地下渗灌研究进展

地下渗灌是一种地下微灌方法,通过埋设于地下的渗灌管将灌溉水引至地面下一定深度的土壤中,再利用土壤毛细管作用实现对作物根区直接供水,该灌水方法与“地下滴灌”的灌水过程实质相同。地下渗灌可有效改善土壤环境质量,利于作物生长,是一项发展前景广阔的高效节水灌溉技术,开展地下渗灌的研究对于推动高效节水农业发展具有重要意义。从地下渗灌条件下土壤水分运移规律、灌水技术参数、灌溉制度、渗灌管堵塞的影响及调控等方面,对相关研究进展和存在问题进行综述,提出了今后的研究方向,供节水灌溉研究领域的学者参考。综述认为,与地下渗灌技术的生产实践相比,对其机理方面的研究相对滞后,限制了该技术的深入推广应用,主要表现在：地下渗灌条件下土壤水分运移规律尚不够清晰;堵塞问题依然是目前阻碍地下渗灌技术应用与发展的限制性因素;地下渗灌配水系统优化设计问题尚需进一步研究。建议今后开展各种不同渗灌条件下的水分入渗数值模拟分析;选取合适的处理水平,研究渗灌灌水效果的主要影响因素,寻求最优灌水技术参数组合;针对地下渗灌条件下作物灌溉制度开展研究,形成一套合理完善的灌溉制度与试验方法;对于渗灌管出流规律、堵塞机理以及进入地下渗灌系统时...     

渗灌管首末端压力与茶树根区土壤水分运移关系

为探明渗灌条件下渗灌管首末端压力与土壤水分运移之间的关系,设置了3个试验小区进行不同灌水流量和灌水持续时间的试验.通过连续定点观测茶树根区(纵向30 cm深,横向30 cm宽)土壤含水率的变化和渗灌管首末端灌水压力,研究了渗灌管不同首末端压力下土壤水分运移的变化规律.研究表明:灌水前土壤含水率不仅影响土壤入渗能力,而且决定着土壤水分运移方向;渗灌管首末端压力累积值与灌水持续时间呈线性关系,当茶树根区土壤含水率达到田间持水量时,累积曲线斜率发生突变,可以利用累积曲线斜率发生突变时的灌水持续时间作为控制充分灌水(100%田间持水量)的临界值,避免土壤水分无效渗漏.该研究为渗灌系统控制灌水持续时间及研发智能化渗灌灌溉系统提供了一种参考方法.     

微孔陶瓷渗灌与地下滴灌土壤水分运移特性对比

以微孔陶瓷灌水器为研究对象,在0 m工作水头下进行土壤水分运移特性试验,并以10 m额定工作水头下工作的地下滴灌灌水器作为对照。通过对比分析2种灌溉方式下累计入渗量、流量、湿润体特征和土壤含水率变化,结果表明:相同灌溉时间下微孔陶瓷渗灌的累计入渗量、湿润锋运移距离、湿润体截面面积均明显小于地下滴灌。微孔陶瓷渗灌的流量随时间逐渐减小,直至接近于零;试验后期,微孔陶瓷渗灌湿润体内整体土壤含水率变化较小;由于微孔陶瓷渗灌为无压连续灌溉,因此在其工作过程中可为作物提供一个恒定的水分环境。而地下滴灌的流量则会维持稳定,使得土壤含水率一直增大,停止灌溉后由于土壤水分再分布而减小。地下滴灌为被动恒压灌溉,因此其灌溉条件下作物生长的水分环境处于干湿交替的循环变化状态。     

渗灌管埋深对土壤硝态氮含量的影响

以番茄为供试作物,通过观测渗灌灌水前和灌水后土壤水分剖面以及硝态氮含量的变化．研究了保护地渗灌及其渗灌管埋深对土壤硝态氮运移及积累过程的影响。试验结果表明,在渗灌管埋深为20～40cm范围内,保护地渗灌灌水后土壤硝态氮均表现出明显的表聚特性;土壤含水量与土层深度乘积与土壤硝态氮含量之间存在着极显著相关关系。在不同渗灌管埋深处理中以30cm埋深且渗灌管下有防渗槽的处理,其硝态氮在表层积累最少。     

灌溉方法对保护地土壤耗水量与番茄水分利用效率的影响

渗灌、滴灌和沟灌3种灌溉条件下土壤水分分布不同,灌水1d后渗灌土壤含水量最大值出现在30cm深处;滴灌出现在20cm深处,而沟灌0～40cm各土层土壤含水量相差较小,但明显高于渗灌和滴灌。沟灌耕层土壤蒸发损失的水分大于滴灌大于渗灌。渗灌、滴灌有助于番茄植株形态指标的建成,为后期产量的形成奠定了基础,致使渗灌、滴灌番茄产量分别显著和极显著地高于沟灌。     

