宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分运移初探

宽垄沟灌作为一种大田作物栽培灌水方式已逐步受到关注.为研究灌水前后水分在垄沟间的运移及再分布,本试验在大棚内模拟宽垄沟灌垄上覆膜栽培条件以及灌水方案,采用中子仪进行水分观测.试验数据显示,在本试验条件下,垄背剖面的两个观测点表层,灌水前其含水量仅为田间持水量的65%和66%,灌水后垄沟水分的侧向入渗,144 h(6 d)分别达到田间持水量的73%和80%,408 h(17 d)达到田间持水量的78%和79%.试验结果表明,在宽垄沟灌覆膜条件下,水平向及垄背垂直向含水量梯度的存在导致水分侧向及向垄背的补给明显,且在覆膜条件下,垄背蒸散发损失少,起到减少土壤水分无效损耗、高效利用之效果.     

固定宽垄沟灌保护性耕作条件下松垄作业的试验

固定宽垄沟灌保护性耕作是将保护性耕作、固定道、垄作和沟灌等相结合的一项农业技术,该技术可通过松垄作业解决宽垄水分侧渗效果差的问题.从2005年开始,在西北灌区对固定宽垄沟灌保护性耕作条件下的松垄效应进行了系统的试验研究.试验结果表明,在0～100 cm深度范围内,松垄作业能促进水分向宽垄中央渗透,增强土壤的通透性,提高8%左右土壤含水量,并能增加2%左右作物产量.建议在采用固定宽垄沟灌保护性耕作技术的地区推广松垄技术.     

扶埂开沟膜下灌对土壤水分分布的影响

为探明扶埂开沟膜下灌条件对作物土壤水分分布以及经济效益的影响,以温室番茄为研究对象,采用完全随机试验设计方法,通过时域反射仪进行水分观测,研究扶埂开沟膜下灌条件下土壤水分分布规律,以及该灌溉方式对温室番茄经济效益的影响.结果表明:扶埂开沟膜下灌,垄背的土壤剖面达到最大含水量时间迟于垄沟以及垄坡,垄背剖面观测点在灌水后184 h;在扶埂开沟膜下灌条件下,温室番茄在苗期内进行缺水灌溉的IWUE最大达到34.925 kg/(hm²·mm^-1), 产量与商果率均较高,综合产生的净收入最高,经济效益达到最大值.     

沟灌条件下灌水沟入渗特性研究

为探明沟灌时灌水沟的水分入渗规律,从沟灌二维入渗过程、入渗湿润锋运移特性、累计入渗水量变化过程、土壤含水量分布等方面研究了沟灌的入渗特征及其影响,研究表明：灌水沟中水深、沟底宽、湿周对沟灌入渗过程均有明显影响。沟中水深增大,有利于加大侧向入渗,垂向入渗减少,而水深减小,会加大垂向入渗,增加深层渗漏。灌水沟底宽不影响灌水沟的侧向入渗,仅影响垂向入渗,底宽减小,垂向入渗深度相应减小,且土壤表面以下40 cm深以内水平向入渗深度平均值与最大垂向入渗深度的比值在沟底宽小时均大于沟底宽大时。合理的断面形式和大小有利于减小垂向入渗,加大水平侧向入渗,灌水沟断面形式为梯形断面时,宽深比近似为2效果最优。研究结果可为改进沟灌灌水技术提供参考。     

陕北不同水分梯度下土壤水文变化分析

通过设置3个灌水梯度（相对田间持水量：70%、50%、不灌水）,研究了不同水分梯度下土壤水文时空动态变化。结果表明：通过灌溉的土壤持续时间内储水量、土壤含水量变化幅度以及高含水区范围都要明显大于自然降雨条件下的土壤水文。试验得出：对植被进行分段灌溉补水使其达到田间持水量的70%,可以有效的改变土壤水文性质,为植物生长创...     

