棉田膜下滴灌自动化技术的推广应用

<正>现有滴灌系统要达到节水、增产的目的必须:严格执行灌溉制度;提高设备运转效率,保证灌溉均匀度;根据棉花不同生育期的需水规律合理分配水量;     

膜下滴灌棉田凝结水量研究

[目的]分析覆膜对棉田凝结水的影响机理,为膜下滴灌技术的可持续发展提供科学依据.[方法]采用大型称重式蒸渗仪对棉田凝结水进行实时监测;在不同生育期分别选取典型日,分析凝结过程;设置覆膜和不覆膜2种方式进行对比试验,分析了覆膜对凝结水的影响.[结果]①从00:00开始凝结,至08:00结束,历时8h,昼夜变换中凝结与蒸散...     

膜下滴灌棉田土壤温度分布特征

为了探讨膜下滴灌棉田地温的时空变化规律,作者通过在新疆巴音郭楞蒙古自治州水利管理处国家重点灌溉试验站开展微咸水和淡水膜下滴灌棉花大田试验,定时监测膜下滴灌棉田棉花不同生育期、不同空间位置处的温度。研究结果表明,表层土壤温度变幅大,深层土壤温度变幅小;苗期宽行地温＞窄行＞膜间,蕾期宽行地温＞膜间＞窄行,花铃期膜间地温＞宽行＞窄行;不同生育期对地温起主导作用的影响因子不同,苗期地温的主要影响因子为覆膜,蕾、花铃期的主要影响因素为植株覆盖及土壤含水量,吐絮期的主要影响因子为植株覆盖;微咸水膜下滴灌条件下,相同深度不同位置(宽行、窄行、膜间)以及相同位置不同深度处地温变幅均较淡水处理显著,且微咸水膜下滴灌棉田同一深度同一位置处地温明显高于淡水处理。     

膜下滴灌棉田盐分空间分布特征分析

为探索长期连作膜下滴灌棉田盐分高值区土壤盐分空间分布特征,采用经典统计学方法,根据北疆连作膜下滴灌棉田生育期内2016、2017、2018年土壤盐分监测数据,分析了膜下滴灌棉田土壤盐分不同土壤剖面的积累及变化特征。结果证明该研究区域内土壤含盐率逐年增大,且随时间推移,由非盐渍化土或轻度盐渍化土逐渐转化为中度盐渍化土,部分区域转化为重度盐渍化土,连续三年内各剖面土壤盐分均由北向南呈增大趋势;在水平方向上,盐分主要聚积在6、7、8剖面,垂直方向,0～20 cm土层土壤含盐率变化较大,土壤含盐率随土层的增加而增加,主要积累在80 cm以下土层。     

膜下滴灌棉田土壤温度探头最优布设研究

根据新疆试验区滴灌棉田不同位置、不同深处全生育期的地温数据,通过相关性分析发现,滴灌棉田同一观测点不同深处的地温具有较强的相关性;用R型谱系聚类法,对各观测点8个层次的地温变量进行分类,分为4类时,在地表0cm以及地表下5、15和40cm深处的地温就能较好的反映0～80cm土层的平均地温。水平方向上膜下宽行的平均地温最能反映滴灌棉田剖面上的土壤地温;膜下宽行处地表0cm以及地表下5、15和40cm深处可作为1膜2带4行滴灌棉田地温探头的最优布设点。     

不同年限膜下滴灌棉田盐分变化特征

以新疆棉花连续4a田间实测数据为基础,研究了不同年限膜下滴灌棉田非生育期(3月和10月)土壤盐分的变化。结果表明,膜下滴灌棉田非生育期,10月0~60cm土层含盐量大于3月,而60~100cm土层含盐量变化规律不明显。随着滴灌年限的增加,膜下滴灌棉田土壤含盐量呈增加趋势。     

