微咸水-腐植酸肥耦合滴灌条件下钙镁离子质量浓度对灌水器堵塞的影响

【目的】探明腐植酸肥施用条件下不同钙镁离子质量浓度对灌水器堵塞物质形成的影响效应与作用机制。【方法】以微咸水中钙镁离子耦合腐植酸肥滴灌为研究对象,选取4种不同额定流量（1.6、1.1、1.4、1.75 L/h）的非压力补偿内镶贴片式灌水器（FE1—FE4）,其中设置3组钙离子质量浓度微咸水处理,离子质量浓度分别为100、150、200 mg/L(G1、G2、G3),3组镁离子质量浓度微咸水处理,离子质量浓度分别为100、150、200 mg/L(M1、M2、M3),以地下微咸水灌溉为对照（CK）,研究不同离子质量浓度的灌水器平均流量（Dra）、滴灌系统灌水器的堵塞率分布、灌水器堵塞物质干质量（DW）动态变化规律,并分析了灌水器内部堵塞物质矿物组分。【结果】与CK相比,G1、G2、G3、M1、M2、M3处理的Dra分别降低了21.58%～29.68%、35.02%～39.71%、45.62%～55.68%、14.25%～20.41%、24.89%～45.69%、35.22%～56.75%,堵塞物质干质量分别增加了124.62%～178.49%、174.23%～230.33%、235.59...     

石羊河流域水肥一体滴灌系统滴灌带堵塞影响因素研究

为研究水肥一体化下滴灌带堵塞影响因素以及堵塞机理,在甘肃石羊河流域进行玉米膜下滴灌水肥一体化试验,选用当地常用的侧翼迷宫式及内镶贴片式2种滴灌带、3种过滤器及6种管首压力,通过对试验过程中滴灌带首尾压力的监测以及对灌溉周期结束后滴灌带堵塞程度、堵塞位置的分析,结果显示:侧翼迷宫滴灌带在长距离(48 m)水肥一体化灌溉管首压力0.05 MPa效果最优,在铺设距离≤30 m时首压设为0.04 MPa最优,既满足灌溉质量又降低系统造价。     

滨海盐碱地微咸水滴灌水盐调控对番茄生长及品质的影响

【目的】研究滨海缺水地区在盐碱地上利用微咸水灌溉进行绿色农业生产的可行性和安全性。【方法】以番茄为研究对象,采用"滴灌水盐调控+垄作"模式,以深层地下淡水(0.7 dS/m)为对照,田间布置了4种不同电导率(3.2、4.7、6.2、7.8 dS/m)的微咸水,研究微咸水灌溉对土壤剖面盐分分布和番茄生长、产量及品质性状等代表性指标的影响。【结果】利用3.2～7.8 dS/m的微咸水灌溉番茄,试验结束时整个土体的盐分并没有显著增加,在整个土体中进行了重新分布,在距离滴头0～10 cm远的0～60 cm深度范围存在一个明显的盐分淋洗区,盐分主要是被淋洗到70 cm深度以下和距离滴头20～40 cm远的垄坡和垄沟的表层(0～20 cm)。随着灌溉水电导率(ECi)的增加,LAI、地上部和地下部生物量先增加后减少,株高和茎粗有逐渐降低的趋势,且当ECi4.7 dS/m时,各生长指标较淡水处理显著降低。不同处理番茄叶片中叶绿素总量、类胡萝卜素、丙二醛和脯氨酸量差异不显著,但微咸水灌溉显著降低了番茄叶片中可溶性糖量。随着ECi的增加,番茄果实中可溶性固形物、还原糖、有机酸量逐渐增多,而果实糖酸比逐渐降低;番茄的产量随着ECi的增加而降低,通过公式拟合发现,当ECi1.4 dS/m时,ECi每增加1 dS/m,番茄的产量降低9.7%。【结论】总体而言,在淡水紧缺的滨海半湿润地区,盐碱地上种植番茄可以利用电导率≤4.7dS/m的微咸水进行灌溉,尽管相对于淡水灌溉,番茄的产量有所降低,但可以节省300 mm以上的淡水量,番茄的品质提高,并且整个土壤剖面盐分可以维持平衡。     

