越冬期日光温室灌溉水升温与管理技术研究

以黄土高原离石区设施蔬菜示范基地日光温室群的越冬期跟踪监测数据为依据,分析了越冬期温室地温以及灌溉水进棚温度的变化特性,研究了越冬期内灌溉水需升温期、无需升温期的划分和需升温期内灌溉水最低可灌温度。借助CFD模型,计算了越冬期各时期灌溉水升温所需的时间,并且以此为基础提出日光温室升温灌溉管理技术。结果表明:(1)河流地面灌溉水无需升温可直接灌溉,时期为11月整月,需升温的时期为12月中旬到次年3月中旬,其余时间段全天部分时间可直接灌溉。(2)需升温期间,可灌溉的最低温度为7.5~10.8℃。(3)需升温期间,灌溉水升温所需的时间变化为5~51 h。以此为基础,提出了包括灌溉制度、灌溉水需升温期的划分、最低灌溉水温、升温时间以及灌溉时间内的升温灌溉管理技术。研究结果可为季节性冻土区越冬期温室大棚的灌溉水温管理提供具有实际意义的技术支撑,可丰富灌溉理论与技术。     

越冬期日光温室不同升温设施灌溉水升温特性的试验研究

为了研究越冬期日光温室不同升温设施中灌溉水的升温特性,以黄土高原离石区设施蔬菜示范基地日光温室群的越冬期跟踪监测数据为依据,研究了地下浅式升温池和地上深式升温池中灌溉水水温的变化特性。结果表明:(1)升温池内表层水温随气温剧烈波动,而0.3 m以下灌溉水水温不随室温剧烈波动而稳步升温,但升温速率与气温变化有关;(2)地下浅式升温池的升温效果远远领先于其他型式的升温池,地下浅式升温池中灌溉水在升温27 h之后便能达到灌溉要求,而地上深式升温池在升温48 h还没有达到灌溉要求;(3)地下浅式升温池在占地面积、升温效果、管理风险、经济成本等方面明显优于其他结构型式的升温池,推荐地下浅式升温池作为越冬期间日光温室灌溉水的升温设施。研究结果可为北方高寒地区越冬期温室大棚的灌溉水温管理提供具有实际意义的技术支撑,对丰富灌溉理论与技术具有一定的科学价值。     

季节性冻土区越冬期河流地表水温度变化特性研究

为了探求越冬期间日光温室地表灌溉水温度的调控措施,以小东川河地表水为研究对象,借助传热学的方法,分析了越冬期间河流地表水温度的变化特性及其成因。结果表明:在水面非结冰期和结冰期,水温的变化趋势与气温的变化趋势一致,河流地表水温度都具有随气温呈余弦的日变化规律;在水面结冰期河流地表水温度基本处于相对稳定(-3.6℃左右)状态,而且水温持续高于气温;河床砂卵石介质对河流地表水的热量补给作用、河流表面冰盖及薄层空气的隔热作用和不同介质比热的差异是河流地表水水温变化特性产生的关键原因;河流地表水水温与气温具有较明显的线性相关关系,相关系数在0.9以上。研究结果可为越冬期日光温室灌溉水温的调控提供基础参数和依据。     

越冬期浅层潜水井水温问题研究

针对中国北方地区越冬期高海拔低温区温室大棚设施种植利用河流地表水进行灌溉这一客观现实,实施了越冬期实地河流地表水、潜水井水温跟踪监测,分析了越冬期气温﹑河流地表水温﹑集水井水温间的数量关系。结果表明:气温与河流地表水温具有同步性,河流地表水表层冰盖形成后,地表水温在冰盖的保护下趋于相对稳定;地表河水在通过河槽沙砾石层渗流进入潜水井的过程中,由于地热的热传导,潜水井水温在越冬期间可保持相对稳定;渗流场地温是影响潜水井水温的主要因素,气温对潜水井井水温的影响很微弱;潜水井井口加盖和加深井深可以有效地增加热量的补给和减少热量的散失,提高潜水井水温。研究成果可为低温区蔬菜大棚的越冬期灌溉提供一定的技术支撑。     

越冬期地面灌溉技术研究

基于越冬期大田土壤入渗和灌水试验,采用试验研究和模拟分析相结合的方法,分析讨论了冬灌水流运动特点,揭示了表征灌溉效果的各项指标随地中温度的变化特性,提出了提高越冬期灌溉灌水效果的5项技术:短畦灌溉技术、长畦灌溉技术、小流量灌溉技术、秋耕灌溉技术和最冷月免灌技术。研究结果对我国北方缺水地区冬季合理灌溉具有重要指导意义。     

