压力对微喷带水量分布均匀性影响试验研究

试验探究不同压力下微喷带水量分布均匀系数的变化规律,通过公式计算了垂直于微喷带、沿微喷带方向和总面积的水量分布均匀系数,分析不同水头工作压力对不同类型微喷带在水量分布均匀性上的影响。试验对常见的机械打孔的Ф28,Ф32和Ф40微喷带,通过改变微喷带的工作压力值,设置6种不同的微喷带首部工作压力,探究不同结构类型的微喷带在不同的首部工作压力下的水量分布均匀系数。微喷带的水量分布均匀系数与首部工作水头及管径均匀性密切相关,在一定的工作压力范围内,微喷带的灌溉效果能达到最好;随着工作压力的变化,Ф28与Ф40微喷带的水量分布均匀系数变化较平缓,而Ф32微喷带的水量分布均匀系数变化波动大,3种结构类型微喷带的水量分布均匀系数均在工作压力值为32～36 kPa的范围内出现最大值。为保证较好的灌溉均匀度,一定作用压力条件下微喷带存在极限铺设长度;实际使用中,应根据微喷带的具体结构形式设定铺设长度与首部工作压力。     

微喷带组合灌溉灌水均匀性研究

以国内外6种常见类型的带宽分别为35mm(N35)、45mm(N45)、60mm(N60)、80mm(N80)和带有侧翼带宽为55mm(双翼N55)和65mm(双翼N65)的微喷带为研究对象,分析在冬小麦遮挡条件下微喷带组合灌溉的水量分布均匀系数Cu。结果表明:作物遮挡条件下,每组喷孔均匀布置的双翼N65微喷带喷水未搭接部分的水量分布均匀性较好,水量搭接部分的水量分布均匀系数并没有明显提高;其他5种每组喷孔单斜列布置的微喷带(N35、N45、N60、N80和双翼N55),搭接部分的水量分布均匀系数明显比无搭接部分的高,平均提高了34.8%。因此,对于每组喷孔单斜列布置的微喷带,可以通过多根微喷带组合铺设来提高水量分布均匀性;而对于每组喷孔均匀布置的微喷带,单根微喷带的水量分布均匀性较高,通过微喷带组合铺设并不能显著提高水量分布均匀性。     

运用激光雨滴谱仪分析微喷带水量分布特性北大核心

微喷带水量分布均匀性直接影响微喷带灌溉质量,激光雨滴谱仪能够测量降雨强度、雨滴粒径大小和雨滴降落速度,以国内常见的机械打孔、内径为32 mm的微喷带为研究对象,通过调节工作压力和喷射角度,运用激光雨滴谱仪测取降雨强度,分析压力和喷射角度对微喷带单孔降雨强度的影响,并运用水量分布均匀系数通用公式计算Cu。结果表明,随着喷射角度的增大,灌水强度先减小后增大;压力越大,微喷带单孔喷洒降雨强度越小;垂直微喷带距离0.3、0.6、1.5、1.8、2.1 m处,压力越大,降雨强度越小,降雨强度峰值位置在1.2 m处的水量分布均匀系数Cu值较大。     

微喷带单孔水量分布影响因素试验研究

为了探究微喷带管径、喷孔结构、工作压力以及喷射角度对单孔水量分布影响,以常用的机械打孔的Ф28,Ф32,Ф40和Ф50这4种微喷带为研究对象,通过调节微喷带的喷射角度和工作压力,研究微喷带正常运行时单孔喷水(其他孔进行遮挡,不混入测试单孔的水流中)特性,测定了不同工作压力条件下射程、湿润面积、干燥区宽度等参数.结果表明:喷水射程随喷射角度先增大再减小,射程最大值为30°~ 40°,随工作压力的增大而增大;湿润区宽度与喷射角度、工作压力均存在正相关的关系;射程与干燥区宽度随喷射角度的变化规律相同;湿润区面积的最大值出现在喷射角度为50°时.在实际运行中,建议微喷带喷射角度为30°~50°,并应根据干燥区与射程合理布置相邻微喷带的铺设间距.     