不同类型滴头抗盐堵对比试验研究

将含盐水作为灌溉水源,以3种滴头(内镶贴片式滴灌管、内镶圆柱式滴灌管、内镶贴条式滴灌管)作为试验对象,研究了滴头的流量、出流均匀度变化过程,分析了滴头堵塞的主要原因。研究结果显示:在常规物理过滤有效保障条件下,随着灌溉时间的增加,滴头流量出现下降并发生堵塞,按流量下降程度由大到小排序依次为内镶贴片式滴灌管、内镶贴条式滴灌管、内镶圆柱式滴灌管。同时,3种滴头出流均匀度变化整体呈降低趋势,其中内镶贴片式滴灌管变化明显,内镶圆柱式滴灌管和内镶贴条式滴灌管变化平缓。水质检测结果和滴头堵塞物质成分分析显示,滴头堵塞以化学堵塞为主,主要成分为CaCO3和MgCO3。可为类似水质的滴灌工程设计及运行管理提供一定参考。     

常压灌水器在低压条件下水力性能试验研究

鉴于目前国内低压滴灌系统中的滴灌带(管)基本沿用常压滴灌下使用的滴灌带(管),对常压滴灌系统中使用较多的国内6种单翼迷宫和内镶片式滴灌带在低压下的水力性能进行了试验研究,试验结果表明,在2~8 m和6~14 m水头压力范围拟合的流量与压力关系式不相同,在2~8 m水头压力范围的流态指数明显高于在6~14 m水头压力范围的流态指数。在较低压力下测定灌水器的制造偏差时,相比额定压力下所测定的结果表现出增大的趋势,即由于灌水器制造工艺和材料配方引起的制造偏差,在工作压力较低时表现的更为明显。     

地下滴灌灌水器负压吸泥影响因素试验研究

为了探究引起地下滴灌系统灌水器负压吸泥的影响因素,通过对比试验,研究分析了土壤类型、单次灌水量、灌溉次数、灌水器类型、保水剂和灌水间隔等6个因素对灌水器负压吸泥的影响规律。结果表明,1流量可调式灌水器出水孔外部及内部存在负压吸泥并引起堵塞情况。外部出水孔有3个被堵塞的所占比例最多,为26.7%;泥沙分布主要集中在灌水器出水孔的内侧附近,有极少部分泥沙甚至可以越过内凸边缘,进入灌水器内圈。2压力补偿式灌水器抗负压吸泥的能力强于流量可调式灌水器,压力补偿式灌水器外部出水口及内部未发现有泥沙,而流量可调式灌水器外部出水口及内部有泥沙;灌水器在红壤土中比黄沙土中更容易出现负压吸泥情况,灌水器在红壤土中的内部泥沙量是黄沙土中的1.12~1.76倍。3灌溉方式(单次灌水量、灌溉次数、灌水间隔)对灌水器负压吸泥的影响显著。单次灌水量小的灌水器内部泥沙量较多,灌水器单次灌水量为170 m L内部泥沙量是250 m L的1.61~2.94倍;灌溉次数与负压吸泥量成正比,灌溉次数为16次的内部泥沙量是8次的3.48~5.41倍;在同一灌溉次数的条件下,灌水间隔长度与负压吸泥量成正比。4保水剂能够有效阻隔泥沙进入灌水器内部,在添加了保水剂的灌水器中,其内部未出现负压吸泥的现象。     

