基于模糊层次的微咸水滴灌西葫芦的最优灌水方案研究

为了综合评价微咸水膜下滴灌对西葫芦的影响,优选西葫芦微咸水滴灌最优灌水方案。在日光温室大棚内,以西葫芦的幼苗期、抽蔓期、开花结果期土壤水分控制范围和灌溉水矿化度为试验控制因素,采用正交试验设计,进行了9组试验处理的微咸水西葫芦膜下滴灌试验。以西葫芦产量、西葫芦需水量、生育期结束土壤含盐量和微咸水利用为评价指标,采用层次分析法确定评价指标的权重,模糊综合评价将多指标评价转换为单指标评价,并结合正交试验极差分析,得出影响试验处理综合得分的因素排序为:灌溉水矿化度苗期土壤水分开花结果期土壤水分抽蔓期土壤水分;最优灌水方案是:灌溉水矿化度为3.5 g/L,苗期土壤水分控制在70%～90%θ_(FC),抽蔓期土壤水分控制在60%～80%θ_(FC),开花结果期土壤水分控制在60%～80%θ_(FC)。该研究结果能综合反映微咸水滴灌对西葫芦的影响,符合使用微咸水灌溉的实际情况,可为西葫芦微咸水高效安全滴灌提供技术支持。     

微润管埋深及压力水头对青椒生长和水分利用的影响

为了揭示微润灌溉管带埋深和压力水头对温室青椒生长的影响,采用微润灌条件下的温室种植试验,对不同管带埋深和压力水头条件下的青椒株高、茎粗和产量进行了监测。结果表明:不同管带埋深及压力水头处理后的青椒茎粗和株高均随时间呈S形变化趋势。管带埋深、压力水头均与茎粗、株高、茎粗生长速率和株高生长速率呈正相关;管带埋深、压力水头及其交互效应对茎粗生长速率、株高生长速率的影响达到了极显著水平;当管带埋深为20cm、压力水头为150cm时,青椒的产量最高。水分利用系数与埋深呈正相关,但与压力水头呈负相关;在埋深20cm、压力水头100cm时,水分利用系数最高。在此基础上,建立了管带埋深与压力水头双因素耦合条件下的株高生长模型DH-YZG、茎粗生长模型DH-YJC、产量模型DH-YCL和水分利用系数模型DHYXS,误差分别为4.72%、5.25%、1.76%和4.44%,取得了满意的模拟效果。     

淡水与微咸水入渗特性对比分析

为了研究淡水与微咸水连续和间歇入渗特性的差异，采用矿化度1.33g/L的淡水与矿化度3g/L的微咸水，在黏质土壤条件下进行了一维积水连续入渗及间歇入渗试验。研究结果表明，采用微咸水入渗可以改变土壤的结构特性，从而增大土壤的入渗能力；利用一维代数入渗模型对试验资料进行处理，结果表明模型可以比较精确地描述微咸水入渗过程；入渗水为淡水时，间歇入渗减渗，而入渗水为微咸水时，间歇入渗增渗；间歇入渗的循环率不同，其减渗效果及增渗效果都略有差异。     

交替滴灌对土壤水盐分布规律影响研究

采用矩形有机玻璃土箱,研究了4种交替模式(咸淡、淡咸、咸淡咸、淡咸淡)下滴灌对土壤水盐分布状况的影响。试验结果表明:交替模式对湿润锋的推进速率在灌水初期0~30min影响较大,淡水较咸水在水平方向推进更快,而咸水较淡水更有利于垂直入渗;对水分、盐分的影响主要体现在2~6cm深度层,咸淡咸的交替模式在该范围内含水率值最大,咸淡次之,第1单项滴灌水的水质对大孔隙的形成起决定性的作用;咸淡及淡咸淡的交替模式在该范围内电导率值较大且淡咸淡的交替模式出现了一个突变的电导率值;最后灌淡水能够有效淋洗咸水聚集在表层的盐分。     

油葵蕾期对微咸水水质的适应性研究

采用田间试验的方式,分别以淡水和矿化度为3 g/L、4 g/L、5 g/L、6 g/L的微咸水作为油葵蕾期水,以蕾期缺水处理作为对照,研究了油葵蕾期对微咸水矿化度的适应程度.结果表明:油葵整个生育期结束时,各处理主根层土壤含盐量均达到底墒水前的初始值附近,无显著的脱盐与积盐现象;蕾期采用3 g/L的微咸水灌溉, 对油葵生长非但不会造成抑制,反而还有一定的促进作用,使其株高、茎粗、盘粒数、百粒重及产量均超过淡水处理;油葵蕾期采用矿化度为5 g/L以下的微咸水进行灌溉,产量不会显著降低;在淡水资源不足或有限的情况下,6 g/L也可以考虑用于油葵蕾期灌溉,虽然会造成一定程度的减产,但与蕾期缺水的情况相比较,在不显著增大土壤含盐量的情况下仍然可以较大程度提高产量.     

