多因子膜孔入渗规律及入渗模型研究

多因子膜孔入渗试验研究的目的,就是通过试验研究,探明膜孔入渗规律,建立以 Kostiakov 模型为基础,包含变量 r(土壤干容重)、θ(土壤含水率)、s(膜孔面积)在内的入渗模型,为膜孔灌的设计提供方便。     

单点源肥液入渗尿素的运移转化特性研究

通过室内入渗试验,研究了单膜孔入渗条件下尿素的运移与转化特性。结果表明:溶质运移的对流机理是尿素分子运移的主要机制。土壤胶体对尿素分子的吸附作用表现为尿素在膜孔中心附近范围内的含量较高。施肥5d后土壤铵态氮达到最高峰,随后的10d内迅速下降至土壤的本底值;而土壤硝态氮一直平稳升高,于施肥后15d达到高峰值。该成果为进行膜孔灌施肥技术研究奠定了理论基础。     

膜孔灌对玉米不同生育期农田土壤硝态氮运移的影响

通过农田小区膜孔灌灌水施肥试验。研究了玉米不同生育期膜孔灌和畦灌农田土壤氮素运移特性。结果表明：膜孔灌土壤硝态氮主要分布在膜孔附近,膜孔中心垂直剖面土壤硝态氮分布比较均匀,畦灌的分布则比较集中。膜孔灌灌水定额越大,土壤表层硝态氮季节性减小越快,硝态氮减小的土层越深,深层80～100era硝态氮累积量越大,而畦灌的分布则比较集中。收获时,膜孔灌处理整个土壤剖面硝态氮含量为97．7mg·kg^-1,畦灌处理为114．55mg·kg^-1,膜孔灌在提高土壤氮素利用率的同时减小了硝态氮的淋洗。这一研究成果为提高膜孔灌水肥利用率奠定了科学基础。     

由膜孔灌水流推进和消退资料推求灌溉质量指标研究

[目的]寻求简化灌水质量指标推求的方法。[方法]根据膜孔灌大田灌水试验实测资料,研究相同流量不同次灌水的水流推进和消退规律,基于充分供水条件下膜孔灌入渗规律的特点,提出了利用膜孔灌大田水流推进和消退资料推求膜孔灌灌水均匀度和灌水效率的方法。[结果]随着灌水次数的增加,水流推进加快,消退变慢,积水消退时间明显延长;膜孔灌田面水流推进和消退曲线满足一元二次函数关系。随着灌水次数的增加,畦首渗水时间变化不大,尾部渗水时间变化较大;研究提出的简化灌水均匀度计算公式,能简单而有效地求得大田膜孔灌灌溉质量指标。[结论]该研究为膜孔灌技术要素设计和灌水质量评价奠定了基础。     

膜孔灌技术田间试验研究进展

膜孔灌技术是一种集成的高效节水灌溉技术,文章在阅读和分析了大量有关文献的基础上,综述了膜孔灌技术田间试验研究进展,全面分析总结了膜孔灌的节水、增产效果、农作灌溉制度等研究进展,提出了今后需要进一步研究和探索的问题。     

膜孔灌技术田间试验研究进展

膜孔灌技术是一种集成的高效节水灌溉技术，文章在阅读和分析了大量有关文献的基础上，综述了膜孔灌技术田间试验研究进展，全面分析总结了膜孔灌的节水、增产效果、农作灌溉制度等研究进展，提出了今后需要进一步研究和探索的问题。     

膜孔单点源肥液入渗运移特性研究

通过单膜孔点源室内入渗试验,研究了膜孔肥液入渗的分布特性与运移规律。研究表明,膜孔肥液入渗湿润体土壤含水率比清水的大;分析了肥液入渗累积入渗量比清水入渗增加的机理;供水入渗过程中,浓度锋运移距离和浓度最大值均随时间的延长而增大;再分布过程中,浓度锋运移距离继续增大,而浓度最大值逐渐减小;膜孔肥液入渗土壤浓度与土壤含水量的关系在不同时间均近似于“S”型曲线。该研究成果为进一步进行膜孔灌溉技术研究奠定了科学基础。     

