无压灌溉埋管深度的机理性研究及大田试验

通过室内试验和大田试验,研究了无压灌溉方式下埋管深度对水分运移和作物生长的影响机理。结果表明,在不同埋深时湿润体形状均为球冠,但球冠高度不同;湿润体内含水率均在埋管深度附近达到最大值,并以灌水器所在平面为对称面对称分布;埋管深度对番茄根系的生长分布、早期生物量的积累和后期干物质在果实和茎叶中的分配比例都有影响;埋深10 cm时,番茄的水分利用效率、产量和品质最大,是温室番茄的最佳埋深。     

低压重力渗灌系统渗灌的特性

为合理设计温室内低压节水灌溉系统,探讨低压重力渗灌时的渗灌特性,设置以土壤初始含水量、土壤初始容重、供水高度和渗灌管埋深为主要调控因子,通过试验模拟分析低压重力灌溉条件下渗灌管的渗流规律及土壤水分的入渗特性。试验结果表明：渗灌管出流量与时间符合幂函数,渗水速率与时间符合三次方程;渗灌条件不同,灌后土壤湿润区以及湿润区土壤含水量的分布显著不同;渗灌湿润区水分分布受供水高度、土壤初始含水量、土壤初始容重及渗灌管埋深等因素的影响;通过显著性分析,4个单因素对渗灌管出流量影响程度由大到小依次为供水高度、土壤初始含水量、土壤初始容重及渗灌管埋深,且除埋管深度外,其他三因素交互作用显著。     

微润灌管带埋深对土壤水分及青椒生长的影响

为研究微润灌溉管带埋深对土壤水分及温室青椒生长的影响,采用在微润灌条件下的温室种植试验,对不同管带埋深下青椒根区土壤水分分布及青椒株高、产量、灌溉水生产率进行了研究。结果表明:微润管埋深越深,湿润范围内的土壤平均含水率越低,微润管湿润范围越小。管带埋深为20 cm,青椒株高、产量均为最大,最适宜青椒生长发育。管带埋深对青椒株高增长随时间变化符合Logistic模型,拟合效果良好。管带埋深为20 cm时,青椒灌溉水生产率最高。     

水分亏缺条件下毛管埋深对番茄生长、产量及品质的影响

通过番茄滴灌试验,研究不同水分亏缺条件下毛管埋深对番茄植株生长、果实形态、产量与品质的影响。结果表明:毛管埋深对日光温室番茄产量、灌水量有显著影响(p0.05),对灌溉水利用效率和品质无显著影响(p0.05);毛管埋深为20 cm时,番茄植株生长速度较快,果实横茎较大。轻度与中轻度水分亏缺灌水条件下,毛管埋深为20 cm可显著减小C级(番茄直径D6.5 cm)果实比例29.2%,分别提高A级(D≥7.5 cm)与B级(6.5 cm≤D7.5 cm)果实比例16.6%、2.0%。番茄产量、灌水量随毛管埋深增加呈先增后减趋势,毛管埋深为20 cm时,番茄产量最高,达到66.44 t/hm~2。番茄产量和灌溉水利用效率随灌水下限增加而显著降低(p0.01),可通过不同毛管埋深与灌水下限组合,显著降低番茄灌水量,提高产量和水分利用效率。综合考虑,毛管埋深20 cm,灌水下限为田间持水量的60%处理组合为关中地区日光温室适宜的滴灌灌溉方式。     

不同水分-沸石量-埋深对滴灌番茄光合特性的影响

为了探究不同水分、沸石量以及沸石埋深对番茄光合特性的影响,以"奥冠8号"为试材,以水分(W50-70、W60-80、W70-90)、沸石量(Z3、Z6、Z9)和埋深(H15、H30、H45)为试验因素,采用正交试验的方法,对番茄果实膨大期的光合参数净光合速率Pn、气孔导度Gs及蒸腾速率Tr进行了研究.结果表明:水分与Pn、Gs及Tr均为正相关.沸石量与Gs、埋深与Pn均为负相关,沸石量对Pn和Tr影响表现分别为先促后抑及先抑后促,埋深对Gs和Tr的影响表现均为先抑后促.此外,水分对Pn达到显著(P<0.05)影响,对Gs达到极显著(P<0.01)影响,但对Tr无显著影响.沸石量和埋深对各光合参数均无显著影响.三因素对Pn和Gs的影响表现均为W>Z>H,对Tr的影响表现为W>H>Z.W70-90Z6H15为番茄光合特性的最优水平组合.     

