基于HYDRUS模型筛选滴灌模式下适宜灌水上下限的研究

通过开展不同土壤初始含水率和不同滴头流量的沙壤土室内滴灌试验,率定了土壤水动力学参数,验证了HYDRUS模型的适用性;利用HYDRUS模型模拟不同灌水上下限点源滴灌土壤水分运移过程,分析了不同灌水上下限对实际湿润体与计划湿润体间差异的影响规律。结果表明,以田间持水量为灌水上限时,实际土壤湿润体体积均大于计划湿润体体积,较小的灌水下限有利于将灌溉水控制在计划湿润体内;以50%θFC、60%θFC及70%θFC为灌水下限时控制实际湿润体体积对应的灌水上限分别为81%θFC、85%θFC及86.5%θFC。经模拟验证,适宜灌水上下限滴灌结束时,没有灌溉水分运移到计划湿润体外。     

不同水分处理对茄子生长与产量品质的影响

为指导日光温室节水灌溉和增产,以京茄一号为对象,控制灌水下限为田间持水率(FC)的90％(T1),80％(T2),70％ (T3),60％ (T4),在日光温室内研究了滴灌条件下不同水分处理对茄子冠层发育、根系生长、果实产量及品质的影响.结果表明:株高、茎粗、叶面积和地上部干重均随着土壤水分下限的降低呈先增大后减小的趋势,T2(80％FC)大于其他3个处理.茄子根系主要分布在0 ～40 cm土层,随着深度的增加迅速减少,不同处理总根长密度和总根表面积密度均随灌水下限降低呈下降趋势.T2处理产量最高,分别为T1的1.03倍、T3的1.13倍、T4的1.14倍,不同处理之间差异无统计学意义.土壤含水率过高或过低会降低果实中的粗纤维质量分数和硝态氮质量分数,较高的土壤水分下限有利于果实中氨基酸的形成,而还原性VC质量分数随着土壤水分下限的降低而降低.灌水下限为80％ FC时对茄子的生长最为有利,该处理下冠层发育、根系生长、果实产量及品质均处于较高水平.     

基于DSSAT模型的南疆膜下滴灌棉花生长与产量模拟

目前关于膜下滴灌棉花的灌水定额制定仍以田间灌溉试验为主,而考虑播期土壤含水率及采用模型的方法确定膜下滴灌棉花灌水定额的研究较少。本文通过2017、2018年两季的新疆南疆地区棉花大田试验,利用2017、2018年棉花开花期、成熟期的土壤含水率、叶面积指数、生物量和籽棉产量实测数据对DSSAT-CROPGRO-Cotton模型进行参数校正和验证。试验共设计了24、30、36mm 3个膜下滴灌棉花灌水定额水平,并采用验证的DSSAT-CROPGRO-Cotton模型对1.2θFC、1.1θFC、θFC、0.9θFC、0.8θFC、0.7θFC、0.6θFC和0.5θFC（θFC为田间持水率）8个不同初始土壤含水率条件下的膜下滴灌棉花的生长及产量进行了模拟。结果表明,模型经过参数校正和验证后对土壤含水率、棉花物候期、叶面积指数和籽棉产量的模拟值与实测值吻合度较好,能够满足大田膜下滴灌棉花的模拟精度要求,但对生物量的模拟与实测值偏差较大。同时,基于验证的DSSAT-CROPGRO-Cotton模型对不同初始土壤含水率及灌水定额条件下的棉花籽棉产量和生物量进行了模拟。结果表明,棉花籽棉产量和生物量模拟值达到最大值的初始土壤含水率为0.8θFC~θFC。同时,要保证棉花生育期灌溉定额在330～396mm之间。模拟结果在南疆地区的棉花播期及生育期灌溉管理中可供借鉴使用。     

工业番茄适宜土壤含水率下限研究

为研究新疆不同土壤含水率下限对工业番茄生长、耗水量产量及水分生产率的影响,以工业番茄为研究对象,进行测坑试验,开展了膜下滴灌模式下的工业番茄试验。试验表明:工业番茄的灌水次数和总灌水量随着土壤含水率下限的增大而变大。在计划湿润层设置为固定的40 cm深时,灌水定额随土壤含水率下限的降低而增加。工业番茄的株高、叶面积指数和叶绿素含量在生育期内呈先增后减的变化趋势,工业番茄生理指标适宜的土壤含水率下限为65%,对应的耗水量为405.0 mm,灌水次数为7次,灌水定额为57.8 mm。     