作物遮挡下不同微喷带灌溉关键参数研究

以国内外6种常见类型的微喷带(带宽35、45、60、80mm和带有侧翼带宽55mm和65mm)为研究对象,研究了冬小麦遮挡条件下各种类型微喷带压力流量关系、有效喷洒宽度、水量分布均匀系数Cu等的变化规律。结果表明,60mm和80mm带宽的微喷带流量对压力敏感程度大、流量变动大,且水力性能较差,而其他4种微喷带的水力性能优良;不同类型微喷带有效喷洒宽度和水量分布均匀系数都随叶面积增大明显降低,喷洒的水量大部分都被紧挨微喷带的作物遮挡。相对而言,微喷带双翼N65水量分布均匀性较高且有效喷洒宽度大。     

压片式微喷带水力特性试验研究

水力特性是衡量灌溉设备灌溉质量的重要技术指标。在参照微喷带水力特性检测方法的基础上,从流量变异系数,流量压力关系,水量分布均匀系数等角度对新型压片式微喷带水力特性进行试验研究,从而为压片式微喷带的推广利用提供理论基础。试验结果表明:压边热合和打孔工艺可以保证压片式微喷带产品质量均一;压片式微喷带流量变异系数较小,低于5%,流量变异系数随着压力的增大先减小后增大;压力和流量之间具有良好的幂函数关系;水量分布均匀系数为50%～62%,与市场上普通微喷带相比,处于中等以上水平,工作压力的增加可以提高水量分布均匀度。     

喷灌水量分布动态模拟与均匀性研究

为研究压力、喷头组合方式和插值方法对喷灌均匀系数CU和分布均匀系数DU这两个评价指标计算结果的影响规律,利用雨量筒径向间隔为1 m的FY RB-471型喷头无风喷洒试验数据,模拟出了喷头在不同压力下的水量分布情况。在喷头矩形组合方式和正三角形组合方式下,采用线性插值、立方插值、三次样条插值、距离插值和平面插值法计算了不同压力下的喷灌均匀系数和分布均匀系数。结果表明,采用三角形组合方式比矩形组合方式计算的喷灌均匀系数CU高1.56~4.77个百分点,同样,三角形组合方式比矩形组合方式计算的分布均匀系数DU高4.26~9.19个百分点;不同的插值方法对喷灌均匀系数与分布均匀系数的计算结果影响不明显,而压力是影响喷灌均匀系数的一个重要因素。     

旋转折射式喷头水量分布与喷灌均匀性试验

为了研究喷头工作压力、喷嘴直径和安装间距对喷灌喷洒水深和喷灌均匀度的影响规律,选用喷嘴直径为2.98、3.37、3.77 mm的R3000型旋转式喷盘的折射式喷头进行了研究。测量了3种喷头在0.1、0.2、0.3 MPa工作压力下的径向水量分布,喷灌强度随着喷头工作压力或喷嘴直径的增加而增大。叠加计算了安装间距为2、3、4、5、6 m几种情况下的组合均匀性系数,并通过组合试验与计算结果进行对比,得出组合均匀性系数试验值与模拟计算值的误差在0.5%~11.0%之间,影响因素的主次顺序为喷头安装间距、工作压力、喷嘴直径。结果表明:喷嘴流量系数平均值在0.9以上,说明喷头的性能良好。3种喷嘴的最佳喷灌均匀性系数分别为75.9%、78.2%和85.1%。提出了自制R3000型旋转折射式喷头最佳组合间距为4 m的计算均匀性系数经验公式,为其在工程中的应用提供了理论数据。     

不同工况对喷灌水量分布的影响

为了探究不同工况对射流式喷头喷灌水量的影响,通过对射流式喷头在不同组合间距和工作压力下的水量分布数据进行分析,拟合出了喷头在不同工作压力及组合间距下的降水强度,采用克里斯琴森均匀系数和分布均匀性系数计算了相应的喷灌均匀度.结果发现喷头组合间距在1.0R～1.4R变化时正方形组合喷灌的CU值随喷头间距的增大呈下降趋势,C...     