膜孔灌单点源入渗特性与数学模型研究

通过室内膜孔单点源入渗试验,分析了膜孔灌单点源入渗单位面积侧渗量与一维垂直入渗量的变化规律,研究了膜孔灌单点源入渗单位面积侧渗量与入渗时间、膜孔直径之间的关系,建立了包含垂直一维入渗量和侧渗量的两个具有明确物理意义的膜孔单点源入渗模型,只需知道垂直一维入渗参数、膜孔直径和入渗时间,即可用于膜孔单点源入渗量的计算。实例验证结果表明,两个模型计算精度高,应用方便,均为计算膜孔单点入渗量的有效模型。     

膜沟灌溉入渗规律试验初报

膜沟灌溉是与地膜覆盖技术相结合的沟灌,它将带有渗水孔的地膜敷贴在灌水沟内形成膜沟,灌溉时水在沟内的膜上流动,并通过膜孔渗入土壤。针对膜沟灌溉的累积入渗量、湿润深度随入渗历时变化规律进行了研究。研制了膜沟灌溉入渗试验装置,针对2排3列膜孔布置方案进行了膜沟灌溉入渗试验,观测得到了不同入渗历时的累积入渗量和湿润深度。结果表明,累积入渗量与入渗历时之间的关系符合Kostiakov-Lewis模型,湿润深度随入渗历时的变化符合幂函数关系,因此可用该2个模型描述膜沟灌溉的入渗规律。     

肥液浓度对膜孔入渗水分运移特性的影响

通过清水与不同肥液浓度的膜孔单点源室内入渗试验,研究了不同浓度的肥液膜孔入渗量、湿润锋运移距离及土壤含水量分布。揭示了土壤膜孔入渗量和湿润锋运移距离随肥液浓度的增加而增大的规律;建立了不同肥液浓度膜孔入渗量和湿润锋运移经验模型;提出了由清水入渗参数、湿润锋运移参数和肥液浓度分别推求膜孔入渗量和湿润锋运移距离的理论模型,经实测资料验证表明,模型精度较高;随肥液浓度的增大,湿润锋运移距离越大,相同深度处的土壤含水量也增大。研究成果为进一步进行膜孔灌溉技术研究奠定了科学基础。     

玉米种肥同穴与膜下滴灌一体机的设计与试验

针对河西灌区玉米种植过程中水肥利用率及播种效率低下的问题,设计一种玉米种肥同穴与膜下滴灌一体播种机。该机具由有机肥排肥装置、滴灌铺设装置、地膜铺设装置、排沙装置、膜上覆土装置和播种装置等6部分组成。根据农艺种植要求对机具的关键装置进行理论分析,确定正常工作时机具匹配的施肥装置、播种装置和覆沙装置的合理容积;确定穴播器和排肥器的外形尺寸;通过Adams分析软件验证了机具种肥同穴的可行性。田间试验结果表明:机具前进速度为0.55m/s时,空穴率为0.9%、穴粒数合格率92.3%、膜下播种深度合格率97.8%。样机能够一次性完成施肥、滴灌带铺设、覆膜、覆沙、播种、覆土等工序,实现了旱区玉米的种肥同穴与膜下滴灌的栽培且满足覆膜穴播机技术要求。     

基于水量平衡的膜孔沟灌水流推进模型研究

【目的】研究建立膜孔沟灌水流推进模型,通过分析膜孔沟灌水流推进过程,准确、方便确定膜孔沟灌灌水技术要素、田间平均入渗率和糙率。【方法】通过引入地表储水形状系数、下渗水形状系数和膜孔沟灌入渗方程,建立基于水量平衡的膜孔沟灌水流推进模型,并通过田间试验对模型进行检验。【结果】模型检验表明,试验实测数据与模型计算值吻合较好;对田间膜孔沟灌试验验证模型计算误差绝对值均值的分析可知,试验中各灌水沟除个别组误差绝对值均值大于5%外,其余均在5%以下;多组灌水沟的误差绝对值均值小于4%,可以满足膜孔沟灌灌水技术指标确定的需要。【结论】所建模型具有较为严谨的物理基础,计算求解方便、精度较高,具有较强实用性。     