棉花成苗和幼苗生长对咸水滴灌的响应特征

【目的】解决咸水灌溉植棉成苗率低的难题。【方法】采用膜下滴灌灌水方式,研究了不同灌溉水矿化度(1、3、5、7、9 g/L)和不同灌水控制下限(田间持水率的70%和60%)相组合对棉花苗期土壤水盐变化及棉花出苗过程、成苗率和幼苗生长的影响。【结果】0~30 cm土层土壤盐分随着灌溉水矿化度的增加而增大,土壤水分变化不明显;随着灌水控制下限的提高,土壤水分和盐分分别呈增加和降低的趋势,但变化幅度不大。与1 g/L灌水处理相比,3 g/L咸水滴灌加快了棉花的出苗进程,平均成苗率提高了6.06%;5 g/L咸水滴灌对棉花出苗影响不大,成苗率增加了0.45%;7 g/L和9 g/L咸水滴灌延迟了出苗过程,平均成苗率降低了3.66%和12.97%,其中仅9 g/L与1 g/L灌水处理间的差异达到显著水平。不同处理棉花幼苗的生长指标呈现出随灌水控制下限的提高而增大的趋势;2组灌水控制下限条件下,棉花苗期的单株叶面积、茎粗和地上部干质量等指标的大小顺序均是3、1、5、7、9 g/L,其中7、9 g/L与1 g/L处理间的差异达显著水平。棉花相对成苗率与灌溉水矿化度之间呈显著的二次函数关系,相对成苗率为1和0.9时,对应的灌溉水矿化度特征值分别为6.0 g/L和8.4 g/L。【结论】采用≤7 g/L的咸水滴灌不会对棉花成苗率产生显著影响,适度提高灌水控制下限、增加咸水灌溉次数,可促进棉花幼苗生长。     

改良材料对微咸水滴灌农田土壤盐分分布与离子组成的影响

【目的】探究微咸水滴灌及改良材料配施对节水灌溉农田土壤盐分的影响规律。【方法】以内蒙古河套灌区典型重度盐碱地为对象,分别开展了常规黄溉、微咸水滴灌、微咸水滴灌配施生物炭和微咸水滴灌配施石膏4个处理的田间小区试验,对比分析不同处理对于土壤盐分及其离子组成的效应?【结果】微咸水滴灌的平均脱盐率(13.46%)大于常规黄河水灌溉(7.14%),不会造成显著的盐分积累,但土壤盐分中Na~+、Cl~-量分别增加了91.12%和47.21%,全盐占比也随之增加,从而引起土壤钠质化,并导致土壤盐分在20～40 cm土层积累;微咸水滴灌配施生物炭或石膏可提高土壤脱盐率并消减土壤钠质化危害,且以微咸水滴灌配施石膏处理脱盐率最高,可达到46.30%;相比其他处理,微咸水滴灌配施生物炭表现出更为强烈的生育期土壤返盐现象,且土壤K~+、Mg~(2+)?SO_4~(2-)的全盐占比有所提高,而微咸水滴灌配施石膏处理则会降低Na~+、Cl~-、Mg~(2+)的全盐占比,提高Ca~(2+)和SO_4~(2-)的全盐占比?【结论】微咸水滴灌配施生物炭或石膏具有调控盐分运动与离子组成的双重效应,这为河套灌区盐碱地节水改良利用提供了一定理论基础?     

含沙水滴灌条件下灌水器抗堵塞试验研究

对4种不同滴灌管(带)在含沙水滴灌条件下灌水器的出流量变化及淤积堵塞情况进行了田间试验研究。经过多次灌水试验,结果表明,4种滴灌管(带)灌水器出流量均随灌水次数的增加和距离毛管进水口长度的增加呈减小趋势,最后完全堵塞的灌水器均发生在毛管的末端;在相同水质和灌水压力下,大流量灌水器抗堵塞性能较好,即大流道灌水器的抗堵塞性能优于小流道灌水器;随着灌水次数的增加在滴灌管(带)的管腔内有细小泥沙淤积,小流量滴灌管(带)在70～80 m处泥沙淤积量骤然增加,大流量滴灌管(带)在80～90 m处骤然增加,管内泥沙的沉积大大增加了灌水器的堵塞几率,因此定期对滴灌带进行冲洗可以有效减小堵塞。     

高钙镁离子地下水滴灌施肥系统堵塞效应

为了分析高钙镁离子地下水滴灌条件下施肥系统堵塞风险及综合影响效应,开展了大田春玉米田间滴灌试验.选择地下水和再生水2种灌溉水源,使用圆柱型迷宫流道灌水器和片式灌水器两类灌水器进行试验,并从灌水器堵塞及其对作物生长、产量的影响角度,对比分析了高钙镁离子地下水、再生水滴灌施肥的安全性问题,结果表明:该种高钙镁离子质量浓度(180 mg/L)地下水滴灌施肥比40~60 mg/L的再生水滴灌施肥具有更大的系统安全性问题;高钙镁离子地下水滴灌系统灌溉7次后灌水器相对平均流量Dra降至77.6%,灌水器均匀度CU降至79.9%,比再生水滴灌还低3.0%和5.3%,春玉米植株株高、茎粗、产量及水分利用效率分别比再生水降低7.4%,3.5%,3.7%,3.7%.研究可为合理利用地下水滴灌提供参考.     