地下渗灌不同埋深对马铃薯产量和水分利用效率的影响

为了探索马铃薯地下渗灌的适宜埋管深度,田间试验布置了3个不同灌溉定额水平(1 050、1 500、1 950 m/hm~2)和3个不同埋管深度(0、10、20 cm),研究不同灌溉定额和不同地下渗灌埋深对马铃薯生长、产量和水分利用效率的影响。结果表明,灌溉定额为1 950 m/hm~2,埋管深度为0 cm时,马铃薯干物质积累量和产量最高,灌溉定额1 950 m/hm~2,埋管深度10 cm处理次之;灌溉定额为1 500 m~3/hm~2,埋管深度在10 cm时,马铃薯水分利用效率最高。综上可见,在宁夏扬黄灌区气候条件下,地下渗灌最佳埋设深度为10 cm,相应灌溉定额为1 500 m/hm~2。研究可为指导马铃薯地下渗灌提供参考。     

微润交替灌溉下管埋深对土壤水分入渗的影响

为了探究微润交替灌溉条件下,地埋微润管合理埋设深度,采用室内土箱模拟试验,研究了当微润管铺设间距为30 cm,压力水头为150 cm,土壤容重为1.25 g/cm3,微润管埋深分别为15和20 cm时的土壤水分累计入渗量、土壤含水率、湿润锋运移距离等指标的变化,每组试验重复3次。结果表明:累计入渗量随时间线性递增,两微润管在埋深15 cm时的累计入渗量比埋深20 cm时的累计入渗量分别高11.33%、13.57%;埋深为15 cm时土壤含水率大于埋深为20 cm的土壤含水率;微润交替灌溉条件下,埋深15 cm时湿润锋运移距离大于埋深20 cm时湿润锋运移距离约0.5~2.9 cm,埋深对湿润锋运移有影响但不显著;湿润锋运移距离与时间的拟合结果为良好的幂函数关系,两者具有显著的相关性;埋深为15 cm时形成的湿润体截面积较埋深20 cm时大,且土体表层已经湿润。     

保护地番茄渗灌适宜灌水控制上限的研究

用田间小区试验的方法,研究了保护地栽培番茄渗灌不同灌水控制上限(单次灌水量)对番茄耗水特点、灌溉水水分利用效率等的影响。渗灌管埋深为30 cm、计划湿润层30 cm且其湿润比取0.5、灌水控制下限为土壤水吸力30 kPa。试验结果表明,灌水控制上限取土壤水吸力8 kPa、单次灌水量取145 m3/hm2时,有利于番茄植株生长发育,可以实现高产、节水的目标。     

渗灌灌溉湿润比对日光温室番茄生长发育和需水规律的影响

采用节点式渗灌番茄栽培小区试验的方法,通过比较番茄株高、茎粗、果实品质和产量以及水分生产效率,探讨了用节点式渗灌方法灌溉温室栽培番茄灌溉湿润比的适宜取值范围。研究结果表明:在砂质粘壤土试验地上,当节点式渗灌管埋深为30 cm、计划湿润层深15~45 cm(厚度30 cm)、灌水控制上限和下限分别设定为土壤水吸力6 kPa(田间持水量)和30 kPa时,将湿润比(计划湿润层湿润土壤体积点总土壤体积比例)设定为0.20、0.35和0.50,并依此计算灌水定额进行灌溉,湿润比0.20处理的番茄株高、茎粗及番茄生物量均明显高于湿润比0.35和0.50处理。但从节水、增产和省工几方面综合考察,湿润比选在0.20~0.35有利于番茄植株生长发育,进而可以达到高产、优质、节水的目的。     

不同地下水埋深土壤水分入渗规律研究

【目的】分析农田土水势的分布对作物的生长状况和农田水分循环的影响。【方法】采用观测室内层状长土柱(土柱长L=335 cm)在上边界条件为薄层积水、下边界控制不同地下水埋深时的水分入渗及蒸发过程的试验,分析了不同地下水埋深时土水势与零通量面的变化特征。【结果】入渗率随时间总的变化趋势是减小,入渗率随时间的变化一般经历3个阶段:迅速减小、缓慢减小和稳定阶段;累积入渗量随时间增加,与时间呈幂拟合关系;入渗初始阶段湿润锋运移速率较快,之后随着时间的推移,湿润锋运移速率逐渐减小,至某一时间后趋于稳定。【结论】湿润锋运移距离与时间的平方根呈线性关系     

