地表滴灌条件下滴头流量对土壤水分入渗过程的影响

在新疆林业科学院枣树示范基地进行原状土的滴灌入渗试验,研究砂壤土在不同滴头流量条件下地表滴灌湿润体特征值的变化规律。结果表明：地表滴灌条件下,当滴头流量增加时,湿润体的形状大小会随着滴头流量的增大而增大,水平、垂直方向上湿润锋的运移距离随着滴头流量的增加而不断增大;湿润锋的运移速率、入渗距离比值与水分入渗时间符合幂函数关系;湿润锋水平方向的运移速率比垂直方向上的要大,但是持续的运移时间没有垂直方向上的长;土壤含水率的变化随着滴头流量的增加而增加,距离滴头距离越近含水率变化幅度也越大,当q≥8 L·h^-1时,滴头正下方约40 cm左右的土层含水率达到最大值。     

不同滴头流量下土壤水分分布特性研究

[目的]通过进行原状土的滴灌入渗试验,研究了不同流量、不同灌水历时条件下,地表滴灌湿润体的变化规律及滴灌结束时的水分分布规律.[方法]采用湿润锋观测、suffer软件绘等值线.[结果]在滴头处和距滴头10 cm处垂直滴灌带方向水平湿润锋在0～180min内呈现幂指数增长关系,在180 ～600 min与时间呈直线关系;在竖直湿润锋方面,随着滴头流量的增大,滴头处和距滴头10 cm处水平湿润锋运移距离增大的幅度比竖直方向湿润锋运移距离增大的幅度要大,并且都呈对数函数趋势;灌水结束24h时水分再分布过程中,竖直方向湿润锋增大的幅度较水平方向湿润锋增大的幅度要大.[结论]不同流量、不同灌水历时条件下都会影响湿润体形态.     

滴灌条件下砂壤土枣林的水分入渗及再分布过程

本文研究了水分在砂壤土中入渗和再分布的规律特征,为枣树的合理灌溉及有效节水提供依据。以各径级枣树根系在沙壤土中的分布为依据,运用Decagon公司生产的ECH20土壤水分传感器与48通道的自动数据采集器动态测量其合理的布置,得到灌水期及灌水结束后水分分布的特征值。根据被采集数据的特征值对水分的运移距离、运移时间、运移速率在水平和垂直方向上进行比较,了解土壤水分运移及含水率的变化,绘出灌水结束及水分再分布湿润体模型。结果表明,(1)在灌水初期,不同滴头流量的水分运移距离,运移速率水平方向均大于垂直方向;(2)水分再分布湿润体大于灌水结束时湿润体,而在相同位置灌水结束时湿润体含水率大于再分布湿润体含水率;(3)砂壤土中水分特征值及湿润体分布范围为枣树的灌溉制度提供依据,达到节水目的。     

温室滴灌条件下土壤水盐特性的研究

滴灌是一种局部灌溉,高频次的滴灌与施肥必然引起湿润体微域内水盐运移的变化,并影响作物生理生态响应。对温室滴灌条件下土壤水盐特性进行了研究,结果表明,水分的浸润特性与盐分的运移受灌水量的多少、灌水间隔的时间、滴头的流量、滴头的特性影响较大。     

滴灌施肥条件下土壤水分和硝态氮的分布规律

用硝态氮含量为258 mg/L的肥料溶液在土上进行滴灌施肥试验,研究不同滴头流量(2,4,6L/h)、不同灌水施肥量(8,16,24 L)条件下,水分和硝态氮在土中的运移分布规律。结果表明,灌水施肥量为8 L时,随滴头流量增大,滴头周围地表积水区半径增大,水分径向运移距离增大、竖向入渗水量减小;当滴头流量为2 L/h时,随灌水施肥量增大,水分径向和竖向运移距离增大,径向运移距离增大幅度较竖向明显。滴灌施肥条件下硝态氮在土壤中的运移受对流作用控制;湿润体内土壤硝态氮含量随距滴头径向距离增大而减小,随距滴头竖向距离增大而增大,在竖向湿润锋附近有硝态氮累积现象;随滴头流量增大,硝态氮在土壤中的径向运移距离增大,0~25 cm土层滴头径向25 cm范围土壤硝态氮平均含量增大;随灌水施肥量增大,滴头径向15 cm范围0~15 cm土层土壤硝态氮含量增大1、7.5~30 cm土层硝态氮含量减小,过度增大灌水施肥量会导致土壤湿润锋附近硝态氮淋溶下渗。     

滴头流量对土壤湿润体的影响研究

滴头流量的变化对湿润体的大小和形状影响很大,进而影响作物根系生长和产量.但工程设计中滴头流量的选择缺少科学依据,使得设计湿润深度和湿润比不能同时保证.本研究通过对重壤土、中壤土、砂壤土进行不同流量的滴水试验发现:滴头流量对湿润锋水平运移的影响比对垂直运移的影响大;滴灌设计中,设计湿润比或湿润宽度是选择滴头流量的主要依据.     

