负水头灌溉系统供营养液番茄生产及耗水研究

为实现负水头供营养液方式下番茄的高产,同时为常规番茄生产灌溉量的确定提供指导,试验采用负水头灌溉系统供营养液进行番茄生产栽培,测定群体栽培条件下的番茄产量和品质,同时监测番茄群体的日蒸散量并分析其与环境因子的关系。研究结果表明:负水头供给营养液条件下,试验期间(112d),番茄产量达130 604.85kg/hm2。与常规(人工)供给营养液相比,负水头供营养液显著提高番茄果实产量与品质,提高了营养液生产效率。负水头控制下,单株番茄总蒸散量(耗水量)为92.38kg,日耗水量在0.14~1.80kg;番茄耗水量与环境因子(光照强度)呈显著相关,不同光照强度下,植株耗水量明显不同,为其他灌溉方式(滴灌等)灌溉量的决策提供了参考。因此,在用其他灌溉方式时,要注意光照强度的监测,适当调整晴天和阴天下的灌溉频率,防止晴天灌溉不足,阴天灌溉浪费。     

土壤质地和供水水头对负压灌溉土壤水分运移的影响研究

负压灌溉是在水源高程低于灌水器高程时实现灌溉,供水水头为负值,无需提水加压设备,自动补给灌溉.试验研究了不同土壤质地(黏壤土和沙土)和供水水头(h=0.5、0、-0.5、-1、-2 m)对负压灌溉湿润峰动态变化和累积入渗量的影响.试验结果表明:各处理的湿润锋开始时运移较快,等时间线较稀疏,随着灌溉时间增加,运移变慢,等...     

灌溉水浓度和供水水头对负压灌溉土壤水分运移的影响

试验研究了不同供水水头( h=0、- 0. 5、- 1.0、- 1.5 m) 和钠吸附比为30时不同盐分浓度（C=80、20、2meq/l）对负压灌溉土壤水分运移的影响。试验结果表明: 各处理的湿润锋开始时运移较快, 等时间线较稀疏, 随着灌溉时间增加, 运移变慢, 等时间线变密。湿润体都近似为椭球体。累计入渗量, 最大水平和最大垂直湿润距离都随时间的增加而增大, 入渗率随时间的增加而减小。H=0m时清水的湿润锋运移,累积入渗量,最大水平和最大垂直湿润距离及宽深比均大于咸水。H=0、-0.5m时浓度对累积入渗量,最大水平和最大垂直湿润距离及宽深比的影响较大,H=-1.0、-1.5m时的影响减小。H=-1.0m时基本没有影响。     

基于负水头供液决策的温室作物自动灌溉施肥方法

针对温室作物基质栽培过程中营养液供给不易精量控制、水肥利用率低等问题,设计了基于负水头供液的决策方法和系统,采用温室基质栽培番茄负水头耗液量作为精量决策指标,通过自动化滴灌系统对同期内番茄常规基质栽培行进行3~4h的错时灌溉,以定时定量供液方法的番茄栽培行为对照,研究了系统的运行状况、番茄产量和水肥利用率等问题。结果表明,基于负水头供液决策的自动灌溉系统比定时定量供液系统的单株产量提高了6.70%,水、肥量均节省28.13%。通过试验得出该系统运行良好,可根据番茄日需水规律适量、及时、精准地供给营养液。     

气象因子对负水头供液下番茄日耗液量的敏感性分析

以番茄为试验材料,测定其在温室内基质栽培负水头供液条件下的日耗液量、空气相对湿度、气温和太阳辐射强度等气象因子数据,采用通径分析方法,建立多元回归模型,计算各气象因子对番茄日耗液量的直接通径系数、间接通径系数、决定系数和对回归方程估测可靠程度R~2的总贡献值。结果表明:作物系数和日平均太阳辐射强度的直接通径系数达到极显著水平(P0.01),2个因子的决定系数和对R~2总贡献值最大,是影响番茄日耗液量的重要因子;气象因子减少对番茄日耗液量影响的通径分析发现,敏感性最强的气象因子是日平均太阳辐射强度,其次分别是作物系数和日最高太阳辐射强度。     