膜下滴灌棉田土壤水分空间变异规律研究

2009年,在新疆库尔勒包头湖农场智能化棉花膜下滴灌工程示范区,选择典型的一膜一管4行种植的棉花为试验区(共计20个测点),测定了各个采样点以及3个不同深度的土壤含水率。运用地统计学和经典统计学方法,分析了棉花4个生育期内土壤水分的空间变异特性。结果表明,土壤质地为砂壤土时,土壤含水率的空间变异性属于弱变异;随着棉花的生长,土壤水分的分布越来越趋于均匀化;在棉田主要生育期内,研究土壤含水率空间分布最好的半方差函数模型是球形模型;土壤含水率的大小基本上和该点与滴灌带的垂直间距成反比例关系;棉花行对棉田土壤水分的再分布起到了很大的影响,距离棉花行越远,受到的影响就越小。     

南疆膜下滴灌棉田土壤温度时空变化规律研究

为了研究南疆免冬春灌“干播湿出”膜下滴灌棉花生育期土壤温度时空变化特征,测定了棉花宽行、窄行和膜间不同深度(地表下5、10、15、20、30、40、60 cm)土壤温度的变化情况。试验结果表明:浅层土壤温度受气温影响变化剧烈程度高于深层,太阳辐射变化对40 cm以下土壤温度日变化影响微弱,地膜覆盖可明显提高棉花播种-出苗阶段浅层土壤温度,具有增温效应,增温效应为宽行窄行膜间;蕾期和花铃期具有平抑土壤温度变化的作用;而在吐絮期后地膜覆盖出现保温效应。各层土壤日均地温均与气温呈线性关系。     

塔里木灌区膜下滴灌棉田土壤水分动态与耗水特性

土壤水分条件是棉花生长和发育的重要因素。为了研究塔里木灌区膜下滴灌棉田土壤水分特征,于2014年4月18日至10月31日采用中子仪对膜下滴灌棉田0~120cm土壤水分进行观测,分析了不同生育期土壤含水率的时空变化,采用水量平衡原理计算了膜下滴灌棉田耗水量。结果表明:4月中旬到7月中旬为土壤水分稳定期,7月中旬到8月底为土壤水分剧烈变化期,8月底到10月底为缓慢消耗期;0~20cm为土壤水分活跃层,20~60cm为土壤水分次活跃层,60~120cm为土壤水分稳定层;灌溉入渗水主要分布在0~40cm;膜下滴灌棉田苗期、蕾期、花铃期、吐絮期的耗水强度分别为0.63、2.62、7.01、0.71mm/d。     

浅析膜下滴灌自动化灌溉技术

1　自动化灌溉技术及其适用范围1 1　自动化灌溉技术自动化灌溉技术是利用现代科学技术及设备 ,在固定灌溉系统、设备基础上发展的应用技术 ,其主要技术可分为 :1,设计合理、设备配套、运行可靠的固定灌溉系统 ;2 ,性能稳定、运行可靠、操作简便的控制系统 ;3 ,系统运行中 ,与灌溉决策密切相关的技术参数采集的传感及数据处理技术。1 2　自动化灌溉技术的适用范围主要适用的灌溉形式有 :大型喷灌机组、滴灌、微喷、涌泉灌、渗灌等灌溉系统。主要原因 ,在于这些灌溉系统除具有灌溉保证率特点外 ,还拥有自己固定的水源、独立的输水系统、完善…     

膜下滴灌棉田土壤水分消退规律分析与墒情预报

为了探明合适的土壤墒情预报方法,给新疆棉花生产制订合理的灌溉方案,在研究土壤含水率与土壤消退量比例关系的前提下,分析了北疆棉田土壤水分的动态消退规律,并对水分的消退系数进行了曲线拟合.结果表明,消退指数与棉花生长时间系数的拟合关系较好,相关系数最小为0.71.最大为0.82.经过检验,墒情预报值和实测值吻合很好,相关系...     