干旱区膜下滴灌棉田灌溉制度及土壤水盐运移规律研究

以棉花各生育期适宜土壤含水率上、下限差值为灌水控制指标,设置3水平灌水处理,开展膜下滴灌大田试验,分析研究适宜试验区棉花生长、水分利用效率高的灌溉制度及膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律。结果表明:适宜土壤含水率上、下限差值形成的灌溉制度,决定了土壤水盐运移规律、盐分分布和积累特征。总体表现为:空间上土壤水分分布与滴灌带间距呈负相关系,盐分分布则相反,0~40 cm深度土壤水分在灌后重分布,盐分在滴灌水分的淋洗作用下定向运移,至湿润体边缘积聚。综合分析关键点与主根层的土壤水盐时间序列变化,T2处理(385 mm/18次)主根层0~40 cm深度水分处于棉花生长的适宜含水率范围,并形成淡化脱盐区,对盐分的调控最佳。T2处理棉田产量最高,为6 083 kg/hm~2,水分利用效率为1.05 kg/(mm·hm~2),为适宜的灌溉制度。     

灌水模式及下限对滴灌棉花产量和品质的影响

为探索滴灌条件下棉花优质高效灌溉指标,在新疆石河子研究了地下滴灌(SSDI)和膜下滴灌(SDI)条件下不同灌水控制下限对棉花耗水量、品质以及水分利用率的影响.结果表明,相同滴灌模式,棉花蕾期耗水量随灌水控制下限的提高而增加,花铃期水分胁迫处理的棉花阶段耗水量普遍低于对照处理;蕾期适度水分胁迫(灌水控制下限为60% FC)花铃期充分供水(灌水控制下限为75% FC)处理(SDI-7和SSDI-7)有利于籽棉产量的提高,与对照处理相比,籽棉产量提高了14.48%(SDI-7)和11.60%(SSDI-7);水分处理对棉花衣分、棉纤维整齐度的影响不明显,蕾期和花铃期水分胁迫对棉纤维上半部平均长度的影响随水分胁迫程度的加重而加剧,蕾期适度水分胁迫(灌水控制下限为60% FC)有利于棉纤维断裂比强度的提高.相同水分处理,地下滴灌棉花产量和灌溉水利用率均高于膜下滴灌棉花.与对照处理相比,蕾期和花铃期灌水控制下限分别为60% FC和75% FC,灌水定额为30 mm处理在节约灌溉水的同时提高了籽棉产量并改善了棉纤维品质,可作为石河子垦区滴灌棉花适宜的灌水指标.     

膜下滴灌旱作水稻甲烷的排放研究

采用对比观测方法,研究了膜下滴灌旱作水稻甲烷的排放变化。结果表明,膜下滴灌旱作水稻(品种为D10)土壤水分下限为0.8θ田时,观测15min内甲烷的排放量比土壤水分下限θ田条件下平均降低32%,甲烷日平均排放量则平均降低12.69%,说明土壤水分是影响甲烷的主要因素之一;12:00,甲烷排放量最大,为2.52mg/L,此时光合速率值最大,胞间CO2摩尔分数最小;16:00,甲烷排放量最小,为0.96mg/L,光合速率为次大,胞间CO2摩尔分数上升。说明温度和光合作用是影响甲烷的重要因素。     

多点源滴灌条件下土壤水分运移模拟试验研究

为了指导密植作物的滴灌系统合理设计,通过室内物理试验模拟了多点源滴灌条件下土壤水分运移过程,重点研究了不同滴头流量下交汇湿润体内的土壤水分时空动态分布规律．多点源滴灌条件下土壤水分运动遵循先点源入渗、再湿润锋交汇和最后形成湿润带的规律．灌水结束时,土壤水分分布呈现湿润体上部复杂、下部相对简单的特征．湿润体上部,在滴头下方存在土壤含水率相对较高的区域,2个滴头之间近地表处存在土壤含水率相对较低的区域;湿润体下部同一深度土层上的含水率有趋于一致的趋势．灌水结束后,由于土壤水分再分布,同一深度土层上含水率差异逐渐减小．灌水量相同条件下,灌水结束时,滴头流量小的入渗深度较大,湿润体内土壤平均含水率较低;灌水结束后,受土壤水分再分配的作用,不同滴头流量下入渗深度的差异较灌水结束时有所减小．     

