喷灌冬小麦农田土壤水分分布特征及水量平衡

以传统地面灌溉(畦灌)为对照,分析了喷灌条件下,冬小麦农田土壤水分分布特征和水量平衡。结果表明:喷灌条件下土壤水分运动表现出明显的非饱和土壤水运动特征,地面灌溉条件下土壤水分运动具有饱和土壤水运动的特征。喷灌条件下灌溉水主要分布在土壤表层0~50 cm范围内,地面灌溉条件下灌溉水可达地表以下150 cm处。喷灌条件下,没有明显的土壤水分渗漏发生;地面灌溉条件下,土壤水分渗漏量占灌溉水量的10%左右。2003年和2004年试验期间,喷灌蒸散量分别为312.2 mm和324.4 mm,分别比地面灌溉蒸散量少13.1 mm和35.1mm。     

喷灌条件下冬小麦灌浆期叶水势日变化及其影响因子研究

研究了冬小麦灌浆期叶水势在喷灌和地面灌溉(对照)条件下的日变化规律, 并探讨了其与农田生态因子(冠层空气温度、冠层空气相对湿度)和生理因子(气孔导度、蒸腾速率、细胞间隙 CO2浓度和光合速率)之间的关系.结果表明:与对照相比,喷灌条件下叶水势日变化曲线的变化趋势没有改变,但两种灌溉方式下叶水势的大小有显著差异,喷灌条件下冬小麦叶水势明显高于地面灌溉,在一天中8∶00～18∶00期间的不同时刻,两种灌溉方式下叶水势的差异大小表现为:在灌浆前期,喷灌和地面灌溉条件下叶水势的差异以在 8∶00时最大;在灌浆中期,差异以12∶00～16∶00期间最大;在灌浆后期,两种灌溉方式下一天中各时刻的差异微小,相对稳定.喷灌条件下冬小麦叶水势日变化的影响因子与地面灌溉条件下相比没有改变:灌浆前期,叶水势日变化均主要受生态因子冠层空气相对湿度、冠层空气温度的影响;灌浆中期,主要受生态因子冠层空气相对湿度、冠层空气温度和生理因子蒸腾速率的影响;灌浆后期,主要受生理因子光合速率的影响.但喷灌条件下各影响因子对叶水势的影响程度较地面灌溉条件下降低,表明喷灌条件下叶水势对影响因子变化的敏感性降低.     

喷灌和地面灌溉条件下冬小麦的生长过程差异分析

采用作物生长分析的方法,研究了喷灌和地面灌溉条件下冬小麦生长动态的变化规律。结果表明:与对照地面灌溉相比,在分蘖~抽穗期,喷灌条件下冬小麦的生物产量较小,抽穗后,喷灌有利于植株对干物质的积累,成熟时其生物产量比地面灌溉条件下高8.9%;在分蘖~拔节期,净同化率较低,孕穗~成熟期比地面灌溉高15.7%~30.9%;从第一次灌水处理至成熟,群体生长率平均比地面灌溉高10.1%;在生长前期(分蘖~孕穗期)叶面积指数增长较慢,在生长后期(抽穗~成熟期)叶面积指数衰减率低,从而使生长后期的叶面积持续时间比地面灌溉高15.5d。综上所述,喷灌对冬小麦群体生长的影响具有前控后促的特点,其生长优势主要表现在生长后期。考种结果显示,喷灌条件下冬小麦的结实率、千粒重、产量分别较地面灌溉提高了5.9%、2.8%、11.3%,二者差异显著。     