典型荒漠植物梭梭在咸水滴灌条件下土壤水盐运移特性

【目的】探讨不同矿化度咸水滴灌荒漠植物梭梭对土壤水盐运移特性的影响。【方法】采用测坑进行咸水滴灌梭梭试验,运用舒卡列夫和Piper三线图等方法,分析不同矿化度对梭梭土壤水分、盐分、土壤离子量和水化学特征变化。【结果】①不同矿化度咸水滴灌后,不同深度土壤盐分累积量不同,结果发现在60～80 cm深度处积盐,最高积盐量可达6.2 g/kg;且咸水滴灌梭梭土壤含盐量与灌水矿化度呈正相关关系;②咸水滴灌梭梭后,土壤中SO_4~(2-)、Cl~-、K~+和Na~+离子量的变化随矿化度显著增加,土壤水溶液阳离子由Ca~(2+)逐渐向Na~+变化,阴离子由SO_4~(2-)逐渐向Cl~-变化,水化学类型由SO_4~(2-)-Ca~(2+)?Mg~(2+)型逐渐向SO_4~(2-)?Cl~--Na~+型演化。【结论】不同矿化度滴灌梭梭条件下,分析土壤含水率、含盐量的分布特征,明确了不同咸水滴灌对土壤离子变化及水化学演变特性,为当地咸水资源的高效利用及生态建设具有指导意义。     

咸水膜下滴灌对棉花生长和产量的影响

试验研究了膜下滴灌方式下持续利用咸水灌溉对棉花生长和产量的影响.试验设置了3种灌溉水盐度水平:0.33(淡水)、3.62、6.71 dS/m.结果表明:土壤盐分表现出了不同程度的表聚;不同灌溉水盐度处理棉花的干物质积累无明显差异.咸水灌溉后,棉花的产量随着灌溉水盐度的增加有所降低,但差异不显著,说明棉花具有一定的耐盐性,少量咸水灌溉对棉花生长和产量的影响不明显.     

新型微压滴灌灌水器水力性能试验研究

在试验室内,对研制的微压灌水器进行了水力性能试验。试验结果表明:在微压(2~5 m)工作时,新型微压滴灌灌水器在自由出流状态下的出流规律符合设计要求;在工作压力范围内,微压灌水器的流量稳定,变化小;新型微压滴灌灌水器在连续工作1周后流量略有变化,出流更加均匀;微压滴灌灌水器抗堵塞能力强,性能可靠。     

微咸水-淡水交替灌溉对夏玉米光合日变化的影响

【目的】探究微咸水-淡水交替灌溉对夏玉米不同生育期内光合日变化的影响。【方法】以全生育期灌溉淡水处理(0.08 g/L Na Cl)为对照(CK),采用3种不同矿化度(1、3、5 g/L Na Cl)微咸水和淡水在夏玉米的3个不同生育期内(壮苗期、拔节抽雄期、灌浆成熟期)进行避雨盆栽交替灌溉试验。【结果】壮苗期及灌浆成熟期微咸水灌溉处理和CK的净光合速率(Pn)日变化均呈双峰曲线,壮苗期峰值出现在12:00和16:00,灌浆成熟期峰值提前至10:00和14:00。拔节抽雄期灌溉微咸水处理的Pn日变化呈单峰曲线,峰值提前至10:00。微咸水灌溉均引起夏玉米Pn和蒸腾速率(Tr)不同程度减小,导致水分利用效率(WUE)减小,玉米光合能力下降。壮苗期灌溉1 g/L微咸水和灌浆成熟期灌溉微咸水导致气孔导度(Gs)减小和胞间CO2摩尔分数(Ci)减小,通过气孔原因造成玉米光合作用减弱,而壮苗期灌溉3 g/L和5 g/L微咸水和拔节抽雄期灌溉微咸水导致Gs减小和Ci增大,通过非气孔原因导致玉米光合作用减弱。【结论】拔节抽雄期灌溉微咸水对夏玉米光合日变化影响最显著,壮苗期次之,灌浆成熟期最小,因此,微咸水-淡水交替灌溉制度应在夏玉米拔节抽雄期灌溉淡水,可在灌浆成熟期灌溉微咸水。     

