不同滴头流量下土壤水分分布特性研究

[目的]通过进行原状土的滴灌入渗试验,研究了不同流量、不同灌水历时条件下,地表滴灌湿润体的变化规律及滴灌结束时的水分分布规律.[方法]采用湿润锋观测、suffer软件绘等值线.[结果]在滴头处和距滴头10 cm处垂直滴灌带方向水平湿润锋在0～180min内呈现幂指数增长关系,在180 ～600 min与时间呈直线关系;在竖直湿润锋方面,随着滴头流量的增大,滴头处和距滴头10 cm处水平湿润锋运移距离增大的幅度比竖直方向湿润锋运移距离增大的幅度要大,并且都呈对数函数趋势;灌水结束24h时水分再分布过程中,竖直方向湿润锋增大的幅度较水平方向湿润锋增大的幅度要大.[结论]不同流量、不同灌水历时条件下都会影响湿润体形态.     

不同土壤中滴灌水分分布与设计参数的确定

在不同滴头流量和灌水量条件下对 2种不同质地土壤中的滴灌水分分布进行试验研究 ,通过对土壤湿润峰运移的测定 ,分析最大横向、纵向湿润直径与滴头流量、灌水量的关系模型 ,从而确定滴灌设计的滴头间距、流量、灌水历时等参数。结果发现 :果园滴灌中 ,粉质粘土滴水流量以 5L/h为宜 ,灌水历时 6～ 8h,滴头间距为 90 cm左右 ;重粉质壤土滴水流量以 3L/h为宜 ,灌水历时 7～ 9h,滴头间距为 70 cm左右。     

不同土壤中滴灌水分分布与设计参数的确定

在不同滴头流量和灌水量条件下对2种不同质地土壤中的滴灌水分分布进行试验研究,通过对土壤湿润峰运移的测定,分析最大横向、纵向湿润直径与滴头流量、灌水量的关系模型,从而确定滴灌设计的滴头间距、流量、灌水历时等参数。结果发现：果园滴灌中,粉质粘土滴水流量为5L／h为宜,灌水历时6－8h,滴头间距为90cm左右;重粉质壤土滴水流量为3L/h为宜,灌水历时7－9h,滴头间距为70cm左右。     

单点滴灌模式干旱区枣园土壤水分运移特征分析

在阿克苏佳木试验站枣树果园进行了单点滴灌灌水方式12,16,20L/h滴头流量和4,6,8h滴水时间共9种灌水模式试验,采用土壤含水量连续监测系统(AV-EC5、EM50/R)监测并分析了土壤水分时空运移特征。结果表明,单点滴灌灌水方式下湿润体内土壤含水量的分布从中心向外逐渐减小,土壤水分按点源三维入渗方式运移,湿润层呈扇形剖面;供水停止后土壤水分再分布过程中,土壤湿润峰面不断向外部推移,湿润层土壤含水量开始有所增加,后期湿润体内的土壤含水量普遍降低,高含水区逐渐下移,最后达到相对稳定;滴头流量越大,灌溉时间越长湿润层能达到的深度越深,水平方向水分运移也越远;深层土壤水分持续增加时间也与滴头流量和灌溉时间成正比;试验地土壤水分水平运移速度比垂直运移速度快;当地枣树果园滴灌模式选择16L/h流量8h灌溉模式为宜。     

地表滴灌条件下滴头流量对土壤水分入渗过程的影响

在新疆林业科学院枣树示范基地进行原状土的滴灌入渗试验,研究砂壤土在不同滴头流量条件下地表滴灌湿润体特征值的变化规律。结果表明：地表滴灌条件下,当滴头流量增加时,湿润体的形状大小会随着滴头流量的增大而增大,水平、垂直方向上湿润锋的运移距离随着滴头流量的增加而不断增大;湿润锋的运移速率、入渗距离比值与水分入渗时间符合幂函数关系;湿润锋水平方向的运移速率比垂直方向上的要大,但是持续的运移时间没有垂直方向上的长;土壤含水率的变化随着滴头流量的增加而增加,距离滴头距离越近含水率变化幅度也越大,当q≥8 L·h^-1时,滴头正下方约40 cm左右的土层含水率达到最大值。     

