低压滴灌小孔出流孔前压力变化研究

为了研究低压滴灌毛管压力变化规律,本试验对Φ16孔口式滴灌管在不同的入口水头（0.5-2.0 m）和不同管道铺设长度（20、406、0 m）状态下沿程压力进行了测定。结果表明,运用规范中给定的计算结果与试验测试结果进行比较,相差较大,规范中的沿程水头损失计算公式不能满足孔口式滴灌管在低压条件下的损失。在管道长度为20 m和40 m,工作水头为0.5 m时,试验测试水头损失约为规范公式计算结果的30倍多,但随着入口工作水头的增加,两者之间的比值有趋于减少的趋势。同时,Excel软件的拟合表明,低压滴灌孔口式出流沿程压力分布符合以入口水头为基本参数的指数函数关系,并给定了相关参数的经验取值范围,其中水头损失修正系数k=1.004-1.0183;指数修正系数θ的取值为0.004到0.021。     

低压PE滴灌毛管水头损失试验

对内径为20 mm,壁厚1.36mm,承压能力为0.2 MPa,60 cm孔距,出水孔径0.6 mm的PE滴灌管进行了低压条件下的水力性能试验和分析,结果表明:在试验的工作水头下,不考虑滴灌管出水孔水流扰动影响条件,测试滴灌管内的水流有层流和紊流两种流态,但主要以层流为主.用传统的水力学经验公式计算水头损失存在较大的误差,与实际情况差0～14.29%.     

考虑断面形变的贴片式滴灌带局部水头损失研究

为研究断面形变对内镶贴片式滴灌带局部水头损失的影响,选取6种不同壁厚滴灌带,通过试验查明滴灌带断面形状与壁厚及压力的关系,据此采用数值模拟和量纲分析构建滴灌带局部水头损失计算数学模型.结果表明:滴灌带断面形状随压力变化差异明显,低压条件下滴灌带扁平断面可用椭圆近似计算;提出了变断面内镶贴片式滴灌带局部水头损失计算数学模...     

滴灌春小麦生长发育与水分利用效率的研究

试验于2009-2010在石河子大学试验站进行,设置了滴灌和漫灌两种灌溉方式,滴灌又设置了一管四行和一管六行两种滴灌带布置方式,目的在于分析不同灌溉方式及不同毛管布置方式对滴灌小麦生长发育及水分利用率等方面的影响.结果表明:滴灌与传统漫灌相比,株高、叶绿素含量、根系活力增加,叶绿素后期下降缓慢,滴灌可降低小麦千物质在营养器官中的分配率,促进干物质向籽粒中分配,防止后期叶片旱衰;滴灌比漫灌相比灌水量降低了25％,产量平均增加14.4％,水分利用效率提高35.4％.滴灌小麦实行一管四行毛管布置与一管六行相比受水均匀,不同边行间植株生长差异小,产量及水分利用效率均比一管六行高.     

极端干旱区成龄葡萄滴灌田间毛管布置方式优化研究

通过建立数学模型,利用Hydrus-2D软件模拟双管不对称布置和三管布置下的水分入渗特征,分析与葡萄根系分布的耦合程度。采用大田试验进行了验证,与模拟结果进行了对照,结果表明:双管不对称和三管布置条件下湿润剖面比较接近,双管不对称布置模式水分分布比较均匀,垂直湿润深度在60 cm左右,水平湿润宽度约100 cm;三管布置模式的垂直湿润深度为60 cm,水平湿润宽度约120 cm。双管流量不对称布置在产量及葡萄生长等方面均能达到三管布置方式的效果。确定采用双管流量不对称布置方式可以替代三管布置方式,同时,也说明在田间毛管布置方式筛选及优化分析时,采用数学模型分析的方法,可大大减少进行野外试验的工作量,在简化研究过程的同时能够得到科学的研究成果。     