ZGKQ50-W型抗旱灌溉机与微喷带组合应用性能参数试验

为解决现有机组设备沉重、运行成本不清以及与微喷带组合方式不明确的问题,设计研发了ZGKQ50-W型抗旱灌溉机组,机组选择汽油泵作为动力设备。试验测试了机组首部耗油量及配备4种常用型号微喷带的喷洒均匀系数,计算并验证了与不同微喷带组合后的最大灌溉面积以及灌溉667 m~2土地所需的运行成本。结果表明,机组首部与微喷带组合后的最大运行流量为20 m~3/h,与Ⅰ号微喷带组合后喷洒均匀系数低于70%,与Ⅱ号微喷带的组合方式为2条33 m以2 m的间距并列铺设,组合后的喷洒均匀系数为73.30%,灌溉667 m~2土地运行成本为470.9元;与Ⅲ号微喷带的组合方式为3条83.3 m以3.5 m的间距并列铺设,组合后的喷洒均匀系数为77.06%,灌溉667 m~2土地运行成本为175.2元;与Ⅳ号微喷带的组合方式为3条99.3 m以2 m的间距并列铺设,组合后的喷洒均匀系数为77.40%,灌溉667 m~2土地运行成本为320.0元。综合考虑喷洒均匀系数及运行成本,Ⅲ号微喷带省工省时,适合进行大面积灌溉;Ⅱ号微喷带灌溉区域灵活性强,适合在小型零散地块使用。     

番茄果实不同发育阶段水分亏缺对其风味品质的影响

对番茄果实膨大期和成熟期各设充分供水、中度和重度亏水3个水平,进行盆栽试验,分析了膨大期和成熟期亏水水平及其交互作用对番茄可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量及糖酸比的影响.结果表明:果实膨大期、成熟期亏水水平及其交互作用对番茄可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量及糖酸比有显著影响(膨大期亏水对可溶性糖含量影响除外);成熟期中度亏水时,膨大期中度亏水较充分供水使可滴定酸和可溶性固形物含量显著提高,增幅分别为57.8%和29.4%,糖酸比显著降低,降幅为46.6%;膨大期重度亏水时,成熟期重度亏水较充分供水使可溶性糖、可溶性固形物和糖酸比依次减小49.3%,33.9%和75.0%,而使可滴定酸含量增加129.7%;果实发育阶段持续重度亏水较充分供水使可溶性糖、可溶性固形物含量和糖酸比分别减小16.5%,16.0%和36.5%.表明番茄果实膨大期和成熟期的水分供应均会对其风味品质产生显著影响,而且,各时期单独亏水的效应与其他时期的水分供应有密切关系;两时期适度亏水可显著改善番茄果实风味品质,膨大期到成熟期持续重度亏水反而不利于其风味品质的提高,只是获得了较高的酸度.     

滚移式喷灌机压力对喷灌均匀性影响

为解决喷灌机械的喷灌均匀性差、移动不方便等问题,研制一种操控简单、适应性强的大型滚移式喷灌机,对其水量分布均匀系数和喷灌强度进行试验.试验采用单因素多重比较设计方法,选取距进水端距离分别为40,150,260 m处为测试处,喷灌压力分别为0.20,0.25,0.30,0.35,0.40 MPa,并运用Design-expert软件进行分析,研究各喷灌压力在各测试处对水量分布均匀系数和喷灌强度的影响.结果表明,各测试处的压力对水量分布均匀系数的影响均为显著性差异,且随喷灌压力上升,水量分布均匀系数升高.对喷灌强度的影响呈正相关性,但喷灌压力高于0.30 MPa时影响不显著.喷灌压力在0.40 MPa时,水量分布均匀系数平均可达88.75%,喷灌强度为12.3 mm/h,各处的水量分布均匀系数和喷灌强度能够保持均匀一致,并能够稳定作业,达到最优状态,完全满足大型滚移式喷灌机的性能要求.该项研究对于促进滚移式喷灌机推广和应用具有重要意义,为其深入研究提供了参考依据.     

