浅埋式滴灌湿润锋发展规律试验研究

(目的)研究旨在根据苜蓿浅埋式滴灌的发展需求,针对滴头埋深、流量等因素对滴灌湿润体发展的影响规律开展了室内试验研究。(方法)利用新疆阿勒泰地区青河县阿苇灌区苜蓿浅埋式滴灌试验区的沙壤土对不同滴头埋深和流量,开展浅埋式滴灌条件下土壤湿润锋的发展过程、湿润锋特征值变化等的试验。设置了5 cm、10 cm、15cm共3个滴头埋深处理,滴灌流量控制在0.8L/h-2.5 L/h不等。(结果)结果表明,不同埋深不同流量下零通量面湿润锋形状近似为椭圆;湿润锋的水平、垂向运移距离分别随入渗时间的增长而增大且均与入渗时间呈幂函数关系;湿润锋水平、垂向运移距离的比值随滴头埋深增加而增大;湿润锋水平纵向运移距离随垂向深度增加呈现先增后减的趋势,纵向运移距离与垂向深度呈二次函数关系。(结论)上述结果对于浅埋式滴灌参数设计具有参考价值。     

添加γ-聚谷氨酸对膜孔灌自由入渗特性的影响

为揭示γ-PGA施量配比对膜孔灌单点源自由入渗条件下土壤水分入渗特性的影响,通过对不同γ-PGA施量配比(0%、0.1%、0.5%、1%)的膜孔单点源自由入渗试验,研究了γ-PGA施量配比对入渗率、稳定入渗率、累积入渗量、土壤含水率分布、入渗湿润体的影响。研究结果表明,不同γ-PGA施量配比的膜孔灌自由入渗仍符合Kostiakov土壤水分入渗模型,且入渗速率明显降低,稳定入渗率从0.47 cm/min递减到0.15 cm/min,减小率达68%;γ-PGA施量配比对垂直湿润锋的运移特性影响最为明显,且垂直湿润锋入渗时间t与运移距离Rx符合R_X=D/2+Et_F模型;γ-PGA施量配比对湿润体的含水率分布影响显著,处理组在距离膜孔中心10cm范围内土壤湿润体相应层位的含水率明显高于对照组,且随着γ-PGA施量的增加土壤含水率明显增大;但是在10cm以下区域,湿润体各层的含水率变化则与之呈相反趋势。该研究成果可以作为以后研究入渗规律和膜孔灌技术的参考。     

土壤中钠/钙离子比例对水平一维入渗特性影响研究

通过室内不同钠/钙离子比例土壤的水平一维入渗试验,分析了土壤中钠/钙离子比例对水平一维入渗特性的影响。结果表明：随着土壤中钠/钙离子比例的减小,相同入渗时间,土壤的湿润锋、累积入渗量、入渗率增大,入渗结束后,相同湿润深度的土壤含水量增大。以上研究成果为盐碱地合理灌溉,保持水盐平衡提供理论基础。     

温度对棉纤维品质性状的影响

随温度降低纤维伸长最大值降低,伸长期延长;夜间温度对纤维伸长的影响大于日均温。纤维断裂比强度随铃龄增大而升高;相同铃龄随温度下降断裂比强度降低。随纤维发育,纤维成熟度升高;随温度降低,成熟度随铃龄增大增幅降低,相同铃龄随温度下降成熟度值呈下降趋势。细度随纤维发育逐渐减小,全铃期夜均温１６．７℃和≥１５℃有效积温１１４２．９℃是细度变化临界点,低于该温度时细度随纤维发育降低缓慢;相同铃龄随温度下降呈升高趋势。     

基于灰色关联法土壤水分垂直入渗影响因素研究

土壤水分入渗过程中主要受压力水头、土壤初始含水率、土壤容重、颗粒级配影响。基于一维垂直土柱积水入渗试验研究这些因素对入渗能力影响的主次关系,利用Green-Ampt与Philip入渗模型得到相应土壤入渗特性参数,采用灰色关联分析法研究四个因素对累积入渗量、饱和导水率、稳定入渗率、湿润锋面吸力、吸渗率的影响程度。结果表明,压力水头、土壤初始含水率、土壤容重、颗粒级配对累积入渗量、入渗率及Green-Ampt与Philip模型中物理参数有显著影响,各处理中饱和导水率与稳定入渗率间误差较小,吸渗率拟合值与利用湿润锋面吸力所得吸渗率计算值间相似程度较高,决定系数R2大于0.85;灰色关联分析结果表明,颗粒级配关联度均值r4最高为0.946 3,土壤容重、初始含水率其次,压力水头影响程度最小（r1=0.562 9）。总而言之,颗粒级配对土壤入渗特性影响起主导作用,该研究成果可为农业灌溉及水资源管理提供理论支撑。     