滴头流量对土壤湿润体的影响研究

滴头流量的变化对湿润体的大小和形状影响很大，进而影响作物根系生长和产量。但工程设计中滴头流量的选择缺少科学依据，使得设计湿润深度和湿润比不能同时保证。本研究通过对重壤土、中壤土、砂壤土进行不同流量的滴水试验发现：滴头流量对湿润锋水平运移的影响比对垂直运移的影响大；滴灌设计中，设计湿润比或湿润宽度是选择滴头流量的主要依据。     

半干旱区滴头流量对土壤水分变化影响的研究

缺水问题严重制约了我国北方干旱半干旱地区作物的产量,交替滴灌是一种有效的节水灌水方式,而不同的土壤质地与气候条件应选择不同的滴头流量。本文研究了干旱区不同的滴头流量下土壤水分再分布及土壤蒸发的变化规律,结果表明,地表湿润圈的大小直接影响到蒸发量的大小。滴头流量越大,地表的湿润半径越大,蒸发损失也越大。滴头流量的大小直接影响土壤水分在水平和垂直方向的动态。滴头流量不同,其蒸发损失也不同。     

滴灌条件下沙地肉苁蓉土壤水分空间分布特性研究

[目的]研究同一点源滴灌条件下沙地肉苁蓉土壤水分时空变化特性,以有效地提高沙地土壤水分利用率和肉苁蓉产量。[方法]以栽植接种过肉苁蓉梭梭的沙地为研究对象,用同一滴头流量对其滴灌12 h,监测水平及垂直方向各土层水分含量动态;探讨同一滴头流量下不同灌溉区垂直方向上各层土壤含水率的差异和不同灌水条件下沙地土壤水分空间分布特征。[结果]表层土壤相对湿度受降水和灌溉影响较大,0～20 cm土壤相对湿度变化最为剧烈,20～80 cm土壤相对湿度相对稳定,无灌溉处理的耗水深度主要集中在60～80 cm土层。12 h灌水停止后,水分发生再分布,待水分分布稳定后测定,60 cm以上土层土壤相对湿度较灌水前提高27.1%～58.8%;在60 cm深处测得水平方向水分主要分布在0～30 cm土壤,水分分布和含量有利于梭梭根系对水分的合理高效利用以及促进肉苁蓉的生长。[结论]研究结果为滴灌条件下沙地肉苁蓉人工栽植水分补偿技术提供了一定的理论依据。     

滴头间距对双点源交汇入渗影响的模拟研究

【目的】研究滴头间距对双点源滴灌土壤水分入渗的影响。【方法】应用HYDRUS 3D软件,在滴头间距分别为10,20,30和40 cm时,对湿润峰交汇时间、交汇面土壤含水量、湿润峰运移速率和湿润体的形状变化进行模拟研究,并进行试验验证。【结果】湿润峰交汇时间随着滴头间距的增大呈指数级增加,湿润峰运移速率与滴头间距之间呈幂函数关系;随着滴头间距的增加,湿润体形状依次从1个近似半球体向近似半药囊形、半花生壳形及2个分离的近似半球体转变,湿润体内高含水量区域也从2个逐渐转化为1个。以土壤剖面含水量、湿润峰运移距离及总入渗量为指标进行验证试验,结果表明,土壤含水量、湿润峰运移距离及总入渗量的模拟值与实测值均具有较好的一致性。【结论】滴头间距对双点源滴灌土壤水分入渗影响显著,土壤水分三维数值模拟模型能较准确地反映双点源入渗条件下粘壤土的水分运动规律。     

滴灌对枣园土壤水分运移和红枣叶片的影响

[目的]通过定位试验,研究大田滴灌条件下枣园土壤水分的分布特征.[方法]土壤剖面水分在土壤中的迁移规律,不同覆盖方式对灰枣果园土壤湿度及枣树叶片水分含量的影响.[结果]在一定灌水量和滴灌流量条件下,土壤垂直湿润峰明显大于水平湿润峰,且随着灌水量的增加呈线性关系,水平湿润峰随时间的变化呈显著的二项式函数关系.上午叶片含水量高于下午,但差异未达到显著性水平.覆盖草帘较覆盖地膜处理土壤水分含量高,变化幅度小.[结论]在综合调控土壤水分分布特征时,必须考虑滴灌技术参数对土壤水分分布的影响.     

