统平均相对流量随灌水次数的增加呈平缓下降—快速下降—平缓下降的规律,均在相对流量75%附近快速下降;滴头流量变异系数在系统运行初期线性增大,之后平缓变化,且与系统平均相对流量具有很好的线性关系(p<0.001);当系统平均相对流量Q_r大于75%时,滴灌系统克里斯琴森均匀度系数C_u与Ln Q_r呈线性关系(R²=0.790 9),因此,引黄滴灌系统可通过系统平均相对流量Q_r来判断系统均匀度C_u,以方便及时快速了解系统堵塞状况,以便对其运行管理进行决策.     

覆膜滴灌对玉米生长及苗期土壤温度的试验研究

为了探索河套灌区玉米不覆膜滴灌对其产量及土壤理化性质的影响,2015年在内蒙古河套灌区中游开展了玉米不覆膜滴灌试验研究。定株测试玉米不同生育期的株高、茎粗和产量对比分析,得出:在苗期和拔节期,覆膜滴灌玉米株高和茎粗显著优于不覆膜处理,抽雄期后对玉米植株生长性状影响差异不显著,但不覆膜处理玉米产量较覆膜处理下降了15.87%;在玉米苗期,0~40cm耕层土壤,覆膜处理较不覆膜处理土壤温度平均增加了5.62℃。土壤耕层温度的提高为玉米生长提高良好的土壤环境。     

保水剂施用年限对胡萝卜生长及土壤物理性质的影响

WOTE保水剂(SAP)施用45kg/hm2能够提高作物产量,提高壤砂土样地的田间持水量、降低土壤容重,具有理想的应用效果。施用1a-5a可以提高胡萝卜的出苗率10%-26.25%,增产18.71%-33.09%,其中第4a的产量增加最大。SAP改良土壤物理性质的作用具有周期性。1a-5a容重降低5.24%-14.3%,第3a降低最明显为14.3%。田间持水量第2a提高13.59%,为5a中最大,第4a、5a效果不显著。1次施用后,对土壤物理性质以及胡萝卜生长的调节作用可以持续3a,第5a各种测试指标都呈下降趋势。SAP施用深度在10cm,增加了土壤通透性,减小了上下层土壤的水势差,提高了土壤自身的渗水、保水能力。     

土壤改良剂对土壤紧实度及燕麦生长状况的影响

研究了不同土壤改良剂(聚丙烯酸钾,聚丙烯酰胺,腐殖酸钾,聚丙烯酸钾十腐殖酸钾,聚丙烯酰胺十腐殖酸钾)对土壤紧实度及燕麦生长状况的影响.结果表明,各改良剂处理均能减小土壤紧实度,表现为:聚丙烯酸钾十腐殖酸钾＞聚丙烯酰胺十腐殖酸钾＞聚丙烯酸钾＞聚丙烯酰胺＞腐殖酸钾＞对照,土壤紧实度均随着土壤深度增加而增加;土壤改良剂对燕麦株高和干物质量具有显著的提高作用,复配处理株高优于其他单施处理;土壤改良剂处理下籽粒产量均显著高于对照,其中聚丙烯酸钾十腐殖酸钾和聚丙烯酰胺十腐殖酸钾籽粒产量较其他处理高,分别为4 694.2和4 566.9 kg/hm2,较对照增产21.66％和18.36％,生物产量的增产效果表现同籽粒产量;各土壤改良剂处理水分利用效率均显著高于对照,其变化趋势与产量变化趋势一致,复配处理效果更佳.     

河套灌区农业节水技术集成研究

区域水土流失模型为区域尺度土壤侵蚀模型研究奠定了基础,可用于区域降雨产流产沙的预报,为区域水土保持和环境问题的宏观决策提供支持。目前该模型在实际运行存在计算速度慢,效率低,难以进行大尺度的快捷运算等问题。对模型过程进行了分析,采用网络并行计算方法及相应的任务调度规则来提高模型运行效率。结果表明,模型的运行时间大幅减少,计算效率显著提升,该方法为解决海量数据的GIS模型计算问题提供了一个可行方案。