温室内节点渗灌条件下土壤水分运动规律的试验研究

通过温室内的渗灌试验，研究温室条件下采用节点渗灌时土壤中的水分运动规律，主要包括灌水结束时土壤含水率的分布、灌水结束后土壤水分再分布过程，即土壤湿润锋的运移及湿润区内的土壤含水率分布状况。试验结果表明，入渗过程中土壤含水率的分布是以渗灌管为中心向外逐渐减小，并且随着灌水历时的增加其重心逐渐下移。在土壤水分的再分布过程中，水分继续向外扩散，中心含水率减少，整个区域上的湿度梯度变缓。     

保护地蔬菜栽培不同灌水方法对表层土壤盐分含量的影响

通过 3年连续保护地栽培蔬菜小区试验 ,对滴灌、渗灌、沟灌 3种灌水方法的土壤盐分积累状况进行了比较研究。试验后 0～ 2 0 cm土层土壤全盐含量以沟灌最高 ,渗灌次之 ,滴灌最低 ;滴灌土壤 p H下降幅度明显低于渗灌和沟灌土壤。在 0～ 2 0 cm土层内全盐含量呈幂指数形式分布 ,即地表处含量最高 ,随深度增加逐渐下降 ;而土壤 p H则随深度增加而直线上升。另外 ,土壤中可溶性盐的阴离以 NO-3 为主 ,阳离子以 Ca2 + 为主。这说明选择合理灌水方法 ,是防止土壤退化、提高保护地作物产量和质量的有效途径。     

设施栽培作物高效用水理论与技术研究进展

在分析水资源紧缺和设施农业节水潜力巨大的现状基础上，从作物生理节水调控理论、作物生长冗余调控与缺水补偿效应理论、作物节水调质理论等方面，论述了设施栽培作物高效用水的理论基础。探讨了适用于设施栽培作物高效用水的灌溉技术及其研究动态，概述了基于土壤水分信息、基于综合气象状况及基于作物水分信息的设施作物高效用水指标与灌溉模式的研究现状，提出了设施栽培作物高效用水的研究目标和未来研究趋势。     

供水压力对微孔陶瓷渗灌土壤水分运移的影响

为探明供水压力对微孔陶瓷灌水器灌水条件下土壤水分运移规律的影响,通过室内土箱模拟试验,研究了3个压力水平下的微孔陶瓷灌水器灌水时的土壤水分入渗特征。研究结果表明,微孔陶瓷灌过程中,供水压力是决定土壤水分初始入渗速率和累计入渗量的关键因素,且供水压力越大,土壤水分初期入渗速率越大,最终累计入渗量也越大;微孔陶瓷渗灌形成的湿润体轮廓为上下不对称的椭球体,湿润锋在各方向上的运移距离与时间呈幂函数关系,其中入渗向上距离水平距离向下距离,供水压力越大,水平最大入渗半径距离灌水器底部距离越远;供水压力对土壤含水分分布影响较大,供水压力越大,灌水器周围含水率越高,高含水率区域越大。在各供水压力水平下,微孔陶瓷渗灌形成的湿润体大小和含水率均能满足作物根系吸水需求。     

不同灌水量和灌水器埋深下单坑渗灌红壤水分入渗特性及其模拟

[目的]探究灌水量和灌水器埋深对单坑渗灌红壤水分入渗特性的影响.[方法]通过室内土箱试验模拟大田单坑渗灌过程,研究了单坑渗灌红壤在不同灌水量(1、2L和3L)和不同灌水器埋深(10、15cm和20cm)条件下湿润锋运移距离、累积入渗量和土壤含水率的分布规律,并采用交替方向隐式差分法对土壤水分空间分布进行了模拟.[结果]...     

土壤水分运动对渗灌技术的影响研究

采用数学模型对渗灌条件下不同的土质、初始含水率、渗管埋深、供水压力和历时的土壤水分运动进行计算分析 ,并研究其对渗灌技术的影响 ,提出了相关的设计参数。最后介绍了蔬菜大棚的渗灌实例     

日光温室晚春茬生菜渗灌技术试验研究

采用埋深 1 0 cm的微孔渗灌管对日光温室晚春茬生菜进行了渗灌试验 ,并与沟灌进行了对比。结果表明 ,晚春茬生菜采用渗灌有明显的节水增产效果 ,与沟灌相比可节水 1 9.0 %、增产 1 5 .4 %。通过与栽培措施相结合采用渗灌成功地进行了生菜的定植。渗灌管浅埋灌水可以使表层土壤较快地湿润 ,并达到蔬菜生长所要求的水分 ,同时显著减少灌溉水的深层渗漏 ,提高灌溉水的利用率。温室生菜的田间蒸散量与温室内的蒸发力有直接关系 ,生育期内的日平均田间蒸散量为 2 .0 8mm/d,比沟灌温室内的高。     

Numerical evaluation of subsurface trickle irrigation with brackish water

In this study, an assessment for a proposed irrigation system in the El-Salam Canal cultivated land, Egypt, was conducted. A numerical model (HYDRUS-2D/3D) was applied to investigate the effect of irrigation amount, frequency, and emitter depth on the wetted soil volume, soil salinity levels, and deep percolation under subsurface trickle irrigation (SDI) of tomato growing with brackish irrigation water in three different soil types. The simulations indicated that lower irrigation frequency increased the wetted soil volume without significant increase in water percolates below the plant roots. Deep percolation decreased as the amount of irrigation water and emitter depth decreased. With the same amount of irrigation water, the volume of leached soil was larger at lower irrigation frequency. The salinity of irrigation water under SDI with shallow emitter depth did not show any significant effect on increasing the soil salinity above tomato crop salt tolerance. Based on the results, it appears that the use of SDI with brackish irrigation water is an effective method for growing tomato crop in El-Salam Canal cultivated land especially with shallow emitter depth.     