负水头条件下入渗模型对于水分入渗规律适用性研究

通过室内土柱入渗实验,对比了不同负水头高度条件下的土壤入渗规律,并采用了三种入渗模型分析了土壤水分入渗特点。实验结果表明,累积吸渗量与时间呈良好的幂函数关系,湿润锋与时间平方根间呈良好的线性关系,并且负水头高度减小,累积入渗量逐渐减小,湿润锋的推进速度减慢。累积入渗量与湿润锋推进距离呈良好的线性关系。利用Green-Ampt模型、Philip模型和Kostiakov公式对入渗率与入渗时间的关系进行拟合,得出Kostiakov公式能更准确地描述出入渗率与时间关系。     

负水头供液施肥对温室番茄水分利用效率的影响

为探讨日光温室番茄的日蒸散量变化规律,明确日光温室番茄合理的灌溉施肥模式,基于负水头供液系统研究了常规基追肥处理(F1)、按EC值调配的施肥处理(F2)和山崎大量元素配方施肥处理(F3)对日光温室番茄日蒸散量及水分利用效率的影响。结果表明,基于负水头供液系统可以实现0~20 cm土壤含水率的精确控制,各处理变异系数(CV)仅为5.92%~11.9%。日光温室番茄的日蒸散量变动幅度为0.43~5.90 mm,呈先升高后降低的单峰曲线。开花坐果期为日光温室番茄蒸散量最大的时期,日均蒸散量达3.65~3.78 mm,蒸散量可占到全生育期的60%以上。处理F3的生育期蒸散量最大,与处理F1和F2相比,分别增加了3.72%和2.09%。温室番茄的生物量和产量以及生物量水分利用效率和产量水分利用效率均以处理F3为最高,与处理F1相比,分别提高了29.0%和24.1%以及16.4%和9.84%。综合分析,采用山崎大量元素配方的施肥处理(F3)不仅增加了番茄蒸散量和产量,而且提高了水分利用效率,为供试条件下最优的水肥管理模式。     

负水头条件下水质对湿润体运移及水盐分布的影响

通过室内试验,分析了负水头供水条件下,灌溉水钠吸附比和盐分浓度对湿润体运移及水盐分布的影响.结果表明,湿润体的最大水平湿润距离、最大垂直湿润距离以及累积入渗量均与时间呈幂指数关系,并随着灌溉水盐分浓度的增加和钠吸附比的减小而增加;湿润体内土壤含水率和电导率的分布近似为一组同心椭球面,并与湿润体半椭圆在水平方向的半轴平方呈线性关系,随着半轴的增加,土壤含水率减小,而电导率增加;灌溉水盐分浓度一定的条件下,随着钠吸附比的增加,湿润体内的平均含水率减小,平均电导率增加,在钠吸附比一定的条件下,灌溉水盐分浓度对两者的影响较小.     

负水头环境土壤水分湿润锋运移三维模拟

【目的】更加有效地控制土壤含水率,指导节水灌溉。【方法】采用负水头土壤水分湿润锋运移试验和Hydrus-3D三维土壤水分运移数值模型,研究了山西榆次砂土、壤土在负水头高度(0、-0.5、-1.0m)时的土壤水分湿润锋运移规律和模型的有效性。【结果】水分累积入渗量随着时间的增加逐渐增大,与时间呈良好的幂函数关系;湿润锋随着时间的增加逐渐向水平、垂直方向扩大,曲线呈1/4椭囿状,最大湿润距离与时间的平方根呈良好的线性关系;湿润锋入渗速度随着负水头高度的增加逐渐减小,与时间呈良好的幂函数关系。实测湿润锋包络面积与模型计算值的偏差,砂土为0.51%~7.21%,壤土为0.22%~16.03%。【结论】所建三维模型可以用于描述负水头环境下土壤水分湿润锋的运移特征,并用于预测各种条件改变下的湿润锋运移和含水率分布。     

基于蓄流灌方式的低水头灌溉均匀问题研究

自流灌区的自然低水头微灌技术,既节水又节能,但因自然水头低导致微灌系统灌溉均匀性差.由此,基于新提出的蓄流灌溉技术理论和灌溉模式,以蓄流灌溉关键技术设备蓄流灌水器结构、工作原理及其特有灌溉用水运行方式进行分析,对其水头损失计算、灌溉均匀控制原理与解决的技术途径、蓄流灌溉田间布设与灌溉均匀管理控制等诸方面进行了研究.技术研究和试验表明,蓄流灌溉方式是解决和处理自然低水头微灌系统灌溉均匀性差的一种有效技术方法,为自流灌区自然低水头条件下微灌系统灌溉均匀性问题解决提供了新思路新途径.     