滴灌条件下土壤水分运移动态研究

通过对滴灌条件下土壤湿润体、水分分布等观测研究,结果表明:滴灌条件下水分以点源入渗土壤,水平和垂向的湿润锋均随入渗时间的增加而逐渐变大,在入渗开始阶段湿润锋的推进速率较大,随入渗时间的延长,湿润锋的推进速率逐渐变慢。粘质土娄土,在滴灌速率为2.67L/h时,湿润锋径向移动速率远大于垂向移动速率,前者是后者的1.22倍。比较不同模型拟合的滴灌条件下土壤湿润锋的动态变化,多项式模型的拟合程度较好;同时建立土壤湿润体水分含量(Y)与径向距离(L)、垂向距离(H)、实验时间(T)之间的经验关系式。     

间接地下滴灌水盐运移影响因素研究

为研究不同灌溉要素对间接地下滴灌土壤水盐运移的影响规律,通过小区试验,分析流量、灌水量及导水装置直径对间接地下滴灌条件下枣树根区水盐分布的影响。结果表明：增大流量或减小导水装置直径会使土壤表层的含水率提高;大灌水量、小流量会加大水分向下运移的深度;灌水量的增加显著增大主要根区含水率;流量、导水装置直径对水分的横向运移影响比灌水量更显著。     

灌溉方式对土壤中水分运动影响的模拟研究

在温室生产中,作物需要的水分主要依靠滴灌和喷灌方式供给,为了解在不同灌溉方式下土壤中水分运动的规律,以Navier-Stokes方程为框架、运用CFX流体动力学分析软件对滴灌和喷灌方式下水分运动情况进行了三维稳态模拟,模拟中设单位时间内供水量相同.模拟结果显示:灌溉方式对土壤中水分运动和分布有重要作用.在滴灌下,水分主要集中在作物根系区域,水分利用效率高.土壤水分呈近球状分布,随着灌溉时间的增加,球形边界逐渐模糊并向土壤深层延伸.在喷灌下,土壤水分一层层向下渗透,水分含量呈从上往下逐步递减,在每一层中的水分含量相对均一,在相同灌溉量下水分接触土壤量比滴灌时少.     

膜下滴灌技术研究

对沙壤土、壤土和粘壤土分别进行了单滴头、单管道田间灌水试验。结果表明 ,沿滴灌管长度方向土壤湿润较均匀 ,作物主要吸水根系土层内土壤湿润均匀 ,作物行间有 6～ 2 0 cm未湿润区域 ;无地膜覆盖地面滴灌 (裸地滴灌 )与膜下滴灌相比较 ,节水约 39.3%。     

氮磷钾在滴灌棉田土壤中的移动性研究

在滴灌条件下,采用分层取样分析的方法研究施基肥与未施基肥情况下,氮、磷、钾在土壤剖面上的移动情况.结果表明,在试验条件下,氮在土壤中的垂直移动距离可以超过40 cm,磷的移动距离在10 cm以内,钾的移动距离在30 cm以内.受作物根系生长的影响,土壤剖面中氮的变化比较复杂,尤其是施用基肥以后,而磷、钾的移动相对比较稳定,基肥施用与否对磷钾的移动性没有太大影响.由于磷在土壤中的移动性较差,因此,建议在滴灌施肥中,应该以氮、钾为主,磷肥依然应该采用深施为好.     