微咸水灌溉改良盐碱地的可行性研究

针对水资源短缺和盐碱地不断恶化等问题，微咸水灌溉农作物在理论上受到大量关注，在实践上也有良好效果，但鲜有微咸水投入改良盐碱地的理论实践，缺少一定的理论指导。对目前国内外微咸水灌溉开发和利用研究进展进行综述，总结微咸水灌溉技术的实践情况，阐明微咸水灌溉对作物、环境和土壤水盐运动的影响，详细论述微咸水灌溉提升作物产量和改良盐碱地的成果，分析其灌溉改良盐碱地的可行性，并提出微咸水灌溉改良盐碱地的研究方向和实践操作。      

间接地下滴灌下灌水量对枣树生理特征及果实品质的影响

通过小区试验,以地表滴灌为对照,探究红枣间接地下滴灌模式下水分的分布特征及不同灌水量对枣树生理生态指标、产量、品质的影响。间接地下滴灌下,最大的含水率出现在15~30cm土层处;而地表滴灌下,最大的含水率出现0~10cm土层处。枣树各生理生态指标,随灌水次数的增加,各处理性状差异逐渐增大,间接滴灌下中供水和高等供水枣树长势较好,低供水处理下红枣的糖分含量高,中供水处理下红枣的有机酸和VC含量高;地表滴灌处理枣树的平均单株产量高,但水分利用率最低,中供水处理不明显降低红枣单果质量和平均单株产量的前提下可以提高水分利用率;综合考虑枣树长势、产量、果实品质及水分利用率,中供水是间接地下滴灌下最佳的灌水量。     

盘锦稻区水稻超高产栽培技术规程

为合理有效利用盘锦稻区的土地、灌溉水、温度和光照等农业资源,提高水稻产量与稻米品质,减少对稻谷及周边环境的污染;按照无公害水稻生产的相关标准,结合盘锦稻区水稻生产现状,在深入研究水稻定量播种旱育壮秧、定量本株稀植移栽、定量施肥、定量灌溉以及病虫害综合防治等多项技术的基础上,制定了水稻超高产栽培技术规程,从品种选择、整地、育苗、移栽、施肥、灌水、病虫害防治和收获等方面提出了水稻超高产栽培的技术措施,以全面提升水稻综合生产能力。      

Effects of sand column, furrow and supplemental irrigation on agricultural production in an arid environment

The effects of supplemental irrigation, sand columns and blocked furrows on soil water distribution and barley yield were studied on arid soils affected by surface crusts. The sand columns were 50 mm diameter, 600 mm deep, and filled with sand of 0.375 mm mean diameter. The blocked furrows were trenches about 250 mm deep, 300 mm wide, and 6 m long established perpendicular to the slope direction. Sand column and furrow treatments significantly increased soil water storage compared with natural or control treatments. Soil water storage significantly increased by about 210% and 230% near the center of the sand column and the furrow treatments, respectively, relative to the control treatment. For sand column treatments, soil water storage decreased linearly with distance from the center of the sand column to about 2.5 m, while for the furrow treatment soil water storage decreased logarithmically to a distance of about 1.0 m, beyond which the soil water storage was not significantly different from the natural or control treatments. The furrow and sand column treatments significantly increased the water application efficiency, seasonal consumptive use and barley grain and straw yields compared with natural and control treatments. Increasing furrow spacing increased the catchment area and consequently crop production per furrow, but decreased crop production per unit total (cultivated and catchment) area. Decreasing sand column spacing reduced surface runoff and increased soil water storage and consequently barley grain and straw yields. Supplemental irrigation is essential for grain production in limited rainfall areas. Soil management is also required to overcome the problems of the soil surface crusting and the low permeability of subsurface soil layers for maximum rainwater efficiency, and for optimal crop production with minimum supplemental irrigation water. Where agricultural land is not limited, furrowed soil surfaces appear to be the most suitable technique for barley grain production. Sand columns with sprinkler irrigation might be more suitable for growing barley as forage crop where agricultural land is limited. Received: 19 October 1998     

自适应地下滴灌灌水器的设计开发

针对最为节水、高效用水的地下滴灌技术,主要分析了目前地下灌水器产品的结构、使用特点和功能,并运用土一水系统中土壤水分理论知识,提出并设计了一种非电子控制的地下滴灌灌水器产品.该产品以土壤负压为控制动力,以土壤水分为控制条件,当灌水器附近土壤发生干湿变化时,土壤表现出不同大小的负压,并作用于灌水器内部的弹性膜囊,使之发生变形,从而改变灌水器内部流道的通断,使灌水器的出流状况始终与土壤含水量自动相适应,具有出流量自调节的功能.