喷灌与地面灌溉冬小麦干物质积累、分配和运转的比较研究

以中优9507为材料,采用大田试验的方法,研究了喷灌和地面灌溉条件下冬小麦干物质积累、分配和运转状况。试验结果表明:与对照地面灌溉相比,在冬小麦生长的中前期(分蘖期～拔节期),喷灌条件下冬小麦地上部干物质总量较小,但是在冬小麦生长的中后期(抽穗期～成熟期),喷灌有利于植株对干物质的积累,其干物质总量明显高于地面灌溉条件下;在抽穗前,喷灌和地面灌溉条件下各器官干物质的分配率差异不显著,在抽穗后的灌浆期,喷灌条件下叶片、籽粒中的干物质分配率提高,其茎鞘的干物质分配率则降低;喷灌条件下叶片、颖壳、茎鞘贮藏物质的转化率均低于地面灌溉,其抽穗后生产的干物质对籽粒的贡献率较地面灌溉显著提高;喷灌条件下冬小麦的结实率、千粒重、产量分别较地面灌溉提高了5.9%1、.23 g、491.4 kg/hm2,差异在处理间均显著;喷灌条件下冬小麦的耗水量小于地面灌溉,水分利用效率高于地面灌溉。     

基于CROPWAT模型的拉萨地区燕麦优化灌溉制度研究

针对西藏高海拔地区灌溉人工草地发展面临牧草灌溉基础理论研究薄弱的现实,以拉萨市为研究区,依托田间试验和CROPWAT模型模拟预测,对燕麦需水量、耗水量、优化灌溉制度等进行研究。结果表明,拉萨地区燕麦全生育期需水量为570 mm,不同水分条件下耗水量在464~570 mm之间,分蘖、拔节初期为燕麦灌水关键期。通过CROPWAT模型模拟,确定当地燕麦灌水2~4次较适宜。最优非充分灌溉制度的灌水时间为播种前、分蘖期和拔节初期,净灌水量分别为37、43、30 mm。     

蔬菜节水灌溉指标的研究现状及存在问题

随着蔬菜种植面积不断扩大,在节水农业研究中愈来愈显示出其重要性。通过参阅国内外文献,对目前蔬菜水灌溉的灌溉量、灌水始点、灌溉土壤湿润层深度、灌水次数和灌溉土壤水分上限等指标的研究现状进行了分析和评述,并指出目前蔬菜节水灌溉中存在的主要问题。     

微咸水灌溉下滴头流量及灌水量对压砂土壤入渗及水盐分布的影响

为探讨滴头流量及灌水量对微咸水灌溉条件下覆砂土壤入渗规律及水盐分布的影响,开展室内土槽试验研究了微咸水灌溉下相同灌水量时3种滴头流量(0.85、1.70、3.40 L·h^-1)及相同滴头流量下3种灌水量（5.88、6.60、10.00 L）对压砂土壤湿润锋迁移以及灌溉后土壤水盐分布特征,以期为压砂地合理利用微咸水提供理论依据。结果表明：滴头流量越大,湿润锋在水平和垂直方向上运移距离越大,湿润锋水平和垂直入渗距离与入渗时间存在幂函数关系。供试土壤在0.85 L·h^-1和3.40 L·h^-1滴头流量下湿润体稳定的垂直/水平的比值为1.1,而1.70 L·h^-1滴头流量下其比值为0.9。覆砂条件下高含水率及低盐分区出现在距滴头较远的区域,并随着滴头流量增加逐渐向滴头靠近;随灌水量增加该区域范围不断扩大,土壤水分及盐分分布模式则越接近无覆砂条件模式。因此,砂层覆盖改变了微咸水滴灌条件下土壤水分、盐分的分布规律。     

垄作沟灌条件下灌溉定额对土壤水盐分布和制种玉米耗水的影响

通过田间试验对垄膜沟灌条件下,不同灌溉定额对土壤水盐分布及制种玉米产量和水分利用效率的影响进行了研究。结果表明:灌溉定额对垄顶和沟底0~100 cm土层水盐分布具有不同的影响,随着灌水定额的增加,垄顶土层盐分累积效应明显高于沟底土层,深层土壤水分含量高于浅层土壤水分含量;灌水阶段,表层土壤脱盐量随着灌水定额的增加而增大,土壤蒸发阶段,灌水定额大的处理表层土壤盐分累积效应明显;作物耗水量及土壤的储水能力受灌溉定额影响显著,当灌水定额大于400 m~3·hm~(~(-2))时能显著增加沟底土壤水分的垂直运动,促进水分在深层土壤中储存;随着灌溉定额的增加,制种玉米的穗长、穗行数、行粒数呈增加的趋势。从节水增产角度考虑,制种玉米全生育期灌水5次(播后、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆期),灌水定额为500 m3·hm~(~(-2)),灌溉定额为2 500 m~3·hm~(~(-2)),土壤盐分累积效应最低且作物水分利用效率(0.825 kg·m~(~(-3)))和产量效应(4 219.91 kg·hm~(~(-2)))最优。     