不同灌水定额对北疆苜蓿叶面积指数和产量的影响

【目的】研究紫花苜蓿在浅埋式滴灌条件下,不同灌水定额对叶面积指数生长特性和产量的影响及二者之间相互关系。【方法】通过开展大田试验,共设置5个水分处理,依次为300 m3/hm2(T1)、375 m3/hm2(T2)、450m3/hm2(T3)、525 m3/hm2(T4)、600 m3/hm2(T5),采用植物冠层分析仪测量了不同灌水定额的紫花苜蓿叶面积指数和产量,分析相互关系,运用回归分析法拟合生长模型并进行验证。【结果】紫花苜蓿叶面积指数随着灌水定额的增大而增大,生长规律呈现先快后慢,倒"L"型趋势,2茬末期均出现衰败现象,第2茬受天气转冷因素表现更加明显。灌水定额525 m3/hm2以上叶面积指数没有明显提高,对应T4处理产量最高,叶面积指数、产量、灌水定额三者相互之间均存在显著相关性,建立三者之间相互单因素回归分析方程,拟合度较高。WUE随着灌水定额的增大呈现单侧下降趋势。【结论】运用浅埋式滴灌技术开展紫花苜蓿灌溉试验,适宜的灌水量可以改善紫花苜蓿生长状态,提高作物产量,达到节水增效的目的。     

膜下滴灌不同水氮组合对向日葵生长及水氮利用的影响

【目的】在河套灌区开展了膜下滴灌大田试验,研究了滴灌条件下不同水氮组合对向日葵生长发育、产量及水氮利用效率的影响。【方法】试验采用张力计监测土壤水分以控制灌水量和灌水次数,3个灌溉定额(W1、W2、W3)分别为135、180、225 mm;选用文丘里施肥器进行追肥,3个施氮水平(N1、N2、N3)分别为120、160、200 kg/hm2。【结果】施氮量对向日葵株高和叶面积指数(LAI)的影响在灌浆期和成熟期达极显著性差异水平(P<0.01),水氮显著影响了向日葵干物质积累(P<0.01);在灌水定额W2和W3处理下,随施氮量的增加,籽粒的产量均是先增加后减小,但在W1处理下,籽粒产量的变化情况与施氮量正相关;在不同灌水施氮处理下,向日葵的收获指数(HI)在0.476～0.603之间,水分利用效率在1.49～2.61 kg/m3之间,随着施氮量的增加植株吸氮量呈现为先升高后降低的趋势。【结论】结合灌区生产条件和环境气候因素,建议选择灌水量为180 mm且施氮量为160 kg/hm2的处理作为灌区滴灌条件下向日葵的灌水施氮方案。     

不同灌水处理对玉米生长特性及水分利用效率的影响

【目的】针对宁夏干旱区水资源严重匮乏、灌溉水利用效率低等问题,开展田间玉米膜下滴灌试验,探索不同灌水处理对玉米生长特性及水分利用效率的影响。【方法】通过设置4个灌溉定额(1 350、1 650、2 100、2 550 m3/hm~2)和2个灌溉次数(8次、10次)共8个处理,研究了不同灌水处理对玉米耗水量、叶面积指数、光合特性、产量及水分利用效率的影响。【结果】耗水量随灌水量增加呈上升趋势,灌水8次条件下耗水量高于灌水10次;全生育期W1处理(2 550 m3/hm~2,8次)叶面积指数最大,W8处理(1 350 m3/hm~2,10次)叶面积指数最小;光合速率日变化呈双峰凸抛物线型,蒸腾速率日变化呈单峰凸抛物线型,低水分处理的蒸腾速率普遍低于高水分处理;W5(1 650 m3/hm~2,8次)、W7(1350 m3/hm~2,8次)处理灌溉水生产效率高,但产量低,W2(2 550 m3/hm~2,10次)、W4(2 100 m3/hm~2,10次)、W1处理灌溉水生产效率很低,W3处理(2 100 m3/hm~2,8次)水分生产效率仅次于W1处理,是节水的最佳处理。【结论】综上,灌水方案以W3处理为宜。     