灌溉水矿化度对油葵根系生长及产量的影响

为了探明灌溉水矿化度对油葵根系生长特性的影响及减产机制,在田间试验条件下,以淡水处理作为对照,研究了灌溉水矿化度分别为3、4、5、6 g/L时0～40 cm土层油葵根系特性及相应的产量.结果表明:随着灌溉水矿化度的增大,0～40土层中的根系干物质总量逐渐减小,根系平均直径逐渐减小,根表面积显著减小,并且微咸水灌溉使油葵根系在各层土壤中的分布比例发生改变;与淡水处理相比较,3 g/L处理油葵产量略有降低,4、5、6 g/L处理分别减产5.58%、20.14%和38.75%,是其根系特征的一种响应.     

微润灌管带埋深及压力水头对土壤水分累积入渗量的影响与模拟

微润灌是一种全新的低能耗节水灌溉技术,应用前景广阔。为了揭示微润灌管带埋深及压力水头对累积入渗量的影响,采用室内土箱试验,对不同管带埋深(D5、D10、D15、D20)与压力水头(H100、H150、H200)条件下的水分入渗过程进行了研究。结果表明:不同压力水头处理后的累积入渗量大小表现为:H200H150H100,不同埋深处理后的累积入渗量大小表现为:D5D10D15D20,埋深、压力水头及两者间的交互效应对总累积入渗量的影响均达到极显著水平。微润灌累积入渗量变化过程符合Kostiakov模型,压力水头与模型入渗系数、入渗指数呈正相关关系,而管带埋深与模型入渗系数、入渗指数呈负相关关系,管带埋深与压力水头间的交互效应对入渗系数和入渗指数存在极显著影响。进一步分析发现,管带埋深、压力水头与入渗系数之间的关系分别符合线性函数和指数函数,而与入渗指数之间的关系均符合指数函数,将其代入Kostiakov模型,建立了管带埋深与压力水头双因素耦合条件下的微润灌累积入渗量模型DH-K(Kostiakov修正模型)。经验证,DH-K模型的平均相对误差MAPE仅为3.97%,模拟精度较高,可用于微润灌管带埋深与压力水头双因素耦合条件下的累积入渗量预测。     

施钙条件下微咸水间歇入渗土壤水盐运移特征

施钙条件下微咸水一维间歇积水入渗试验结果显示:入渗量相同时,随着间歇时间和矿化度的增大,同一土层含水量减小;施钙使得入渗水中的钠离子不容易被表层土壤团粒所吸附,间歇时间越长,吸附在表层土壤中的钠离子浓度越低,相对的钙离子浓度增大,但间歇时间对总盐分浓度分布特征并无显著影响;同一土层上,钠离子浓度和钙离子浓度随着入渗水矿化度的增大而增高;土壤表层0~10 cm,施钙后的钠离子浓度明显小于不施钙的钠离子浓度,表层钠离子浓度降低,在实际中有利于作物生长。     

不同入渗水头条件下的Green-Ampt模型

在蓄水坑灌灌水时,蓄水坑内入渗水头的增加会改变入渗界面土壤结构性状,从而导致土壤水分入渗特性发生变化。为了能够模拟不同入渗水头作用下的入渗过程,该文在分析入渗水头对水分入渗影响的机制基础上,将入渗水头对入渗的影响归结为对概化饱和区导水率的影响,建立了能够模拟不同入渗水头对入渗影响的改进Green-Ampt模型。在室内进行了不同入渗水头入渗试验对改进后的Green-Ampt模型进行验证,结果表明不同入渗水头条件下不同时刻对应入渗率的Green-Ampt模型计算值和试验实测值吻合较好,改进的Green-Ampt模型可以有效地模拟不同入渗水头条件下的入渗过程。