痕量灌溉管埋深对披碱草密度、高度和生物量的影响

以披碱草为试验材料,在其他条件保持不变、保水剂采用混施方式的情况下,研究了痕量灌溉管不同埋深对披碱草生长密度、高度及生物量的影响。试验结果表明,披碱草生长密度随时间变化不明显,而随着痕量灌溉管埋深的增加而产生增加的趋势,其高度和生物量均随着时间和痕量灌溉管埋深的增加而增加,但增速越来越小;在混施保水剂的前提下,痕量灌溉管埋深25cm时,披碱草的长势最好。     

水分调控对冬小麦根系生长及抗旱性的影响

为了研究干旱半干旱地区土壤剖面深层水分对冬小麦根系生长及抗旱性的影响,采用PVC管土柱法进行冬小麦生长水分调控试验,设计了4个处理,即处理Ⅰ为地面灌溉、处理Ⅱ为计划湿润层取根系分布深度的60%、处理Ⅲ为计划湿润层取根系分布深度的75%、处理Ⅳ为计划湿润层取根系分布深度的90%,测定了冬小麦各生育期根系形态指标和地上部分植株体干重的变化,结果表明:灌水总量一定,改变灌水方式、考虑计划湿润层的深层灌溉,能够促进冬小麦根系深扎,至成熟期,处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的根长比处理Ⅰ长27~37 cm,总根干重均增加,但根冠比减小,产量增加。适宜的根冠比能更好地协调冬小麦地上部分与地下部分之间生长关系,提高抗旱能力。处理Ⅱ和处理Ⅲ是冬小麦根冠层生长协调、提高抗旱能力较适宜的灌溉方案,可为我国北方地区冬小麦节水灌溉提供参考。     

毛管埋深对地下滴灌线源入渗土壤水分运移影响研究

通过室内试验,对地下滴灌土壤水分分布进行了观测分析。结果表明,在流量和灌水量一定的情况下,无论是在水平方向还是垂直方向上,随着毛管埋深的增加,湿润锋运移的速度减慢,且湿润锋在垂直方向和水平方向的运移距离也随着埋深的增大而减小。对于同一埋深而言,滴头二侧的含水率分布对称;对于不同的埋深,埋深越大,在距滴头一定距离内,含水率越高,并且随着滴灌带埋深的增加,湿润体饱和区域在不断增大,特别是在垂直方向上。     

温室番茄对微小流量滴灌埋深与灌水量的响应

试验采用番茄品种为“中研998”,于2017年3-7月在中国农业大学通州实验站春秋大棚中进行.试验共6个处理,3个灌水梯度(以田持的85%,75%,65%计)与2个痕量带埋深梯度(15,30 cm).研究结果表明:埋深与灌水下限对番茄植株株高茎粗的影响规律性不强;深埋处理更有利于植株茎干物质积累,浅埋更有利于叶干物质积累,说明浅埋处理植株蒸腾量更大;埋深与灌水下限对根干重的影响规律性不强;深埋更有利于提高果实产量、氮素表观利用率与肥料偏生产力,浅埋更有利于提高水分利用效率;灌水下限越低,果实产量、水分利用效率、氮素表观利用率与肥料偏生产力越高.因此根据本试验研究的各项指标综合得出埋深为30 cm、灌水下限为65%田持时最适宜此种试验条件下温室番茄的生长.     

微润灌溉技术下大棚小葱生长动态试验研究

将微润灌溉技术应用于大棚种植试验中,设置了5种不同的处理来探究微润灌溉条件下微润管埋深与压力水头对小葱株高、产量以及土壤水分分布的影响。其中,常规浇灌作为对照,当做一组处理。结果表明:在小葱生长期内,各处理日均用水量和株高都随生育期的进行先增大后减小;微润管埋深对土壤水分分布影响较大,而压力水头对水分分布影响较小;微润管的埋深和压力水头对小葱生长、产量有较大的影响,且埋深比水头对小葱生长状况的影响更为明显;微润管埋深为4 cm的处理在长势与产量方面优于埋深为7 cm的;微润灌溉条件下,小葱的长势与产量较优于常规浇灌;微润灌溉较常规浇灌略微节水。     

浅地下水对作物生长规律的影响研究

通过开展不同地下水埋深条件下冬小麦和玉米全生育期潜水蒸发试验,探讨浅埋深地下水对作物生长规律的影响,为地下水浅埋区制定灌溉制度提供参考。试验结果分析表明,不同埋深的地下水对作物的生长发育过程有着很大影响,根系生长在分蘖期和拔节期受地下水位影响较大;而冠的生长则是在孕穗期到灌浆期影响较明显;作物的腾发量也不同。     