咸淡水交替滴灌对滨海盐渍土水盐动态和作物生长的影响

【目的】研究黄河三角洲地区不同咸淡水交替滴灌频率对土壤水盐分布状况和作物生长的影响。【方法】以毛叶苕子-玉米轮作为研究对象,开展两季作物咸、淡水交替滴灌田间试验。试验设置3个咸淡水交替滴灌频率,对应的咸(咸水矿化度4 g/L左右)、淡(淡水矿化度1 g/L左右)水灌溉频率比分别为1:3(T2处理)、1:1(T3处理)、3:1(T4处理),此外,设置仅灌淡水(T1处理)和仅灌咸水(T5处理)作为对照。通过测定作物生育期内的土壤EC值、作物生物量和产量,探究咸淡水交替滴灌频率对黄河三角洲地区土壤水盐运移和玉米产量影响。【结果】(1)在非雨季土壤水分动态主要受灌溉控制,随着咸水灌溉频率的增加,土壤盐分显著增加;雨季土壤水分动态主要受降水影响,各处理土壤盐分逐渐降低。整体来看,0～20cm土层周年盐分维持平衡;从毛叶苕子返青期到玉米成熟期,T1—T4处理20～60cm土层盐分均呈下降趋势,分别下降26.14%、11.61%、13.17%、6.43%,而T5处理则增加21.26%。(2)毛叶苕子鲜草产量和干物质产量随咸水灌溉频率的增加而降低,T2—T4处理与T1处理之间无显著差异,而T5处理的鲜...     

预报式灌溉决策支持系统下棉田土壤氮磷的淋失与利用

【目的】探究预报式灌溉决策支持系统对减少新疆典型绿洲棉田土壤氮磷损失的影响。【方法】采用双因素完全随机试验,设置3种灌溉决策方式(预报式灌溉(DSSIS)、墒情灌溉(SMS)、经验灌溉(E))和2个灌溉量水平(100%(FI)与75%(DI)),研究了不同灌溉决策和灌水量对土壤氮磷分布、棉花生物量、氮磷吸收和产量的影响。【结果】(1)经验灌溉存在硝态氮淋失问题,预报式灌溉的硝态氮淋失风险大于墒情灌溉,但灌溉决策的改变不会引起速效磷在各土层的差异分布。(2)与E和SMS处理相比,DSSIS处理显著提高了28.5%和40.0%的棉花地上部全氮量。(3)DSSIS处理可最大提高33.7%的籽棉产量,80.7%的水分生产力,25.2%的氮肥偏生产力和25.6%的磷肥偏生产力。【结论】预报式灌溉决策具有降低硝态氮淋失风险,促进棉花氮吸收,提高籽棉产量,提高水分生产力和氮磷肥偏生产力的综合优势。     

不同滴灌灌水量对景电灌区玉米生长发育和产量的影响

【目的】制定玉米适宜的滴灌灌溉制度,为引黄灌区玉米膜下滴灌技术的推广应用提供理论依据。【方法】在大田条件下,根据冠层蒸发量(kc)、作物系数(E)设定4个灌溉水量,分别为0.6kcE、0.8kcE、1.0kcE、1.2kcE,探究不同玉米滴灌灌水量对玉米生长发育和产量的影响。【结果】灌水量的增加可以有效促进玉米的生长,灌水量低于1.0kcE时,对玉米的生长发育有一定的抑制作用;随着灌水量的增加,玉米的穗行数呈现逐渐减小的规律,穗长、穗粗、穗重、穗行粒数、百粒重呈现先增加后减少的趋势;灌水量为1.0kcE处理时玉米产量最高,为15.4 t/hm²,穗长、穗粗、穗重、穗行粒数、百粒重也均最高,分别为24.5 cm、54.5 mm、342.6 g、40.3粒、48.2 g,产量构成因素性状最好;水分利用效率方面,灌水量为1.0kcE处理时水分利用效率最高,为2.4 kg/m³。【结论】在本试验条件下,玉米膜下滴灌适宜灌水量为1.0kcE。