开花坐果期不同水分下限对温室滴灌甜瓜产量和品质的影响

为确定温室膜下滴灌甜瓜开花坐果期适宜灌溉控制指标,采用小区试验,研究了开花坐果期4种土壤水分控制下限对甜瓜生长发育、产量和果实品质的影响。结果表明,开花坐果期,甜瓜株高和单株叶面积均随土壤水分下限的升高而增大。土壤水分控制在田间持水率75%时,坐果历时最短,且单果质量、果实横径和纵径均最大,果形指数较佳;水分过高或过低均不利于甜瓜产量增加,土壤水分控制在田间持水率75%时,产量最高,且灌溉水利用效率较CK提高了15.46%。甜瓜的可溶性糖、Vc、可溶性固形物(TTS)均随土壤水分下限的增大而先增大后减小,均以土壤水分控制在田间持水率65%时最大;可溶性蛋白随土壤水分下限的升高而先增大后减小,以土壤水分控制在田间持水率75%时最大;可滴定酸随土壤水分下限的增大而减小。综合考虑,温室膜下滴灌甜瓜开花坐果期土壤水分下限控制在田间持水率75%时,可实现优质、高产、高效。     

不同灌水下限对棉花产量及水分利用效率的影响

基于田间试验,分析了棉花耗水量与产量、边际产量、棉花水分利用效率之间的关系.结果表明,棉花产量、水分生产率均与棉花耗水量呈二次抛物线关系.就棉花产量而言,苗期、蕾期、花铃期、吐絮期对应的0.6m土体适宜土壤水分下限分别为55％FC～60％FC、65％FC～70％FC、75％FC～80％FC、60％FC～65％FC.棉花水分利用效率而言,苗期、蕾期、花铃期、吐絮期对应的0.6m土体适宜土壤水分下限分别为60％ FC～65％ FC、65％FC～70％FC、80％FC～85％FC、55％FC～60％FC.     

甘肃景泰提水灌区田间灌水技术评价与改进

通过田间灌溉试验和计算机模拟，对景泰提水灌区现行地面灌水技术进行了评价，研究对比了地面灌溉田间灌水效率的2种计算方法，用模拟地面灌水流运动的计算机模型模拟灌溉试验，得到平均灌水均匀度和田间灌水效率，并针对灌区田间灌水技术存在的问题，提出了改进建议。     

中国喷灌机现状与发展思考

基于水利统计数据,分析了近10 a中国节水灌溉应用分布,发现东北以喷灌为主,西北以微灌为主,华北以低压管灌为主,华东以渠道灌溉为主,具有明显的区域特征,节水灌溉仍有50%发展空间,喷灌技术占比与欧美国家相比仍然偏低.总结回顾了中国喷灌机发展历程、研究进展和发展趋势.从国家政策引导、智慧农业发展、农业种植结构变化和盐碱地耕地改造4个方面,分析了在资源环境约束挑战下中国喷灌机的发展机遇.阐明了喷灌的优势和不可替代作用,指出随着中国高标准农田建设及农业规模化经营稳步推进,喷灌机性能及功能不断增强,使以往喷灌的局限性逐步转变成发展优势.最后从补齐农业全程机械化短板、水肥药一体化作业新模式和无人化智能化方面展望了中国喷灌机未来发展前景.     

大棚膜下滴灌黄瓜结果期适宜灌溉频率试验研究

为了合理地制定大棚滴灌灌溉制度,以大棚黄瓜为对象,在结果期设置了4种膜下滴灌灌溉频率(每隔3、6、9、12 d灌溉一次),并以传统沟灌灌溉作为对照,研究了不同灌溉频率对黄瓜生长(株高,茎粗和叶片数)和产量的影响。结果表明,与传统沟灌相比,采用滴灌灌溉有利于黄瓜生长并获得高产;在滴灌条件下,灌溉频率越高,植株越高大粗壮,叶片越多,同时促进了果实成熟;但灌溉频率对总产量影响较小,不同处理之间产量差异均不显著(p0.05)。综合比较,6 d灌溉一次黄瓜长势较好,产量最大112.4 t/hm~2,灌溉工作量合理,因此,建议在大棚黄瓜结果期滴灌灌溉频率以每隔6 d一次为宜。     

绿色根源节水灌溉方式的应用研究

应用绿色根源节水灌溉方式对西红柿进行灌溉处理，相对于其他灌溉方式，得到了节水和提高产量的实验结果，并确定了埋管最佳深度为距离地表约30cm和浇灌量0．75L／次。根据西红柿的实验，应用绿色根源节水灌溉方式到道边树和干旱丘陵果园的节水灌溉，并研制了绿色根源灌溉系统的机械装置以1年龄杏树为试验对象，试验表明果树的成活率和生长性与一般灌溉方式相比有明显的提高，而且相对于地下滴灌方式，绿色根源灌溉系统具有成本低，易控制，可移动，易操作和故障少等特点.     