干旱缺水区膜下滴灌棉花节水机理及灌溉制度研究

在石羊河流域进行了一管多行的棉花膜下滴灌节水机理及灌溉制度试验研究。结果表明:G1方案(灌水定额为20、15 m~3·667m~(-2)和10 m~3·667m~(-2))和G2方案(灌水定额为20 m~3·667m~(-2))的耗水量变化范围基本一致,变化于247~276 m~3·667m~(-2)。膜下滴灌棉花产量随灌水定额增加而增加,G2方案(灌水定额等于20 m~3·667m~(-2))是膜下滴灌棉花的高产灌水定额。灌溉定额在80~90 m~3·667m~(-2)以下时,产量随灌溉定额呈直线增长,灌水对棉花产量起决定性作用;在90~115 m~3·667m~(-2)时,产量随灌溉定额呈曲线增长,水的增产作用逐渐减缓;大于115~120 m~3·667m~(-2)时产量随灌溉定额的增加而减少。灌溉定额一定时毛管配置方式对棉花耗水量影响差异不大。一管三行略高于一管四行,随灌溉定额的增加而增加,耗水模数与灌溉定额呈逆向关系。不同灌溉定额下,日蒸腾水量变化趋势一致,即中期大前后期小。一管三行、一管四行两种灌溉方式均能达到高产水平,毛管间距可扩大到80~100 cm,毛管投入量比现状减少33%~50%,是干旱缺水区膜下滴灌棉花节水高效的田间灌溉方式。现蕾期第一次灌水,吐絮初期最后一次灌水,棉铃期灌水2~4次,全生育期灌水4~6次,灌水定额20 m~3·667m~(-2),灌溉定额80~120 m~3·667m~(-2)的灌溉制度,是一管多行的高产灌溉模式。土壤水分下限值保持在适当范围内(开花期之前60%以上,棉铃期45%~60%,吐絮期至收获期50%以下),可满足作物营养生长和生殖生长对土壤水分的需求。     

滴灌施肥周期和毛管布设方式对苹果树细根直径时空分布的影响

为探明不同滴灌施肥策略对苹果树细根直径的调控效应,于2019—2021年开展二因素二水平完全组合设计田间试验,毛管布设方式设置一行一管和一行两管,施肥周期设置15 d和30 d,采用微根管原位监测技术,分苹果树正南、正西及东北3个方位和0～19、19～38、38～57、57～76 cm不同深度土层,持续观测苹果树活跃生长期内细根直径的动态变化,分析了苹果树细根直径对毛管布设方式和施肥周期的响应。结果表明：细根直径主要集中在0.5～1.5 mm范围内,约占90%,0～0.5 mm和1.5～2.0 mm直径的细根占比很少。在夏季之前,直径≤1.0 mm的细根增多;夏季之后,细根直径加粗,直径>1.0 mm的细根迅速增加。相较于施肥周期15 d,施肥周期30 d在2020年6—11月和2021年4—7月均能增加细根直径;在大部分土层中,施肥周期30 d会增加细根直径,施肥周期15 d会减小细根直径;在2020年正南和东北方向上,施肥周期15 d会减小细根直径,施肥周期30 d会增加细根直径。一行一管较一行两管在2020年和2021年8月均能增加细根直径;在浅中层土壤(0～38 cm土层...     

分叉角与回转半径对双向流道灌水器水力性能影响模拟研究

为研究双向流道灌水器水力性能，将其结构单元作为研究对象，以分叉角和回转半径两个结构参数为影响因素，采用正交试验设计16种结构参数组合方案，利用计算流体动力学软件Ansysfluent对流道内部流体的流动状态进行数值模拟，通过量纲分析建立流道结构参数与流道单元局部水头损失的回归模型。结果表明：双向流道单元局部水头损失与分叉角、回转半径和流道流速有关，分叉角与局部水头损失呈负相关关系，回转半径和速度与局部水头损失呈正相关关系；当入口流速为固定值时，分叉角为32.4°、回转半径为1.72 mm，流道单元局部水头损失最大；当设置10个流道单元时，交叉排列方式组合的灌水器流态指数较优。     