滴灌大豆需水规律及灌溉制度研究

在滴灌条件下,分别设置295 mm、345 mm、395 mm、445 mm这4个不同的灌水处理;同时设置1个沟灌处理为对照,对不同灌水量处理的大豆田间土壤水分动态及大豆田间耗水规律进行分析研究,初步确立在石河子地区,滴灌大豆适宜的灌溉制度参数为:灌溉定额为395～445 mm,灌水定额为35～45 mm,苗期和成熟期取下限,灌水周期为7 d;花荚期和鼓粒期取上限,灌水周期5 d,整个生育期灌水13次.     

交替灌溉条件下水氮供给对番茄生长及水分利用的影响

为探讨控制性分根区交替灌溉条件下不同水氮供给对作物生长特性的影响,采用番茄盆栽试验,研究了交替灌溉和水氮处理对番茄生长、产量和水分利用的影响.结果表明:交替灌溉方式下,低氮处理的番茄株高较大;高水低氮和低水中氮处理的茎粗较大;中氮处理的干物质累积总量分别是高氮和低氮的1.25倍和1.01倍.交替灌溉高水处理的水分利用效率均值分别是交替灌溉低水处理和常规充分灌水处理的1.05倍和1.12倍.交替灌溉增加根冠比7.89％～ 31.61％.常规充分灌水处理的产量均值最大,分别是交替高水和交替低水的1.05倍和1.39倍.在交替灌水条件下,中氮处理的耗水量分别是低氮和高氮的1.04倍和1.16倍.     

作物冠层对喷灌水分分布影响的研究进展

喷灌水分到达冠层以后,经过冠层的截留和水分再分配过程,主要以两种方式到达地面,即穿过冠层直接落入土壤和通过叶片的集水,然后以茎秆为通道流入土壤.以不同方式进入土壤中的水量与作物的种类、冠层结构、种植密度,以及喷灌系统和喷灌时的农田小气候等因素有关.本文根据喷灌水分在农田的分布特点,把喷灌系统和作物结合起来,提出了喷灌有效灌水均匀系数的概念.该系数能综合反映灌溉水经过冠层再分配过程以后,田间水分的有效性.     

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。     

考虑水分再分布的沟灌入渗模拟与春小麦垄作沟灌合理垄宽

垄作沟灌技术具有显著的节水增产作用,但在春小麦种植中应用尚缺乏参数设计方面的理论支撑。本研究采用粉砂质粘壤土与粘土两种典型土壤实测水分运动参数和HYDRUS软件,模拟了梯形灌水沟不同垄宽情况下的土壤水分运动和停水后水分再分布,研究了不同灌水量时湿润锋推进过程和水分再分布后的湿润体变化,分析了设计灌水定额下适宜作物生长湿润体范围,提出了粉砂质粘壤土和粘土宜采用的合理垄宽为20～50 cm和20～35 cm,这一结果为干旱区春小麦垄作沟灌技术推广提供了技术支撑。     

田间节水灌溉工程最优规划模型及其应用——以新疆和田地区为例

在充分考虑了区域水源类型、农田灌溉可利用水量、作物种植结构、节水灌溉工程现状、各种节水灌溉技术适应性等条件基础上,为满足区域内各种作物灌溉用水的需求,以区域内田间节水灌溉工程增量年费用最小为目标函数,建立了田间节水灌溉工程最优规划模型。应用这一模型,制定了新疆和田地区2020年田间节水灌溉工程最优规划方案。这一模型为合理制定节水灌溉规划,实现水土资源优化配置提供了依据。     