灌溉试验站规划的有关问题

根据全国的气候、农业、水利及经济发展水平等区划，合理地选择各省的中心站及重点试验站，并对其进行科学地规划设计，对于总体把握我国灌溉试验基础数据尤为重要。针对目前正在全国进行的灌溉试验站网规划，对省级中心站及重点站的课题规划、试验站的总体布置及设施设备规划和做好本次规划的其他有关问题进行了探讨。     

涌泉根灌技术研究与应用

提出了一种新型涌泉根灌灌水方法,研究设计了一种灌水器,实现了直接将灌溉水输送到植物根系部位的研究目标,研制的涌泉根灌灌水器流态指数小于0.5,属紊流范畴.为了测得不同节水灌溉方式的应用效果,在陕北山地5年生枣树实施了管灌、滴灌和涌泉根灌等工程38.67hm^2,对3种不同灌水方法的经济效益作了分析.结果表明,与不灌溉相比,管灌、滴灌和涌泉根灌的净增收入分别为4707.70,8446.00和10926.00元/hm^2;管灌、滴灌和涌泉根灌每方灌溉水产值分别为1.90,11.30和14.60元/m3.涌泉根灌与滴灌相比,年成本降低2030元/hm^2,净收入增加2480元/hm^2,每方灌溉水产值提高3.30元/m3;涌泉根灌与管灌相比,年成本降低743.30元/hm^2,净收入增加6218.30元/hm^2,每方灌溉水产值提高12.70元/m3.不同节水灌溉方式均使得枣园净收入大幅度提高,尤其是涌泉根灌方式,净增值率高达235.0%.建议在山地经济林果中大面积推广应用涌泉根灌技术.     

膜孔灌溉条件下玉米灌溉制度试验

通过大田试验研究了膜孔灌溉条件下，不同灌溉制度对玉米土壤水分动态、产量及其指标以及水分利用的影响。研究表明：灌溉定额4500m3/hm2时与灌溉定额为5400 m3/hm2的产量相近，但前者的水分利用效率却明显高于后者，灌溉定额为3600 m3/hm2时，虽产量明显低于前两者，但其水分利用效率最高2.7273kg/m3，故最节水。在当地灌溉定额为4500m3 m3/hm2.、灌水四次的灌溉制度经济效益最优。且在相同的灌溉制度下膜孔灌溉与不覆膜对照相比，具有明显的增产效果和较高的水分利用率。     

考虑未来降水的南方水稻灌溉风险决策节水效果分析

提高降雨利用率是节约灌溉用水的一种有效途径。提出了一种考虑未来降水的灌溉风险决策方法,以广西青狮潭灌区为例验证这一方法的节水效果。收集了桂林站2013-2014两年早稻和晚稻生育期逐日对未来7d的气象预报数据和相应时段的气象观测数据,推求了两年淹灌和间歇灌溉两种灌溉模式下采用常规灌溉决策和风险灌溉决策的灌溉制度,并分析了风险决策的节水效果。结果表明,早稻和晚稻平均降低灌水量23.5和21.9mm,节水分别为38.3%和6.7%。采用风险决策可以避免因灌后遇雨造成的灌水浪费,从而减少灌溉用水量、排水量以及灌水次数。     

水稻"淹灌-露田"灌溉模式试验研究

在总结水稻传统淹水灌溉方式及现行节水灌溉方式的基础上，研究提出了水稻“淹灌－露田”灌溉模式，该模式具有减少灌水次数，减轻灌溉管理的劳动强度，减少斗农渠的输水时间从而提高输水效率，并可提高降雨利用率等优点，介绍了该灌溉模式的基本依据、技术要点及在湖北省宜昌市东风渠管理处灌溉试验站的试验情况，并根据2000－2001年的试验资料，对该灌溉模式的灌溉效果进行了分析。     

Level basin design based on cutoff criteria

This paper describes a new procedure for the design of level-basin irrigation systems which is based on the irrigator's cutoff criteria. Design with this procedure, hopefully, will be more transferable to users and will allow basin designs to be adopted to local practices. Comparisons are made to existing design procedures, and it is shown that many of them can be expressed in terms of this new procedure, available in the form of a computer program. A sensitivity analysis was used to confirm the desirability of these new guidelines on design. The sensitivity analysis also showed that the cutoff distance can be adjusted to account for changes in vegetative roughness.