球团矿还原的动力学模型分析

基于还原炉控温还原实验,通过分析CO和H2还原球团矿过程中的反应速率模型,提出两种气体混合后还原球团矿的反应动力学模型,得到还原过程中阻力和反应速率随温度及还原度的变化规律,得出结论：CO还原球团矿时,内扩散阻力所占比例随着温度及还原度增加而变大;H2还原球团矿时,内扩散属于速率控制环节;混合气还原球团矿时,反应速率随温度升高而增大,温度低于500 ℃时,CO浓度增加,反应速率降低,而温度超过500 ℃后,反应速率则随着CO浓度的增加而增大;混合气反应速率模型的计算值与实验结果一致。     

降雨条件下坡积土边坡暂态饱和区形成机理及分布规律

降雨是引起坡积土边坡失稳的最常见外部因素之一。雨水的入渗在引起土体抗剪强度参数降低的同时,还将导致土体重度的增加、基质吸力的降低,最终造成边坡的失稳。开展雨水在边坡内部的渗流过程研究已成为分析边坡在降雨条件下稳定性的前提。基于有限元数值模拟方法,进行了雨水在土体中渗流过程的模拟,着眼于降雨条件下边坡暂态饱和区的形成、分布及消散特征,描述了该过程中边坡内部含水率、基质吸力、水力梯度的变化规律。结果表明：暂态饱和区形成的主要原因是土体中向湿润锋下方渗出的雨水量小于降雨入渗补给量,从而使得土体中的含水率累积升高;暂态饱和区的形成与降雨强度、降雨时间具有十分密切的关系,暂态饱和区形成时间、雨水入渗深度、土体表面体积含水率大小分别与降雨强度存在函数关系;清晰描述了暂态饱和区形成发展消散地下水位升高的全过程,从该过程看,边坡排水措施的设计值得思考。     

气象因子对四川不同质地浅层土壤水分的关联分析

[目的]为了进一步预测和定量评估四川农作物区不同土壤质地类型下,气象要素对土壤水分的影响程度,[方法]利用土壤水分和气象资料,采用灰色关联度分析方法,探讨了气温、相对湿度、风速、地面温度、日照时数5个气象因子对10种不同质地类型浅层10 cm土壤水分影响情况。[结果]结果表明：各气象因子对不同质地类型的关联序不尽相同,湿度和风速对浅层土壤水分影响相对较大。无降水天气条件下,湿度和风速对砂土类和壤土类影响较大,而温度和地温对砂土类影响较小,日照对壤土类影响最小;湿度对粘土类影响最大,温度影响最小,地温次之。有降水天气条件下,湿度和风速对砂土类影响较大,气温和日照较小;各气象因子对壤土类影响各不相同,仅日照相对稳定;湿度和风速对粘土类影响最大,地温次之。[结论]因此,土壤水分的变化,应根据不同质地的类型和天气条件,找出与气象因子影响主要因素及影响程度,才能更好的掌握土壤水分变化规律,有效合理的利用土壤水分资源。     

播种期温度变化对玉米出苗速率的影响

为了应对气候变化,掌握玉米播种出苗期的温度特性,科学调整玉米播种期提供依据,采用分期播种方法,研究温度变化对玉米出苗速率的影响。结果表明,随着春季气温的升高,玉米出苗速率加快。玉米出苗速率与4月中旬—6月上旬平均气温存在对数函数关系,与≥12.0℃有效积温存在线性函数关系,出苗天数与活动积温存在指数函数关系。稳定通过12.0℃为玉米播种初始温度,14.0~18.0℃为较适宜温度,18.0℃以上为播种适宜温度。耕层温度与气温对出苗速率的影响相同。播种期初始温度应从稳定10.0℃调整至稳定12.0℃为宜。     

小麦水分胁迫影响因子的定量研究Ⅰ.干旱和渍水胁迫对光合、蒸腾及干物质积累与分配的影响

通过冬小麦盆栽水分控制,研究了干旱和渍水胁迫下冬小麦水分生理生态关系。结果表明,存在凌晨叶水势临界值,当凌晨叶水势低于临界值后,植株叶片净光合速率显著降低,凌晨叶水势临界值可运用模糊聚类方法确定。在水分亏缺条件下,相对蒸腾速率和净光合速率随土壤水分变化的关系不相同,相对蒸腾速率与土壤相对含水量为直线     

Saline Drainage Water, Irrigation Frequency and Crop Species Effects on Some Physical Properties of Soils

This field study evaluated the effects of water quality, irrigation frequency and crop species on some physical properties of soils. The experiment had a split-split-plot design, with three irrigation water qualities (normal water, drainage water and a 1 : 1 mixture of freshwater and drainage water) as the main treatments, two irrigation frequencies (at 7- and 14-day intervals) as the subtreatments and two crops (barley and alfalfa) as the subsubtreatments. The soil infiltration rate was highest in the barley plot receiving freshwater irrigation at weekly intervals. The lowest soil infiltration rate was found in alfalfa plots receiving saline irrigation water at 14-day intervals. Bulk density and proportions of micropores [pore radius (r) < 1.4 µm] were higher and the proportion of macropores (r > 14.4 µm) was lower in barley than in alfalfa. Saline irrigation caused the greatest decrease in total porosity. The soil infiltration rate was higher with more frequent irrigation, and was highest in alfalfa plots receiving freshwater irrigation. The decrease in soil bulk density and infiltration rate was greater with saline drainage water, irrespective of the crop grown and the irrigation frequency.     