太阳能光伏水泵提水灌溉修复草场的水资源要求

太阳能光伏水泵技术已经比较成熟,但其能否大规模推广用于草场灌溉和生态修复,资源和环保领域争议极大,争论的焦点是水资源的可持续利用和相关的技术经济问题。文中基于可持续发展的理念和青海湖太阳能提水灌溉试验区的研究成果,从水资源的视角提出了太阳能光伏水泵提水灌溉修复草场的降水量、地下水埋深、地表水供水距离、微喷灌水质和地表坡度五个方面的要求。相关成果可以为太阳能提水灌溉技术示范区域遴选和技术经济评价提供技术参考,具有实践意义和应用价值。     

干旱区春小麦垄作沟灌灌水质量评价指标研究

为了提高干旱区春小麦垄作沟灌的灌水质量,建立灌水技术参数优化模型,本试验研究垄沟参数(垄坡、垄宽、沟深、沟宽)、灌水技术参数(沟长、沟坡、入沟流量)之间的五种不同组合对垄作沟灌小麦的灌水质量评价指标、产量及水分利用效率的影响。结果表明:在田面坡度和沟型等参数不变的情况下,以第一次灌水为例,随着入沟流量的增长,10m测点的横向灌水均匀度T1、T2、T4和T5分别较T3处理降低了5.05%、10.1%、4.04%和9.09%,30m测点的横向灌水均匀度T1、T2、T4和T5分别较T3处理降低了7.96%、11.8%、2.15%和10.75%,田面坡度与各测点的横向灌水均匀度呈现负增长的规律;T4处理平均灌溉水利用率最高,T4较T1、T2、T3和T5分别增加了4.76%、5.94%、0.36%和2.9%;沟长50 m、垄宽40 cm、入沟流量1.5 L·s~(-1)、田面坡度1/1000的参数组合为垄作沟灌春小麦适应生长的最优组合,此组合下小麦各生育期的平均田间灌溉水利用率最高为85.3%,小麦产量最高为9142.87 kg·hm~(-2),同时水分利用效率亦达最高为29.18 kg·hm~(-2)·mm~(-1)。     

不同灌水技术要素对地表滴灌交汇入渗特性的影响

在米脂山地微灌枣树示范基地进行大田滴灌交汇入渗试验,研究了不同滴头流量、不同间距、灌溉水量等不同灌水技术要素对地表滴灌交汇入渗特性及其湿润体形状的影响.结果表明:湿润体的水平扩散半径、向下入渗深度均随流量的增大而增大,且均与入渗时间有显著的幂函数关系;点源滴灌条件下,滴头流量、灌水量、滴头间距对土壤湿润体大小和形状都有...     

地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移研究

综述了国内外地下水浅埋条件下土壤盐分运移机理研究,滴灌条件下盐碱地土壤盐分运移机理研究,土壤盐分运移模型研究的相关研究成果,为滴灌技术在改造和利用地下水浅埋盐碱土地资源的应用提供了思路,为预报土壤盐碱化提供科学依据,并为地下水浅埋盐碱土滴灌条件下土壤盐分运移规律的进一步研究提出一些建议,认为地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移规律的研究仍是今后土壤科学的研究重点.     

基于Jensen模型的压砂地西瓜灌溉制度优化研究

针对压砂地西瓜水资源高效利用和合理灌溉制度问题,于2008年和2009年采用试坑对比试验方法进行了研究,利用水分生产函数Jensen模型分析了压砂地西瓜耗水规律及需水关键期,并用Jensen模型对压砂地西瓜灌溉制度进行了优化,结果表明:(1)压砂地西瓜全生育期耗水量为79.6~409.9 mm;(2)西瓜需水关键生育阶段顺序为"苗期开花坐果期膨大初期膨大中期伸蔓期膨大后期";(3)压砂地西瓜各生育阶段的水分敏感系数λ_1=0.6171,λ_2=0.2707,λ_3=0.0355,λ_4=0.1097,λ_5=0.1390,λ_6=0.1106;(4)通过灌溉制度优化发现:供水量范围为80~240 mm时增产效果最明显,供水量达到320 mm时,压砂地西瓜可获得高产。最优灌溉制度为:苗期灌水20~30 mm,伸蔓期灌水50~55 mm,开花坐果期灌水40~45 mm,膨大初期灌水70 mm,膨大中期灌水60~70mm,膨大末期灌水60~65 mm。