膜下滴灌条件下绿洲棉田土壤水分运动数值模拟

应用非饱和土壤水运动理论,建立膜下滴灌条件下土壤水分运动二维数值模拟模型,研究了田间层状土壤在膜下滴灌条件下土壤水分运动特征.应用不同小区不同灌水处理的实测值与模拟值进行对比,同时对模型做了精度分析,结果表明符合精度要求,这说明所建立的模型能客观地反映实际土壤条件下的水分运动情况.研究结果表明:土壤剖面30～40 cm粘土层使土壤水分运动具有很大的差异,0～30 cm变化明显,而40 cm以下土壤水分运动的变化较小. 膜下滴灌应该采取灌水量小,频度大的灌溉模式.     

膜下滴灌棉田土壤水分参数的空间变异性分析

以新疆生产建设兵团石河子国家农业科技园区的膜下滴灌棉田作为试验区,采用均匀法布点方式,测定了各个采样点0～20、20～40和40～60 cm三个不同深度土壤的含水率,利用地统计学理论分析了膜下滴灌棉田均匀布点方式下土壤含水率的空间变异规律,并利用Sufer绘制了土壤含水率的等值线图,结果表明:①膜下滴灌棉田均匀布点采样方式下,东西方向即沿膜向的半方差函数值在0～20、20～40和40～60 cm深度层的变化规律趋于一致,随着深度增加棉田的土壤含水率的空间变异强度在逐渐减小;②各方向的半方差函数值的相关性均随着深度增加棉田的土壤含水率的空间结构性更加显著;③东西方向的空间变异性随着深度的增深而减小,其他方向的空间变异性随着深度的增深而增大;东西方向即沿膜向为弱变异,其他方向20～40 cm层为强变异,0～20、40～60 cm层为中等变异。     

不同水质膜下滴灌棉田盐分空间变异特征

为评价不同水质膜下滴灌棉田土壤盐分空间分布及变异性,采用EM38-MK2型电磁感应仪对微咸及淡水滴灌田块进行盐分调查。解译模型获得的土壤含盐质量比描述性统计特征表明,微咸水滴灌的积盐程度高于淡水滴灌,但其变异系数相对较小。采用GS+软件拟合最优半方差函数模型,微咸水处理为指数模型,淡水处理为高斯模型,均表现为强的空间相关性;微咸水处理变程大于淡水处理,增加了土壤盐分的空间相依性。Kriging空间插值及变异分析表明,淡水滴灌棉田土壤盐分微域及全域空间变异程度强于微咸水滴灌,二者均存在影响棉花出苗的盐斑。建议用水紧张时,可基于EM38-MK2型电磁感应仪的盐分调查结果,重点淋洗盐斑集中分布区域,以节水增产。     

膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征

为研究膜下滴灌棉田土壤盐分随时间变化特征,通过对北疆典型棉田土壤盐分连续一年的监测,采用时间序列分析方法分析了土壤盐分随时间变化特征。研究结果表明:在监测期内,90cm以下土层为稳定积盐层,其盐分值随时间波动幅度较大;0~90cm土层土壤盐分随时间变化幅度较小,其含盐率值基本保持在0.2%上下浮动,属于非盐化土壤,有利于棉花正常生长;每年的5、7两个月,各土层土壤盐分呈现出不同程度的增大趋势。本研究可以为后续长期连续监测奠定基础,同时为北疆绿洲区棉田防治土壤次生盐渍化提供理论参考。     

膜下滴灌棉田墒情监测点的横向定位研究

2009年,在新疆库尔勒包头湖农场智能化棉花膜下滴灌工程示范区,以膜下滴灌棉田单膜控制区域的土壤含水率数据为基础,研究了膜下滴灌棉田墒情监测点的定位问题.本文选择了典型的一膜一管四行模式种植的一膜棉花为试验区(共计20个监测点),测定各个采样点以及4层深度(0～20 cm,20～40 cm,40～60 cm及60～80...     