微润管埋深及压力水头对青椒生长和水分利用的影响

为了揭示微润灌溉管带埋深和压力水头对温室青椒生长的影响,采用微润灌条件下的温室种植试验,对不同管带埋深和压力水头条件下的青椒株高、茎粗和产量进行了监测。结果表明:不同管带埋深及压力水头处理后的青椒茎粗和株高均随时间呈S形变化趋势。管带埋深、压力水头均与茎粗、株高、茎粗生长速率和株高生长速率呈正相关;管带埋深、压力水头及其交互效应对茎粗生长速率、株高生长速率的影响达到了极显著水平;当管带埋深为20cm、压力水头为150cm时,青椒的产量最高。水分利用系数与埋深呈正相关,但与压力水头呈负相关;在埋深20cm、压力水头100cm时,水分利用系数最高。在此基础上,建立了管带埋深与压力水头双因素耦合条件下的株高生长模型DH-YZG、茎粗生长模型DH-YJC、产量模型DH-YCL和水分利用系数模型DHYXS,误差分别为4.72%、5.25%、1.76%和4.44%,取得了满意的模拟效果。     

垂直线源入渗土壤水分分布特性模拟

基于非饱和土壤水动力学理论,利用Hydrus-2D软件分析了垂直线源入渗条件下的土壤水分分布特征。通过试验对比验证,反推出试验土壤的水力参数。结果表明,Hydrus-2D软件可用于垂直线源入渗土壤水分分布特征的模拟,且精度较好。对不同灌水技术要素条件下的垂直线源入渗土壤水分分布特征进行模拟研究,结果表明,垂直线源入渗条件下,不同质地土壤的湿润体形状差别不大,大小有明显的差别：砂壤土和粘壤土的水平湿润半径分别是砂土的0.59和0.24,垂直湿润深度分别是砂土的0.42和0.31;在不同线源埋深情况下,土壤湿润体的形状和大小差别不大,湿润体的位置有显著的差别,当埋深增加5cm,砂土、砂壤土、粘壤土的垂直湿润深度分别增加6%、11.5%、16%;线源长度和直径对土壤水分分布影响较大,其中线源长度主要影响垂直湿润深度,线源直径主要影响水平湿润半径;初始含水率高时,相同断面处的含水率增大;在相同入渗时段内,湿润锋水平运移距离和垂直运移距离随土壤初始含水率的增大而增大。     

地下渗灌不同埋深 对大田茄子产量和水分利用效率的影响

为探究大田茄子地下渗灌管的适宜埋深和灌水定额,田间试验布置了3个不同渗管埋置深度(0、10、20 cm)和3个不同灌溉水平(1 750、2 250、2 750 m~3/hm~2),研究地下渗灌不同埋深和不同灌溉定额对大田茄子生长发育、产量和水分利用效率的影响。结果表明,埋管深度为10 cm,灌溉定额为2 750 m~3/hm~2处理下茄子产量和干物质积累量最高;埋管深度在10 cm,灌溉定额为2 250 m~3/hm~2处理下,茄子水分利用效率最高,产量次之。综上可见,在宁夏引黄灌区气候条件下,地下渗灌最佳埋设深度为10 cm,相应灌溉定额为2 250 m~3/hm~2。     

温室番茄循环曝气地下滴灌土壤水分动态及耗水特性

为探求循环曝气地下滴灌对温室番茄土壤水分及耗水特性的影响规律,采用正交试验,研究了不同滴灌带埋深、曝气水平及灌水量对温室番茄土壤含水率、耗水量、产量及水分利用效率的影响.整个生育期内番茄耗水量呈先增大后减小的趋势,曝气处理番茄耗水量显著高于不曝气处理.相比于不曝气处理,曝气滴灌处理番茄产量提高10%,水分利用效率提升0.4%.15 cm滴灌带埋深、溶氧值30 mg/L以及75%ET₀灌水量处理的番茄产量和水分利用效率达到最大值,分别为64 951.3 kg/hm²和23.26 kg/(hm²·mm).结果表明,曝气处理对番茄产量、水分利用效率的影响具有统计学意义(P<0.05).曝气对于土壤含水率有一定影响,且曝气处理有助于番茄对水分的吸收.滴灌带埋深和灌水量交互作用对番茄产量的影响具有统计学意义(P<0.05),滴灌带埋深和曝气量交互作用对番茄产量的影响具有统计学意义(P<0.01),灌水量与滴灌带埋深、灌水量与曝气水平交互作用分别对番茄水分利用效率的影响具有统计学意义(P<0.01).