微喷带灌溉秸秆覆盖麦田对地温及其产量和水分利用效率的影响

为有效应对气温升高对小麦生产系统的不利影响,寻求消减气温升高的适应性栽培途径,2019-2020年在山西临汾采用微喷带灌溉模式的田间大区对比方法,开展了灌溉未覆盖麦田（I）、灌溉覆盖麦田(IM)、未灌溉覆盖麦田(CK)对不同生育阶段5、10 cm地温、产量和水分利用效率的影响研究。结果表明：5、10 cm地温与气温均呈现正相关且相关系数表现为CK>I>IM。在越冬期至成熟期5、10 cm土层日平均地温IMI;各个生育阶段I、IM与CK相比其地温降低率均表现为越冬期>拔节期至成熟期>返青期至拔节期,且IM>I。各类麦田不同土层地温低于0℃的时间IM>I>CK,其中5 cm土层>10 cm土层,灌溉未覆盖麦田5 cm土层地温（I-5）>灌溉覆盖麦田5 cm土层地温（IM-5）>未灌溉覆盖麦田5 cm土层地温（CK-5）、灌溉覆盖麦田10 cm土层地温（IM-10）>灌溉未覆盖麦田10 cm土层地温（I-10）>未灌溉覆盖麦田10 cm土层地温（C...     

鲁西北黄河冲积平原引黄灌区农业灌溉模式研究

研究农业灌溉模式对于灌区进行高效节水灌溉具有重要意义。以山东省德州市平原县为研究区,利用模糊综合评价法分析该区地下水水质状况,采用GIS研究该区2000-2009年井灌期3月和9月地下水埋深的时空变异规律,基于以上分析和该区现代化水网灌溉、井灌的现状,提出更加合理的灌溉模式。研究表明:1研究区大部分灌区的地下水水质良好,水温、pH值、盐度、碱度和矿化度均符合农田灌溉水的要求;2研究区10年间(2000-2009年)3月和9月的地下水埋深变化不大,平均埋深较小,分别为2.75和2.97m;2000、2005和2009年3月和9月地下水埋深的分布格局具有一定差异性,年际埋深普遍降低或维持原来的状态,适合地下水开采;3研究区井灌存在诸多问题,但现代化水网灌溉正在大面积推广,灌区可通过水泵并联的方式将井水输送到低压管道中,实现基于水网的井渠混灌。     

水分亏缺条件下毛管埋深对番茄生长、产量及品质的影响

通过番茄滴灌试验,研究不同水分亏缺条件下毛管埋深对番茄植株生长、果实形态、产量与品质的影响。结果表明:毛管埋深对日光温室番茄产量、灌水量有显著影响(p0.05),对灌溉水利用效率和品质无显著影响(p0.05);毛管埋深为20 cm时,番茄植株生长速度较快,果实横茎较大。轻度与中轻度水分亏缺灌水条件下,毛管埋深为20 cm可显著减小C级(番茄直径D6.5 cm)果实比例29.2%,分别提高A级(D≥7.5 cm)与B级(6.5 cm≤D7.5 cm)果实比例16.6%、2.0%。番茄产量、灌水量随毛管埋深增加呈先增后减趋势,毛管埋深为20 cm时,番茄产量最高,达到66.44 t/hm~2。番茄产量和灌溉水利用效率随灌水下限增加而显著降低(p0.01),可通过不同毛管埋深与灌水下限组合,显著降低番茄灌水量,提高产量和水分利用效率。综合考虑,毛管埋深20 cm,灌水下限为田间持水量的60%处理组合为关中地区日光温室适宜的滴灌灌溉方式。     

寒冷地区日光温室水平地埋管蓄热效果研究

为研究寒冷地区日光温室应用太阳能土壤增温系统的地温变化情况和土壤蓄热效果,利用ICEM建立了二维水平埋管土壤蓄热物理模型,并基于试验工况运用FLUENT对典型日水平埋管与土壤的非稳态传热进行了数值模拟.结合试验数据和数值模拟进行分析,结果表明:白天土壤蓄积的热量可以保持夜间至次日系统运行前的土壤最低温度在10cm深处为...     