用有理设计方法优选地表滴灌滴头流量合理性分析

针对地表滴灌单个滴头下土壤水分入渗过程中地表湿润半径r和垂直入渗深度h的随时间变化问题,采用室内土柱试验方法和有理设计方法,运用试验数据对r和h与入渗时间T的幂函数方程进行参数估算,并检验参数间相互约束条件。以粉砂壤土为试验材料,试验研究不同土壤容重(1.3、1.4、1.5 g/cm~3)和滴头流量(1、2、4、8 L/h)条件下,单个滴头灌水时r及h随时间变化的规律。结果表明:1)随着土壤容重的增大,土壤饱和容积含水量降低,r几乎没有变化,垂直入渗深度h减小;2)采用有理设计方法对入渗参数A、B及幂指数C、D进行估算并检验,参数间满足相互约束条件,误差较小,表明可以根据参数A、B、C、D估算值,及r和h与入渗时间T的幂函数方程,计算r和h随时间的推进过程;3)给定灌水量2 L时,滴头流量为1 L/h,垂直入渗深度较大,用有理设计方法计算表明一次灌水持续时间较长,不能满足田间轮灌的要求,且易产生深层渗漏;滴头流量为8 L/h时,地表湿润半径过大,滴头附近地表产生积水。粉砂壤土采用滴灌时,4种滴头流量里,滴头流量为2～4 L/h时最为适宜。用有理设计方法计算r和h为滴灌系统优化设计提供了理论参考。     

单点源入渗土壤水分运移室内试验

通过室内滴灌试验对滴灌情况下土壤中的水分运移情况进行观察和含水率变化测定。结果表明,在同一滴头流量下,滴灌所得水平湿润锋X与Y方向上的运移速率一致,且水平湿润锋形状呈圆形分布;在不同滴头流量下,其水平湿润锋在同一方向上的运移速率随着流量的增加而增大,灌溉结束后的湿润锋距离也随着流量的增大而增大,且湿润锋的距离与时间呈幂函数关系;在垂直方向上,滴灌入渗深度随着流量的增大而增大,不同深度土壤的含水率变化前期与时间呈对数函数关系,随着水分再扩散过程的进行,含水率整体下降且最终趋于稳定。     

地表滴灌条件下滴灌量对土壤水分入渗、再分布过程的影响

在新疆林业科学院枣树示范基地进行了原位土的单点源滴灌试验,研究不同滴灌量条件下地表滴灌湿润体特征值的变化规律。结果表明:滴灌过程中,当滴灌量较小时,湿润体呈平卧半椭球体分布,随着滴灌量的增大,湿润体呈直立半椭球体分布,湿润体的形状大小受到滴灌量和土壤质地的影响,湿润锋水平运移距离与入渗时间存在显著的对数函数关系;湿润体再分布时间为滴灌停止后的12 h内,滴灌过程中土壤含水率以及土壤含水量变化率在滴头正下方40 cm处达到最大值,滴灌量(Q)≥72 L时,水平再分布距离不再随着滴灌量增大而增加;土壤质地以及土壤层的分布直接影响到含水量变化率。     

地下滴灌条件下土壤水分运动研究

[目的]研究地下滴灌条件下土壤水分的运动规律。[方法]利用TDR测定土壤含水率,连续观测得到地下滴灌灌水过程中湿润锋的运移动态、灌水完毕时及24h后的土壤含水率分布情况。[结果]随着时间的延长,湿润锋的进展速度逐渐减小。灌水完毕时含水率等值线的整体分布近似为椭圆形,与壤土水分分布的一般特征相吻合。由于蒸发因素的存在,接近地表部分的土壤含水率为9.2%,小于土壤初始含水率,停止灌溉24h后,除土壤内部的含水率重新分布之外,土壤湿润体的形状和范围也有了较大的改变,水分达到了地表下70cm处,但湿润体在水平方向的运移却不很明显。[结论]该研究初步了解了地下滴灌条件下土壤水分入渗的特征。     

涌泉根灌双点源交汇入渗湿润体试验研究

【目的】探求涌泉根灌土壤水分运移及分布特性,为涌泉根灌理论研究及技术要素确定提供参考。【方法】在20L的灌水量和160~300min的灌水历时条件下,以滴头流量(4,6,8L/h)、滴头间距(30,50cm)为变量,通过变化其中的一个量进行双点源交汇入渗条件下的涌泉根灌试验,测定并分析湿润体水平剖面和垂直剖面湿润锋运移和水分分布的变化规律。【结果】涌泉根灌双点源交汇入渗不同布置方式对水平、垂直剖面湿润锋运移及水分分布有一定影响,不同流量(4,6,8L/h)入渗结束后24h,水平和垂直方向湿润锋分别相差1.5,4.0cm;4.2,2.8cm和6.7,6.8cm。不同滴头间距(30,50cm)入渗结束后24h,水平剖面水平方向和交汇界面湿润锋分别增加24.5,11.3cm和17.7,20.3cm,垂直剖面水平方向和交汇界面湿润锋分别增加26.0,30.2cm和22.1,36.6cm。灌水量和滴头间距相同条件下,灌水结束时大滴头流量湿润体表层土壤的含水量较高,但深层土壤含水量较小滴头流量低。【结论】在灌水量20L和灌水历时160~300min条件下,涌泉根灌滴头流量和滴头间距对湿润体的运移、交汇时间、土壤含水量均有影响。     