膜下滴灌布置方式对土壤水盐运移和产量的影响

以棉花主要根系层各生育期保持适宜土壤含水率为灌水目标,设置一膜单管四行和一膜双管四行两种毛管布置方式,以TRIME-T3管式TDR测定土壤含水率指示灌水,开展膜下滴灌大田试验,研究了干旱区膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律及分布特征,并对不同滴灌模式下的棉花产量和灌溉水生产效率进行评价。结果表明:膜下滴灌单、双管布置棉花生育期内灌溉定额分别为390、550 mm;双管布置在10~40 cm棉花主要根系层形成适宜作物生长的淡化脱盐区,生育期内棉花主要根系层土壤含水率处于适宜的范围,灌水均匀度高,控盐效果好,棉花生长不受水盐胁迫;单管布置盐分随水分运移至湿润锋边缘至外行,棉花主要根系层有积盐的趋势,加上滴头流量大,不利于淡化脱盐区的形成。膜下滴灌毛管布置方式决定土壤水盐分布特征,进而影响植株对水分和养分的吸收,单、双管布置棉花产量分别为5 355、6 075 kg·hm~(-2),灌溉水生产效率分别为1.38、1.11 kg·m~(-3),单管布置灌溉水生产效率较高。     

浅埋式滴灌毛管埋深对苜蓿生长的影响

为了研究浅埋式滴灌毛管埋深对苜蓿生长的影响,并得到优化的毛管埋深,于2016年4—10月在新疆阿勒泰阿苇灌区试验站开展田间试验。通过采用毛管埋深为5、10 cm的浅埋式滴灌与传统的地埋式滴灌(埋深20cm)进行对比试验,分析了不同毛管埋深下苜蓿毛细根量和生长指标以及产量等。结果表明,毛管埋深5、10 cm和20 cm处理其20~30 cm土层苜蓿毛细根量分别占总量的12.44%,21.73%和19.31%;埋深为10、20 cm处理苜蓿植株高度分别为71.2 cm和72.5 cm,差异较小,两者与埋深5 cm(65.8 cm)差异显著;埋深为10、20 cm处理苜蓿植株茎粗分别为3.43 mm和3.38 mm,差异较小,两者均大于埋深5 cm(3.19 mm);苜蓿收割时埋深10、20 cm处理两茬总产量分别为16.21 t·hm~(-2)和15.61 t·hm~(-2),差异较小,两者均与埋深5 cm(14.60 t·hm~(-2))差异显著。因此10 cm毛管埋深可以达到与传统的地埋式滴灌相同的根系湿润灌溉效果,同时对苜蓿的生长影响不大,且更加经济方便,为优化的毛管埋深。     

温室地下滴灌灌水控制下限对番茄生长发育、果实品质和产量的影响

用温室小区试验的方法,通过对番茄株高和茎粗、果实品质和产量以及水分生产效率进行比较,探讨了温室栽培茄果类地下滴灌灌水控制下限的适宜取值范围。结果表明:在壤质土壤的试验地上,当地下滴灌管埋深为30 cm、计划湿润层深为15 cm~45 cm(厚度30 cm)、湿润比取0.7、灌水控制上限取田间持水量时,将土壤水吸力30 kPa作为控制灌水的下限,有利于番茄植株生长发育,可以达到高产、优质、节水的目的。     

膜下滴灌棉田土壤水盐动态变化

通过对轻度和中度盐渍化棉田整个生育期土壤水分、盐分含量的动态监测,分析了膜下滴灌棉田土壤水、盐动态变化及其相互作用的关系。结果表明：整个生育期中度盐渍化棉田土壤水分含量要高于轻度盐渍化棉田,土壤水分含量变化规律和土壤盐分含量变化规律相似,均表现出生育前期下降、中期稳定、后期略微增加的趋势;膜下滴灌能够在滴水过程中明显降低土壤中表层0～40 cm盐分含量,下层40～80 cm土壤为盐分聚集区域;以0～20 cm土壤盐 分含量模拟0～40、0～60、0～80、40～80 cm土壤盐分含量,幂函数和线性函数模拟结果较好,模拟0～40、0～60 cm的盐分含量结果达极显著相关,0～80 cm的模拟结果达到显著相关,模拟40～80 cm的土壤盐分变化结果不显著。     