砾土质戈壁土壤滴灌条件下红枣根系分布

研究砾土质戈壁土壤滴灌条件下红枣根系分布情况,为滴灌系统的科学设计和水分精确管理制度的建立及红枣施肥管理提供理论依据。以砾土质戈壁土壤为研究对象,对此类土壤滴灌条件下定植3、5和7 a 的红枣根系分布采用改良壕沟法进行观察,了解枣树根系的分布和生长情况。结果表明,砾土戈壁滴灌条件下红枣根系有向肥水生长的特性,大量垂直根系主要分布在20～80 cm土层,以20～60 cm土层较密集,占总根量的65%~80%,水平方向主要分布在0～50 cm土层,其根系数量约占全部根系数量的90%以上,其中0～40 cm土层根系约占全部根系数量的79%以上。可见,砾土质戈壁滴灌条件下3～7 a生的红枣垂直根系主要分布在60 cm土层,水平方向主要分布在0～50 cm土层,施基肥深度应在30～50 cm,施肥槽穴可留在树行中间。     

再生水分根交替滴灌对马铃薯根-土系统环境因子的影响研究

分根交替(PRD)滴灌技术是很有节水潜力的灌水技术.利用再生水,采用分根交替滴灌技术对马铃薯根长密度、根重密度及土壤水盐的空间分布影响进行了研究.结果表明,马铃薯根系主要分布在0～60 cm的土层内,以植株为中心,呈放射状沿不同方向减小.通过研究所建马铃薯根长密度的空间分布函数能较好地反映根系的三维分布趋势.PRD灌溉可以刺激马铃薯根系生长,水分利用效率提高39%.进行PRD灌溉时应重点考虑滴头位置处及垄坡上的水盐变化,最好能起到节水控盐的双重作用.再生水PRD地下滴灌是对传统地表滴灌的优化和提升.     

低洼重度盐碱地滴灌垄作模式土壤水盐运移规律研究

目的“滴灌+高垄”模式下盐碱地垄沟栽种的苗木初始成活率高,而一段时间后成活率大幅降低,为研究清楚垄沟苗木死亡原因,开展了“滴灌+高垄”模式水盐运移规律研究。方法田间原土起垄后分别在垄面和垄沟铺设滴灌带,在保证滴头附近不出现大面积明水前提下持续滴灌,根据湿润锋运移和水盐运动情况连续取土样,分析垄体和垄沟盐分运移规律与灌水量之间的关系。结果当灌水量不超过41.4 mm时,水平湿润锋和垂直湿润锋运移距离均随灌水量的增加呈极显著的幂函数关系增加,垄体滴头下方形成一个高土壤含水量、低土壤盐分区,并且随着灌水量的增加,该区向横向和纵向不断扩大。当灌水量达到84.3 mm时,土壤质量含水率等值线由原来的椭圆形转变为倾斜向垄沟方向,垄面滴灌形成的湿润锋与垄沟滴灌形成的湿润锋搭接,土壤盐分在湿润锋搭接处聚集。当灌水量达100.9 mm时,垄体盐分随着灌水量的增加不断向土壤深层和垄沟迁移,盐分等值线图由双“U”型转变为倾斜向垄沟方向,垄体淋洗下来的盐分向垄沟大量聚集。当累计灌水量为171.6 mm时,垄体和垄坡大幅度脱盐,EC_e较初始值降低62.9%。结论垄作滴灌灌溉对垄体和垄沟水盐运移有显著影响,垄沟盐分经历了先降低后增加再降低的过程,垄沟脱盐较垄体脱盐有延迟性。在此条件下对垄沟进行植被构建时,要避开盐分向垄沟聚集的时段,延迟于垄面种植。      

免冬春灌不同灌水定额条件下棉花膜下滴灌对土壤盐分变化规律的影响

以田间实测数据为基础,研究免冬春灌棉田膜下滴灌土壤盐分变化规律。通过对284 mm、339 mm、369 mm和399 mm4个灌溉定额下棉田土壤盐分变化进行分析得到：免冬春灌使棉田土壤盐分主要积累在0～30cm之间;随着灌溉定额的增加,滴头下土壤盐分淡化区深度逐渐增加,积盐区深度下移;各处理土壤盐分积累深度分别为20cm、30cm、60cm和70 cm,滴头下竖向随灌溉定额的增加淋洗效果越明显;滴头、行间、膜间土壤盐分含量依次增加;在棉花生育期内284 mm灌溉定额土壤处于积盐状态,339 mm、369 mm和399 mm灌溉定额土壤处于脱盐状态;结合洗盐深度和棉花根系主要活动范围,初步确定一年免冬春灌棉花灌溉定额为369 mm以上。该结果可为干旱区棉田少、免冬春灌棉花膜下滴灌水盐调控技术提供参考。