日光温室水肥温气综合利用系统设计

新疆冬季寒冷,作物生长、灌溉、沼气的产生都需要加温,本文研究利用热风炉提供热量对温室环境、灌溉水及沼气池加温新方法,并在实际工程上运行试验。结果表明:热风炉1h燃烧煤炭10kg,可以将7℃~8℃的水100L加热到45℃,热风炉持续燃烧可以将温水灌溉池内的水温增加到40℃左右。用温水灌溉池内的温水加温保温方法能够使沼气发酵池的发酵温度保持在(35±2)℃范围内,池容产气率保持在0.8m3/(m3·d)左右。系统运行期间,热风炉热效率保持在70%左右,沼气辅助加温可以节约煤炭2.5kg/d,沼渣沼液在粉碎发酵后通过加压管道直接施入土壤中,为土壤提供有机肥料。因此,日光温室水肥温气综合利用系统是一种废弃物循环利用、节能环保的设施农业综合利用技术及系统集成,具有开发应用潜力及推广应用前景。     

不同地下水埋深对冬小麦需水量的影响

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,冬小麦需水量和地下水利用量的变化规律。结果表明,冬小麦生育期内地下水控制在1.0~1.5 m以下,对减少冬小麦需水量最为有益;随着地下水埋深增加,地下水利用量和地下水利用系数显著减小;不同地下水埋深条件下冬小麦生育阶段日需水量变化规律表现基本一致,即越冬前较大,在越冬期最小,抽穗灌浆期达到最大,然后又减少。研究结果可为冬小麦节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。     

温室番茄不同灌水方式试验研究

采用Φ20标准蒸发皿的水面蒸发量为控制灌溉参数,研究不同灌水方式(覆膜滴灌、覆膜沟灌和覆膜小畦田灌)对温室环境和番茄生长和灌溉水利用系数的影响。试验结果表明:在秋冬茬口的日光温室内,与膜下沟灌和传统覆膜畦田灌溉比较,覆膜滴灌一定程度降低了温室湿度,保持了土壤水分一直处于较高的水势范围,使番茄产量和灌溉水利用效率达到最高。另外,采用覆膜滴灌时,灌水周期为3d,蒸发皿系数取1.0时,产量和灌溉水利用效率最高,推荐作为该茬口的灌溉制度技术指标。     

调温灌溉技术基础数据及装备的研究

调温灌溉是指通过控制灌溉水的温度促进作物生长和结果,实现节能、增产、提质,防止冻根和烧根情况导致作物死亡的新灌溉技术。调温灌溉技术是继自动灌溉、水肥灌溉技术之后的第三代灌溉技术,也是一项节能灌溉技术。文章以文馨兰种植为例进行水温对植物生长影响的基础数据和调温灌溉技术装备研究,为植物持续高产、防冻、防高温、调节花期及节水节能技术发展提供理论依据和技术支撑。     

水库低温水灌溉对小麦生长的影响

水电建设生态影响日益受到社会的广泛关注,尤其是水库低温水的影响更是成为水电工程环境影响评价的必要组成部分。以春小麦为对象,选择两块毗邻实验田进行不同水源的灌溉实验,两种水源的灌溉水源水量和水质基本相同;研究了灌溉水温对土壤温度及其春小麦生长发育的影响。结果表明,温度差为6～8℃的水源对0～20cm深地温影响差异小于1℃;且小麦在单位面积产量、生育期、群体动态、考种基本性状等方面均未产生明显差异。从土壤温度特性和作物生育期温度需求两个方面对上述结果作了细致的机理分析,认为：（1）气象条件在控制地温方面是主导因素;（2）低温水对作小麦营养期生长影响微弱。     

膜下滴灌自动化棉田地温探究与预测

为探究自动化膜下滴灌棉田地温变化规律及其影响因素,开展了大田试验,研究了地温与气象因子、植株覆盖度、土壤含水率、降雨和灌溉的关系。结果表明:在时间上,地温在灌溉期总体上呈现先增大后减小的趋势;太阳辐射、大气压强、相对湿度和大气温度与地温要素的相关性显著,且建立的最小二乘回归方程能较好的模拟日均地温变化情况。在空间上,地温单日变化都可用正弦曲线进行拟合。土壤含水率和覆盖度的增加,能够抑制棉田地温的变化。降雨和灌溉主要通过增加土壤含水率来改变地温。研究表明,通过建立气象因子与日均地温的回归方程和不同土层地温与时间的正弦函数能较好的模拟各土层地温,为根区构造适宜的水热环境。     