供水水头和灌水器对负压灌溉土壤水运移的影响

研究了不同供水水头（H）（0.5、0、-0.5、-1、-2m）及不同孔径的负压灌水器（3～4、5～6μm）对负压灌溉出水量及土壤水分运移的影响。试验结果表明,不同处理中,湿润锋运移规律相似,湿润体近似为椭球体。当灌溉时间相同时,湿润体体积随供水水头的减小而减小。累计入渗量、最大水平和垂直湿润距离随高程差呈幂函数变化。灌...     

负压给水技术研究

针对目前我国水资源紧缺,灌溉效率低的现状,提出了新型的既节水又节能的负压给水技术。对负压给水技术的研究背景、系统组成、工作特性、产生过程以及系统的维持方法进行了详尽的介绍,以期为现代化灌溉发展提供新的思路。     

负压给水技术研究初探

我国水资源短缺,发展节水高效农业已成为现代农业可持续发展的必经之路.负压给水技术是一种新型的灌水技术,与传统灌溉方式相比,它具备节水、节能、精准、高效等多项优势.分析了负压给水技术的优点和技术难点,介绍了负压给水的研究进展.     

负压灌溉对湿润体特征参数的影响

基于室内试验,分析了不同负压(-2、-1.5、-1.0、-0.5、0m)灌溉对湿润体特征参数的影响。结果表明,负压灌溉湿润体为椭球体,湿润体的宽深比随入渗时间和供水水头的增加而增加;湿润体的水平和垂直运移速度随时间的增加和供水水头的减小而减小;单个灌水器所控制的湿润土体体积Vc和湿润体的体积V具有良好的线性关系;在灌溉过程中湿润体的平均含水率无显著变化。     

灌溉供水可靠度的经济设计

灌溉供水可靠度是评价灌溉设计与管理的重要指标,但现行的灌溉保证率指标由于不能反映灌溉供水的时间效应和程度效应,评价结果与实际相差较大。对此本文引入作物水分生产函数,通过反演对时段赋权和对缺水分级,提出了一种改进的灌溉供水可靠度评价方法。该方法能将灌溉供水的可靠度与其产量水平挂钩,具有明确的经济意义,且简单实用,对灌溉管理有一定的借鉴作用。     

日光温室负压自动灌溉下番茄蒸腾规律研究

针对农业生产中蔬菜栽培灌溉费水费时的现状,采用一种自制负压自动灌溉系统,将供水压力设定在负值,利用土壤自动吸水的特性,达到自动灌溉和节水的效果.在此系统灌溉下采用茎热平衡技术测定番茄植株的茎流规律,分析了茎流变化规律与环境因子之间的关系,同时分析了番茄植株不同部位茎流差异以及剪叶对番茄植株茎流的影响.结果表明,在设定灌溉系统负压为60 hPa下,温室土壤含水量基本控制在阴天20.19%、晴天18.75%左右;茎流数据表明番茄植株蒸腾与太阳辐射值呈显著正相关,适当遮阴降温可以减少植株蒸腾.实验也进一步证明了叶片是植株蒸腾的主要器官,植株底层叶片蒸腾速率相对较微弱.     

供水压力对节点渗灌管出水孔工作压力影响的研究

用土槽模拟试验的方法,对渗灌灌水时供水压力与节点渗灌管出水孔的水压关系进行了试验研究,结果表明:水源供水压力越大,水头损失越大,水头对渗灌管出水均匀效果产生影响,节点式渗灌灌水时供水压力以100cm水柱左右为宜.     

作物双节给水研究

针对有压节水灌溉的高耗能,提出并试验了用无压负压给水器为作物即节水又节能的双节给水理念,针对间歇灌溉时土壤湿度忽高忽低提出连续适度给水理念,给水理念特点是利用植物水分生理水势特性,与土壤张力特性,利用给水器将水分以无压或负压形式与土壤和植物根系连接成负压水分运动系统,与有压节水灌溉对比节省了加压耗能,与灌溉理念差别是变间歇式灌溉为连续向作物供水,供水过程与作物需水过程平行,具有精准给水特点。简介了双节给水的理论基础、方式方法以及负压给水、超微压给水、毛细给水、寝润给水技术的试验研究数据。