枣园滴灌下土壤水分含量日变化特征的研究

[目的]为枣园滴灌及水肥耦合提供理论数据支持。[方法]以农二师36团戈壁地滴灌枣园为试验材料,用手持式土壤水分测量仪测量在相同滴头流量下不同滴灌时间上枣园土壤水分的时空变化。[结果]在滴水6 h后0,cm处垂直深度中最大含水量位于30 cm处,为20.9%;在滴水24 h后0,cm处垂直深度中最大含水量位于20 cm处,为22.3%;在停水12 h后0,cm处的垂直深度最大含水量位于0 cm处,为6.1%。[结论]戈壁地枣树的根系主要集中在30 cm处。     

盐角草对滴灌条件下积盐范围内盐分的影响

[目的]确定湿润峰、积盐范围及盐角草吸盐能力,控制积盐范围内盐分。[方法]以pH 7.9的水作为灌溉水源,在不同土壤初始含水率、土壤容重及滴头流量的条件下研究土壤湿润体的变化过程。[结果]盐角草吸走部分Na＋、Cl-抑制盐分,积盐范围内土深20cm处的总含盐量降低了0.12 g/kg。[结论]该研究可以为有效地控制滴灌条件下湿润锋边缘积累盐分提供依据。     

插入式地下滴灌对土壤入渗和水盐分布的影响

【目的】研究插入式地下滴灌对盐碱土壤入渗与水盐分布的影响。【方法】采用室内土柱试验,以阿拉尔灌区春季返盐的盐碱土土壤为研究对象,比较分析不同滴头流量与滴头埋深,对土壤湿润峰运移和湿润体内部水分及盐分的影响规律。【结果】相同入渗时间和滴头流量条件下,地下滴灌比地表滴灌湿润峰深度、湿润面积、湿润体内土壤平均含水量和脱盐深度增加。与CK处理相比较,T₁处理土壤湿润峰深度和土壤湿润面积分别增加20.89%和18.01%;T₂处理土壤湿润峰深度和土壤湿润面积分别增加45.78%和19.06%。T₁和T₂处理土壤湿润体内含水量平均值分别增加2.48%和1.37%。土壤脱盐深度由10 cm增加至25 cm。增加滴头埋深和流量,能够增加土壤持水效率,T₁～T₄处理0～25 cm土层土壤持水效率分别为2.56%、3.82%、9.81%和13.35%。滴头流量较小,随滴头埋深增加,土壤盐分表聚。T₂处理0～5 cm土层深度土壤积盐率为67.98%。若增加...     

不同灌水处理对克瑞森无核葡萄光合特性及果实品质的影响

[目的]研究滴灌条件下不同灌水处理对克瑞森无核葡萄光合特性及果实品质的影响。[方法]运用开放式气体交换CI-340便携式光合测定系统,研究了克瑞森无核葡萄在不同灌水处理下净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）、气孔导度（C）、细胞间CO2浓度（InTCO2）及水分利用效率（WUE）的变化规律;通过果实品质测定试验,研究了不同灌水量对果实品质的影响。[结果]克瑞森无核葡萄在不同灌水条件下Pn年变化均呈先升高后降低的趋势,在年灌水量为6 750 m3/hm2时,年平均Pn为13.19μmol/（m2.s）,而年灌水量为4 500m3/hm2时,年平均Pn为11.66μmol/（m2.s）,提高了11.6%;E也是灌水多高于灌水少,年平均分别为4.18和2.91 mmol/（m2.s）,提高了30.5%;WUE则不同,灌水多低于灌水少,分别为3.13和3.97 mmolCO2/mol H2O,降低了26.9%。[结论]在灌水多时克瑞森无核葡萄Pn升高,但E也明显增大;在灌水少时,虽然Pn有所减小,但E大幅度减小,WUE显著提高。表明高的土壤水分显著增大了葡萄蒸腾强度,适度干旱则有利于提高葡萄水分利用效率。另外,在适宜的灌水条件下,即稳定了葡萄产量又提高了果实品质。     