土壤水分下限对滴灌春小麦生长和产量的影响研究

通过田间试验,设3个水分处理(分别以0～60cm土层灌前土壤田间持水量的55%、60%和65%作为各处理的灌溉下限含水量临界值,灌溉上限为田间持水量的90%),分析了不同土壤水分下限状况下土壤水分下限对滴灌小麦生长和产量的影响。试验结果表明,灌前土壤相对田间持水量为65%处理的小麦生长状况较好,产量和水分利用效率较高,可以实现高产高效的节水灌溉。     

灌水器流量对涌泉根灌土壤水氮运移的影响

为了提高涌泉根灌水肥一体化灌溉模式下水肥的利用效率,采用大田肥液入渗试验,探究了不同灌水器流量(4,6,8,10 L/h)条件下湿润锋运移、土壤水分及氮素分布的规律.结果表明:不同灌水器流量对湿润锋运移距离及湿润体内水分及氮素分布均具有较大影响,随着流量的增大,各向湿润锋运移距离均增大;灌水结束,湿润体内同一位置处的土壤含水率、铵态氮及硝态氮质量分数均伴随着灌水器流量的增大而增大,湿润体内水分分布相对越均匀;各向湿润锋运移距离均与入渗时间具有显著的幂函数关系,得到以湿润锋运移距离为因变量,入渗时间和流量为自变量的数学模型;灌水结束后随着入渗的继续进行,湿润体内水分及氮素进行再分配,再分布1 d,湿润体内水分分布更加均匀,达到田间持水量;再分布3 d,期间湿润体内水分及铵态氮量逐渐减小而硝态氮量增加.以上研究成果为进一步研究涌泉根灌水氮高效利用技术奠定了基础.     

沟灌二维入渗特性试验研究

通过试验研究沟灌的二维入渗特性,研究结果表明:灌水沟断面尺寸、土壤初始含水率及土壤导水率对沟灌的入渗特性均有不同影响。灌水沟中水深小、沟底导水率的减小、土壤初始含水率增大都有利于灌水沟的水平侧向入渗,同时可相应减小垂向入渗,而灌水沟底宽不影响沟的侧向入渗,只影响垂向入渗,底宽减小时,垂向入渗减小。     

不同地面处理下的降雨入渗规律研究

近年来,膜下滴灌等节水灌溉技术的实施提高了水分利用效率,但膜下滴灌的起垄和覆膜的处理在一定程度上改变了农田下垫面条件,降雨的入渗过程会受到一定影响。为了分析膜下滴灌的覆膜及起垄对降雨入渗过程的影响,试验选取下垫面处理、降雨强度、土壤初始含水量3个影响因素,进行了遮雨棚内的人工降雨测坑试验。试验数据分析结果表明:降雨强度对降雨入渗量及入渗深度影响最大;不同下垫面处理中,平整裸地的入渗量及入渗深度最大,起垄次之,覆膜及起垄最小。在一定的降雨强度范围内,垄沟的集雨作用随着雨强的增加而增加,沟内的入渗量增加显著;在起垄及覆膜起垄条件下,膜上水分由于膜的不透水作用和垄沟的集雨作用,分别是膜边和沟中的降雨入渗量最大。当雨强继续增加时,垄沟的集雨作用被削弱,但膜的汇流作用仍然存在,覆膜区域下方的土壤水分都是由膜边的土壤水分经过侧向运移达到,土壤水分的二维入渗过程十分显著。     

灌水流量对涌泉灌及涌泉根灌湿润体影响的研究

为了研究相同灌水量条件下,不同灌水流量对涌泉灌及涌泉根灌湿润体的影响,以及二者的不同之处,进行了室内土壤水分入渗试验和理论分析.结果表明:入渗结束后,涌泉灌的湿润体形状是一个近似半球体,涌泉根灌的湿润体形状是一个近似半椭圆球体;灌水流量对涌泉灌湿润体的形状有显著的影响,流量越大,湿润体形状越扁平,但在一定流量范围内,灌水流量对涌泉根灌的湿润体形状无显著影响;在相同的灌水量和灌水流量条件下,涌泉灌在水平方向的入渗距离显著大于涌泉根灌,在垂直方向上的入渗距离显著小于涌泉根灌;相对于涌泉灌,涌泉根灌不易产生土壤表面积水,水分分布更深,入渗的水量更容易到达作物根区,减少了水分的无效蒸发,有利于作物对土壤水分的吸收.     

不同喷灌定额下垄作沟播油葵根系生长及分布特征

垄作沟播喷灌技术是集垄作沟播与喷灌技术为一体的节水栽培技术.以不同灌水定额各设4个处理(灌水定额分别为24 mm、30 mm、36 mm、42 mm,灌水5次),以常规覆膜喷灌为对照(灌水定额42 mm,灌水5次).通过测定不同灌水处理下垄作沟播油葵根系生长及分布特征等指标,分析了不同灌水处理对油葵根系纵向、横向生长及...     