河南省冬小麦各生育期水分亏缺的空间分布及降水量突变检验

为探明河南省冬小麦不同生育阶段缺水量情况,将其冬小麦生育阶段划分为生育前期(播种—三叶期)、分蘖—越冬期、返青—成熟期,根据河南省20个基准气象站点1951—2013年旬值气象资料,利用CROPWAT模型计算了冬小麦不同生育阶段有效降水量,用P-M公式计算了冬小麦需水量,进而得到了冬小麦缺水量;利用Arc GIS10.0绘制了有效降水量、需水量、缺水量空间分布图,并分析了其空间变异性;利用Mann-Kendall非参数秩次相关检验法分析了冬小麦各生育阶段降水量时间序列变化趋势。结果表明,(1)不同生育阶段有效降水量整体呈由东南向西北递减趋势,部分地区略高于周边地区;不同生育阶段冬小麦需水量整体呈由西北向东南递减趋势,分蘖—越冬期降水量分布无明显规律;不同生育阶段缺水量整体呈由西北向东南递减趋势,部分地区略低于周边地区;(2)冬小麦全生育期、生育前期、分蘖—越冬期、返青—成熟期多年平均有效降水量分别为201.80、25.04、45.91、130.85 mm,多年平均需水量分别为432.52、39.23、104.22、289.07 mm,多年分别平均缺水量分别为230.72、14.19、58.31、158.22 mm;(3)Mann-Kendall检验结果表明,冬小麦全生育期降水量随时间整体呈降低趋势;而生育前期降水量则整体呈升高趋势;分蘖—越冬期降水量整体呈降低趋势;返青—成熟期降水量整体呈降低趋势,期间各生育阶段降水量亦随UF曲线变化而变化。故河南省冬小麦返青—成熟期缺水量较多,西北部安阳、新乡等地缺水量严重,南部驻马店、信阳等地水分充足;除生育前期外,各生育期降水量随时间整体呈下降趋势。     

Root growth, available soil water, and water-use efficiency of winter wheat under different irrigation regimes applied at different growth stages in North China

Field experiments were conducted at the Luancheng Agro-Ecosystem Experimental Station of the Chinese Academy of Sciences during the winter wheat growing seasons in 2006-2007 and 2007-2008. Experiments involving winter wheat with 1, 2, and 3 irrigation applications at jointing, heading, or milking were conducted, and the total irrigation water supplied was maintained at 120 mm. The results indicated that irrigation during the later part of the winter wheat growing season and increase in irrigation frequency decreased the available soil water; this result was mainly due to the changes in the vertical distribution of root length density. In ≤30-cm-deep soil profiles, 3 times irrigation at jointing, heading, and milking increased the root length density, while in >30-cm-deep soil profiles, 1 time irrigation at jointing resulted in the highest root length density. With regard to evapotranspiration (ET), there was no significant (LSD, P < 0.05) difference between the regimes wherein irrigation was applied only once at jointing; 2 times at jointing and heading; and 3 times at jointing, heading, and milking. Compared with 1 and 3 times irrigation during the winter wheat growing season, 2 times irrigation increased grain yield and 2 times irrigation at jointing and heading produced the highest water-use efficiency (WUE). Combining the results obtained regarding grain yield and WUE, it can be concluded that irrigation at the jointing and heading stages results in high grain yield and WUE, which will offer a sound measurement for developing deficit irrigation regimes in North China.     

不同生育期旱涝交替胁迫对水稻产量及构成的影响

以农田水位作为水稻旱涝交替胁迫调控指标,在蒸渗测坑进行了水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期、乳熟期旱涝交替胁迫试验,研究了不同生育阶段旱涝交替胁迫条件下水稻生长、产量及构成要素的变化.结果表明4个主要生育期旱涝交替胁迫均会对水稻产量造成影响,抽穗开花期影响最大(减产14.67%和20.16%).分蘖期、拔节孕穗期旱涝交替胁迫会降低有效穗数(降低了5.76%~8.94%);拔节孕穗期、抽穗开花期旱涝交替胁迫会对每穗粒数产生抑制(降低了6.07%~9.57%).抽穗开花期、乳熟期胁迫会影响结实率,其中抽穗开花期影响最大(减少了5.89%和7.24%).乳熟期胁迫会使千粒质量降低(降低了3.81%和5.70%).多个生育期连续旱涝交替胁迫会产生叠加效应,严重影响水稻产量,在日常种植中应尽量避免.     

吸力式微润灌水器水力特性试验研究

在参照滴头水力特性检测方法的基础上,从流量变异系数、流量压力关系、水量分布均匀系数等角度研究了吸力式微润灌水器水力特性。结果表明,0.02MPa工作压力下微润灌水器流量变异系数均值为5%,流量变异系数随着压力的增大先减小后增大;流量随着工作压力的增加而明显增大,二者之间具有良好的幂函数关系;水量分布均匀系数在83%～93%之间变化,随工作压力的增加先增大后减小,为了尽可能保证灌水器出流量和灌水均匀,工作压力宜控制在0.018～0.025MPa之间。