不同灌水量对戈壁地克瑞森无核葡萄光合特性及果实品质的影响

【目的】研究滴灌条件下不同灌水量对戈壁地克瑞森无核葡萄光合特性及果实品质的影响。【方法】运用开放式气体交换CI-340便携式光合测定系统,研究克瑞森无核葡萄在不同灌水量条件下净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(C)、细胞间CO_2浓度(InTCO_2)及水分利用效率(WUE)的变化规律;通过果实品质测定实验,研究不同灌水量对果实品质的影响。【结果】葡萄在不同灌水条件下Pn年变化均呈先升高后降低的曲线,在年灌水量为6 750 m~3/hm~2时年平均Pn为13.19μmol/(m~2·s),而年灌水量为4 500 m~3/hm~2时年平均Pn为11.66μmol/(m~2·s),提高了11.6%;E也是灌水多高于灌水少,年平均分别为4.18和2.91mmol/(m~2·s),提高了30.5%;WUE则不同,灌水多低于灌水少,分别为3.13和3.97 mmolCO_2/molH_2O,降低了26.9%。在试验条件下,灌水量越多葡萄产量明显提高,但果实品质随着降低。【结论】在灌水多时葡萄Pn升高,但蒸腾速率也明显增大;在灌水少时,虽然光合速率有所减小,但蒸腾速率大幅度减小,水分利用效率显著提高。表明高的土壤水分显著增大了葡萄蒸腾强度,适度干旱则有利于提高葡萄水分利用效率。另外,在适宜的灌水条件下,既稳定了葡萄产量又提高了果实品质。     

滴灌效应及其灌溉指标研究进展

本文从提高水分利用效率、改善作物根区水热气状况、高效的化肥和农药管理以及抑制杂草生长、减少病害发生等方面论述了滴灌的节水增产效应,分析了普通地表滴灌在作物生长早期土壤蒸发损失大的问题,并对地下滴灌、沙管滴灌和膜下滴灌等改进的滴灌方式进行了介绍和评价。分析蒸发皿、土水势、叶水势、冠层温度等灌溉指标在滴灌水分管理中的应用情况及存在的不足。最后提出了滴灌应用中需进一步研究的问题。     

滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应

【目的】研究滴灌冬小麦不同滴灌量土壤水分时空分布及冠层特征响应,为北疆滴灌小麦灌溉制度、滴灌参考指标提供科学理论依据。【方法】采用大田试验,设不同滴灌量处理,研究滴灌后土壤含水量时空扩散特征,离滴灌带不同距离麦行土壤含水量在不同生育期动态变化特征及冬小麦冠层特征响应。【结果】在不同时段0～20 cm表土层土壤水分变化最为剧烈,且随滴灌量的增加而趋于缓和;滴灌方式20～80 cm土层为主要储水层;滴灌量为2 475 m³/hm²滴灌后远离滴灌带麦行土壤水分补充极少,该趋势在表土层更加明显;通过增加滴灌量使水分更早向远管麦行扩散;滴灌量低于3 750 m³/hm²进入扬花期后0～60 cm土层土壤含水量低于15.0%,滴灌量低于3 150 m³/hm²进入灌浆期后0～60 cm土层土壤含水量接近10%,不利于籽粒灌浆和产量形成;总叶面积指数近管麦行较远管麦行高水处理增加9.50%,中水处理增加7.40%,低水处理增加5.72%;不同处理冬小麦倒三节茎粗近管麦行＞远管麦行位置,高水近管麦行为0.210 cm,低水远管麦行为0.182 cm。【结论】北疆冬麦区随滴灌量降低土壤水分明显下降,影响了小麦叶面积、株高、穗长、茎粗等个体生长发育;冬小麦返青后滴灌量3 750 m³/hm²缩小近管麦行、远管麦行位置土壤水分差异,减少远离滴管带麦行土壤水分亏缺对小麦生长发育的影响;滴灌量低于3 150 m³/hm²北疆冬小麦种植区扬花期后0～60 cm土层会出现水分亏缺,显著影响小麦籽粒灌浆和产量形成。     

地下滴灌灌水下限与灌水器流量对冬小麦生长发育的影响

为探明地下滴灌条件下灌水下限与灌水器流量对冬小麦生长的影响,采用3种灌水器流量(0.1、0.9和1.5 L/h)与2种灌水下限(试验地土壤田间持水量的80%和60%)的全因素试验,分析不同试验处理对土壤水分分布及冬小麦生长的影响。结果表明:试验处理下较高流量的地下滴灌灌溉水分下渗量较大,使得40～80 cm土层土壤含水率提高,较小流量的地下滴灌水分主要保存在上层土壤;灌水下限为80%田间持水量较60%田间持水量能够促进冬小麦株高、叶面积指数、干物质积累量和产量的增加,同时能够减缓灌浆期旗叶叶绿素含量的降低;不同灌水器流量处理以0.9 L/h处理冬小麦叶面积指数最高,提高灌水器流量能够减缓灌水下限为60%田间持水量处理下灌浆期旗叶叶绿素含量的降低。综合作物生长、产量及水分利用效率,本试验条件下最优灌溉制度为,灌水下限80%田间持水量,灌水器流量0.9 L/h。