冀西北地区春玉米膜下滴灌水肥一体化技术试验

针对冀西北地区水资源匮乏和化肥不合理施用问题,进行了春玉米膜下滴灌水肥一体化技术试验。结果表明,与农户传统水肥管理措施相比,膜下滴灌水肥一体化技术可明显增加春玉米产量,提高春玉米的肥料偏生产力;膜下滴灌水肥一体化技术虽增加了地膜、滴灌设备的费用,但可实现播种、施肥、覆膜、铺设滴灌带、喷施除草剂等多道工序一次性完成,可节省用工费和水电费。综合分析结果表明,春玉米膜下滴灌水肥一体化技术可提高农户的经济效益,在冀西北地区有良好的推广应用前景。     

旱地苹果园肥水高效利用模式研究

以苹果品种信浓红为试材,研究旱地果园不同肥水管理模式对土壤及苹果生长、产量及品质的影响。结果表明,与传统肥水管理模式比较,几种肥水利用模式均能提高叶片质量,促进新梢生长,提高光合速率,其中“肥水膜”一体化模式的土壤速效养分含量增加明显;与对照相比,新梢生长量增加31.37%,可溶性固形物质量分数增加20.18%,单果质量增加15.74%,单株产量增加24.64%。综合分析,“肥水膜”一体化是旱地果园简单易行的一种肥水高效利用模式。     

水肥一体化技术在日光温室中的应用

日光温室水肥一体化技术采取滴灌的方式,通过低压管道系统与滴灌带上的小孔,将肥水以较小的流量均匀准确地直接输送到作物根部。由于适时、适量的提供作物所需的水分及养分,达到水肥同步,为作物生长创造了良好的环境,从而实现了节本、增产、提质、增效的目标。     

水肥一体化模式中化肥减施与不同基追肥比例对大蒜产量和品质的影响

为明确水肥一体化灌溉模式中施肥量与基追肥比例对大蒜产量与品质的影响,以山东嘉祥紫皮蒜为试验品种,在减施化肥20%条件下,设置不同的灌溉方式和基追肥比例。结果表明,大蒜水肥一体化灌溉较常规大水漫灌,每667 m²平均节水40.85 m³,节水率平均达52.50%;在不同的基肥追肥比例及灌溉方式中,水肥一体化喷灌并施用基肥60%和追肥40%处理增产效果最明显,蒜薹和蒜头产量分别提高了14.48%和10.89%,且可溶性蛋白、可溶性糖含量相比于常规大水漫灌处理分别提高了9.01%、15.75%。研究表明,通过水肥一体化模式,在合适的基追肥比例下,能够实现大蒜种植的节水、减肥和增产。     

不同水肥管理对马铃薯土壤酶活性及产量的影响

为了寻找马铃薯适宜的水肥管理模式,通过大田试验,以大水漫灌+肥料条施为对照(CK),研究了喷灌+肥料条施、滴灌+肥料条施和滴灌水肥一体化对马铃薯土壤酶活性及产量的影响。结果表明,与CK相比,滴灌水肥一体化、滴灌+肥料条施、喷灌+肥料条施处理均不同程度地提高了马铃薯土壤酶活性,其影响程度为滴灌水肥一体化滴灌+肥料条施喷灌+肥料条施,滴灌水肥一体化能够显著提高马铃薯生育后期的土壤酶活性。滴灌水肥一体化处理下马铃薯的产量和商品薯率最高,显著高于其他处理,其中,产量较CK及喷灌+肥料条施、滴灌+肥料条施处理分别提高49.07%及27.94%、14.91%,商品薯率较CK及喷灌+肥料条施、滴灌+肥料条施处理分别提高19.41个百分点及10.36、4.72个百分点。