滴灌条件下侧柏林地根区土壤水分运动规律研究

在山地造林试验区,选择了5种滴头流量,研究了侧柏林地根区土壤滴灌条件下地表积水区半径、湿润锋水平扩散半径、湿润锋垂直入渗深度、湿润体大小等表征滴灌水分入渗的特征值。分析试验数据表明:地表积水区半径、湿润锋水平扩散半径与灌水延续时间的关系可用对数函数描述;湿润锋垂直入渗深度与灌水延续时间之间的关系可用幂函数描述,树木根系是影响湿润锋垂直入渗的因素之一。在灌水过程中,湿润锋水平扩散速度总大于垂直入渗速度,湿润体为平卧的椭球体。     

棉花膜下滴灌条件下水肥一体化协调管理模式研究

在膜下滴灌棉田,随灌水设置0,90,180,270,360 kg/hm2共5个N肥用量处理,观测不同N用量下棉花生长和干物质积累情况,尝试建立推荐施肥决策支持系统.结果表明:N 270 1g/hm2处理最好,施肥模型为y=3271.82 14.46x-0.0312x2(R=0.9604*),y籽棉产量,x滴灌棉田施N量.     

膜下滴灌棉花根系吸水模型研究

通过室内三组桶栽水平试验,在不同生育期对棉花根系进行取样,得到棉花根长密度分布函数,并在每次灌水前后对试验桶进行取土样及称重,进而得到土壤剖面的含水量和棉花的蒸腾量;由根长密度分布函数、土壤含水量及棉花蒸腾量,选定根系吸水模型为Feddes模型,经模型计算:土壤水分的模拟值与实测值吻合较好,该模型能够准确地描述膜下滴灌棉花根系吸水,表明建立的棉花根系吸水模型是可行的。     

新疆大田膜下滴灌的发展前景

膜下滴灌是先进的栽培措施与灌水技术相结合的产物，通过实地研究调查和分析有关研究资料，初步论证了大田膜下滴灌在新疆应用、发展现状及其前景，同时也指出了大田膜下滴灌发展中存在的一些问题。     

滴灌条件下土壤水分再分布过程研究

对均质风干砂壤土在滴灌条件下水分再分布过程进行研究发现:距离供水滴头较近的点,水分再分布过程开始后该点土壤含水量突然下降1~2个百分点,随后该点土壤含水量随时间延长而减少,前期较快,后期变缓;原湿润锋边缘处各点的土壤含水量在再分布过程前期表现为继续增加,后期则随时间的延长而缓慢减少。土壤水分的再分布运动使得湿润体内的土壤含水量均有不同程度的下降,土壤水分由高含水区向低含水区运移。在试验条件下水平湿润锋增长幅度6%,垂直方向增长幅度为9%,垂直方向大于水平方向;灌溉结束24 h后土壤水分运动达到暂时的平衡,此后土壤含水量变化很小,土壤湿润锋几乎不再扩展。     

滴灌条件下马铃薯田的土壤水分调控方法

提出了滴灌条件下马铃薯土壤湿润范围调控的一般方法,重点探讨了通过制定更加合理的马铃薯滴灌灌溉计划来调控土壤水分时所要注意的问题。综述了马铃薯的需水特点,马铃薯耗水预报的方法,滴灌土壤水分状况的监控评价方法,降雨对土壤水分调控的影响以及5种制定马铃薯灌溉计划的参考方法。最后,根据国内外研究现状,提出了所需研究和解决的4个相关问题。