膜下滴灌棉田土壤呼吸特征及其影响因素

为探讨膜下滴灌条件下棉田土壤呼吸的动态变化及其影响因子,在棉花生长期采用Li-8100A土壤碳通量自动测定仪连续观测垄上、垄间和裸地土壤呼吸速率及环境因子.结果表明:3种样地的土壤呼吸速率日变化均表现为单峰型曲线,峰值出现在14:30;月变化呈现先升高后降低的趋势,7月中下旬土壤呼吸速率最高.3种样地的土壤呼吸速率和土壤有机碳质量比差异性显著,由高到低依次为垄上、垄间、裸地,且垄上的土壤呼吸总量最大,是垄间和裸地的1.5倍和2.8倍,而土壤温度的差异性由大到小依次为裸地、垄上、垄间.采用相关分析法研究表明,土壤呼吸速率与土壤含水率的相关性较弱,与土壤有机碳质量比呈显著正相关.土壤温度能够解释土壤呼吸速率变异性的75.1%~84.4%,两者表现出较高的指数正相关关系;3种样地的土壤呼吸对温度的敏感系数差异显著,敏感系数由大到小依次为垄上(2.208)、垄间(2.160)、裸地(1.675).     

典型绿洲区长期膜下滴灌棉田残膜分布现状研究

【目的】优化管理农田地膜。【方法】于2016年9月在新疆典型绿洲区石河子121团对6块覆膜滴灌棉田(应用膜下滴灌年限分别为5、9、11、13、15和19 a)土壤进行取样,研究了样品中的残膜面积和残膜质量。【结果】6块棉田地膜残留密度分别为127.11、215.85、250.63、294.17、327.83和348.83 kg/hm~2,残膜密度以每年16.37 kg/hm~2的趋势递增;残膜主要集中分布在土壤0～15 cm土层内,且面积大于30 cm~2,随着覆膜年限的增加,逐渐下移到15 cm以下土层内,且这部分残膜逐渐碎裂并均匀分布在土壤20～30 cm土层。随着覆膜年限的增加,棉田土壤中残膜的数量和密度均呈逐年上升趋势,表层土壤中面积较大的残膜在耕作过程中逐年碎裂并向深层土壤下移且均匀分布;同时随着覆膜年限的增加,在35～40 cm深层土壤中面积和质量较小的残膜呈明显增多的趋势。【结论】新疆绿洲区棉田地膜残留远超国家标准限值,应采用厚度大于0.008 mm地膜,同时采取措施提高农田地膜回收率。     

北疆膜下滴灌棉田生育期土壤水盐的变化特征

针对北疆地区土壤盐化制约农业发展的问题,通过野外实地分层采集土样,分析北疆地区长期膜下滴灌农田种植前后土壤水分和盐分分布特征。统计学分析表明,种植期土壤含水量变异属于中等偏弱变异强度,土壤盐分的变异属于中等偏强变异程度,土壤盐分分布成自上而下先增大再减少的波动趋势。在空间分布上,土壤水分和盐分种植前后存在明显的差异,种植后在浅层土壤水分和盐分的含量成西高东低的变化分布。     

膜下滴灌棉田测墒点布设位置试验研究

为科学布设膜下滴灌自动灌溉系统的土壤水分监测传感器,提高测墒精度,采用误差分析方法研究了典型种植模式(1膜1带4行和1膜2带6行)膜下滴灌棉田的测墒点适宜布设位置。结果表明,灌溉制度、种植模式、计划测墒范围与气象年份对膜下滴灌测墒点布设位置影响显著。综合分析不同气象年份与灌溉制度下的土壤墒情,认为"1膜1带4行"和"1膜2带6行"种植模式膜下0~60cm深度的测墒点位置坐标(横坐标为距膜中心线距离,纵坐标为距地表深度,单位cm)分别为(45.6,30.3)和(64.7,27.8),膜+裸地0~100cm深度的测墒点位置坐标分别为(48.2,36.4)和(60.0,29.2),平均测墒相对误差均小于5%,准确性与适用性较高,可在棉花生产中推广应用。