微润灌管带埋深对土壤水分及青椒生长的影响

为研究微润灌溉管带埋深对土壤水分及温室青椒生长的影响,采用在微润灌条件下的温室种植试验,对不同管带埋深下青椒根区土壤水分分布及青椒株高、产量、灌溉水生产率进行了研究。结果表明:微润管埋深越深,湿润范围内的土壤平均含水率越低,微润管湿润范围越小。管带埋深为20 cm,青椒株高、产量均为最大,最适宜青椒生长发育。管带埋深对青椒株高增长随时间变化符合Logistic模型,拟合效果良好。管带埋深为20 cm时,青椒灌溉水生产率最高。     

番茄滴灌在日光温室内耗水规律的初步研究

对山东禹城地区采用滴灌灌溉的番茄,在日光温室内1－4月份生长的耗水规律及空气温度,空气湿度和地温等环境因素进行了初步的研究,结果表明,在严冬季不用加温条件下,日光温室内的平衡温度可维持在18℃左右,内外温差达20℃左右,可基本满足番茄生长发育的需求,将滴灌带下15cm处的土壤水势维持在番茄生长的适宜范围（≥-20kPa),日光温室内的水面蒸发量与作物的需水量和灌溉水量存在很好的一致关系,因此,可将日光温室内的水面蒸发量作为指标的灌溉量。     

滴灌水温对土壤入渗和土壤温度的影响

为了解水温对滴灌土壤入渗特征和土壤温度的影响,研制一套恒温试验装置,可使水温变化控制在±0.5 ℃范围内,选择5,20,35 ℃作为试验水温,进行不同水温室内滴灌入渗试验,分析各水温下土壤水分入渗和土壤温度变化特征.结果表明:在相同时段内,随滴灌水温升高,水平和垂直湿润锋运移距离增大,垂直湿润锋运移速率增大.分别建立水平、垂直湿润锋运移距离与入渗时间和滴灌水温的关系模型,决定系数R²均大于0.99.湿润土体平均含水量与入渗时间关系不大,但随入渗水温的升高而减小.土壤水分扩散率与水温成正比;水温升高,饱和导水率随之增大,二者呈指数函数关系;土壤吸持水分的能力随温度的升高而降低.不同灌溉水温改变了土体中的温度分布,随着距滴头距离的增加,由水温引起的土壤温度的变化量逐渐减小.结论可为指导大田和温室滴灌技术提供理论依据.     

热带高温地区碾压混凝土重力坝温控措施

为了研究在高温环境下浇筑大坝混凝土时,控制浇筑温度和通冷却水等常用温控措施的效果、探索适用于高温施工环境的温控措施,利用有限元法对某一位于热带高温地区的碾压混凝土重力坝进行了施工期和运行期的全过程温度场和温度应力场仿真计算,对比分析了不同冷却水水温和浇筑温度下的坝体温度场和温度应力场.计算结果表明,坝体温度应力受浇筑温度和冷却水水温影响较大,将坝体基础约束区的浇筑温度从25℃降低到23℃、冷却水水温从20℃降低到15℃时,坝体最高温度从36.9℃降低到了34.6℃、最大温度应力从1.64MPa降低到了1.40MPa,此结果满足该大坝温控防裂要求.由此可见,在高温地区建混凝土坝时,在相对较高的浇筑温度和冷却水水温的施工条件下,坝体的温度和温度应力可得到有效控制.研究成果对简化温控措施、缩短工期、减少投资有重要参考意义.     

温室传热水道与土壤换热强度影响的数值分析

以呼和浩特市某日光温室铺设的传热水道为研究对象,为提供传热水道在土壤中铺设间距、深度的准确依据,利用CFD数值模拟技术对传热水道在不同供水温度(30、40、50℃)、不同埋管深度(30、40、50cm)、不同管道间距(20、40、50cm)的情况时对温室土壤的换热强度进行研究与分析。结果表明：埋管深度越深对土壤地面温度影响越小,管道间距越宽则土壤的温度分布越分散,使土壤不容易达到温度扩散的饱和值,管温越高对管道以下的土壤影响越大,造成资源浪费;当埋管深度为30cm、管间距为20cm时,土壤的换热效果最佳。研究结果可为温室传热水道对土壤加热提供理论参考。