民勤沙区生态防护林根灌节水效应研究

为研究直插式根灌条件下的土壤水分分布和根灌节水效率,在民勤荒漠区3种立地类型进行根灌和滴灌试验比较。结果表明:(1)生态林渗水性比较好,沙生植物次之,最小的是枣树试验区;(2)随着土壤深度的加深,阴阳离子浓度也不平衡,所以当土壤深度在0~60 cm时,土壤呈碱性,而当土壤深度在60~120 cm时,土壤偏酸性;(3)根灌与滴灌的土壤水分入渗率相比较,根灌更有利于提高土壤含水率;(4)试验地直插式根灌比地表滴灌节水效率高。综上所述,根灌的节水效应比滴灌高,所以在民勤干旱荒漠区可以采用根灌供水,同时也为荒漠地区的节水灌溉提供了新的思路。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复模式对土壤渗透性的影响

土壤渗透性受制于许多外在与内在的因素,与植被类型、土壤性质等关系密切。为探讨不同植被恢复模式对土壤渗透性能的影响,以裸地为对照,以土壤初渗率、稳渗率、平均渗透率与渗透总量表征土壤渗透性,对衡阳紫色土丘陵4种不同植被恢复模式的渗透性及其与土壤物理性质进行研究。结果表明：（1）4种植被恢复模式的土壤渗透性均优于裸地,各植被恢复模式土壤渗透性能大小依次为：枫香×苦楝＞牡荆×刺槐＞紫薇×糯米条＞狗尾草×狗芽根＞裸地,且初渗率、稳渗率、平均渗透率与渗透总量的关系符合方程：α=0.4865α1+0.4982α2+0.5123α3+0.5202α4（其中,αi为指标的标准化数据）;（2）Horton水分入渗模型拟合的相关系数R2值≥0.775,对所研究的区域的土壤水分入渗过程具有较好的适用性;（3）相关分析表明：土壤渗透性与＞2 mm的土壤组成的百分比、2~0.25 mm土壤组成的百分比、毛管百分比、非毛管百分比和饱和导电率为呈显著或极显著正相关,与土壤容重为呈显著或极显著负相关,与土层深度和＜0.25 mm土壤组成的百分比相关性不明显。     

聚丙烯酰胺对天津滨海吹填土导水性能的影响研究

为改善滨海吹填土的导水性能,加速吹填土的淋洗排盐,通过室内土柱试验,研究了不同浓度聚丙烯酰胺(PAM)溶液施用对滨海吹填土入渗性能和淋盐能力的影响,结果表明：与对照处理相比,0.05、0.2、0.3、0.6、1.2、2.4 g/L PAM溶液施用均能有效改善滨海吹填土土壤结构,显著提升吹填土导水性能和淋洗脱盐能力,降低吹填土pH,增加土壤水分含量。淋洗初期,PAM施用浓度越高,吹填土入渗速率越大,随时间的延长,入渗速率降低;出水稳定后,0.6 g/L PAM处理入渗速率最大,达0.059 cm/h,为对照的1.64倍;淋洗267 h后,施用PAM处理土壤含盐量均低于1.0 g/kg,为非盐渍土,0.6 g/L处理最低,仅为0.32 g/kg,而对照处理含盐量为4.82 g/kg,属于重度盐渍土。可得出结论对于天津滨海吹填土,300万分子量的阴离子型PAM最佳施用浓度为0.6 g/L。     

水产养殖对甘肃盐碱区盐碱迁移的影响

为了探讨“以渔治碱”模式在盐碱地治理方面的成效及其作用机制,以甘肃省景泰县盐碱地为试验区,采用水产养殖治碱技术比较了砂型土壤和壤性土壤的治碱效果。通过定期监测和分析养鱼前后不同类型土壤和水体中水质参数的变化,研究水产养殖对该地区盐碱迁移的影响。结果表明,采用水产养殖模式在一定程度上可改良盐碱区的土壤环境,沙型土壤的盐碱治理效果优于壤性土壤,养殖期间产生的氨氮也并未呈现出一直升高的趋势,未对当地造成二次污染。本研究结果为“以渔治碱”模式在西北地区的应用和推广提供一定的理论依据及技术支撑。