贺兰山东麓砂质酿酒葡萄园土壤水分分布研究

针对贺兰山东麓砂质酿酒葡萄园漏水漏肥,水分利用率低等问题,采用田间试验,分别设置沟灌、单管滴灌和双管滴灌的方式,研究土壤水分分布及葡萄需水规律,从而制定适宜的灌溉制度。结果表明,沟灌水分下渗基本在70cm内的根系分布层,灌溉后期含水率低,灌溉周期为13d;双管滴灌水平侧渗区域主要集中在20～45cm的葡萄毛根活动区域,垂直入渗在在60cm根系分布区内,灌溉周期为9d;单管滴灌垂直下渗速率高于侧渗速率,灌溉周期为7d。单管滴灌方式便于大规模的葡萄机械化管理,最佳水分管理方式为增加单次灌溉时间让单次灌水量达到450m3/hm2。     

基于HYDRUS-2D/3D的玉米全膜双垄沟水肥运移规律与根系响应

为研究西北旱区玉米全膜双垄沟种植模式下土壤水肥运移规律,通过HYDRUS-2D/3D模型对甘肃省定西市玉米全膜双垄沟土壤水肥运移规律及根系响应进行数值模拟,分析全膜双垄沟播种植模式下土壤含水率及垄沟内种肥浓度的分布规律,在合理播深处设置观测点以表征土壤含水率及膜下氮、磷、钾水肥互作运移变化规律。模拟结果表明,全膜双垄沟膜下渗水孔与种穴位置处土壤水肥发生环状侧渗现象,其中土壤含水率范围为15.20%~17.12%,垄沟内氮肥转化浓度趋于15.38mg/L,磷肥转化浓度趋于5.15mg/L,钾肥转化浓度趋于12.21mg/L,水肥主要集中在垄沟位置,保障了苗期水肥需求;通过施加根系吸水和水肥运移模拟表明全膜双垄沟模式下土壤水肥条件满足玉米出苗需求。研究模型与结果将为玉米全膜双垄沟农艺技术的优化提升提供理论依据。     

干旱区垄膜沟灌条件下土壤水盐空间分布特征研究

研究了垄膜沟灌条件下,不同灌溉定额下土壤水盐空间分布特征。结果表明,土壤含水率的时空分布受灌水次数和灌水定额的影响。灌溉期,在垂直方向上沟底土壤含水率较垄顶明显增加。在非灌溉期,由于强烈的蒸发蒸腾作用,垄顶土壤含水率持续降低,含水率阶段性变化明显。土壤盐分空间分布随土壤含水率的变化而变化,在灌溉期,沟底土壤脱盐深度随灌溉定额的增加呈增加的趋势。在非灌溉期,垄顶在作物生育期均发生积盐现象,且垄顶表层土壤盐分累积量高于沟底表层土壤。     

垄作春小麦的土壤水分动态变化和产量效应研究

针对传统灌溉方式下大水漫灌所造成的水资源浪费,采用春小麦垄作结合地膜覆盖的方法,改传统耕作的大水漫灌为小水沟内侧渗灌,设置垄沟比例为2．23：1。试验结果表明：地膜覆盖增强了水分向垄体的侧渗,减少了水分的向下入渗,垄体水分侧渗范围比不覆盖宽约10～15cm,灌水沟水分下渗深度为100cm。水分利用效率较不覆盖的提高了6．5％,株高、穗粒数和千粒重都高于不覆盖处理,产量提高了6．7％。     

固定道耕作条件下秸秆覆盖对土壤水分变化和春小麦产量的影响

针对传统灌溉方式下大水漫灌所造成的水资源浪费,采用固定道耕作结合垄作沟灌并进行秸秆覆盖的方法,改传统耕作的大水漫灌为小水沟内侧渗灌,设置垄沟比例为2.23∶1。结果表明:固定道耕作秸秆覆盖(CTS)处理灌水沟内的水分水平侧渗范围比固定道耕作不覆盖(CT)处理宽约15 cm,在全生育期垄体保持了较好的水分,水分利用效率较CT处理提高3.4%;株高和千粒重优势明显,产量提高11.1%。