滴灌均匀系数对土壤水分和氮素分布的影响

为了确定滴灌均匀系数的设计与评价标准,在日光温室内研究了滴灌施肥灌溉均匀性和施氮量对土壤水氮分布特性的影响。试验中滴灌均匀系数（Cu）设置0.62、0.80和0.96 3个水平,施氮量设置150和300 kg/hm2 2个水平。土壤含水率和电导率采用沿毛管均匀布置的TDR探头（Hydra Probe）连续监测,并定期取土样测试土壤硝态氮和铵态氮含量。结果表明,在作物生育期内3种滴灌均匀系数处理的土壤含水率一直保持很高的均匀系数,滴灌均匀系数和施氮量对土壤含水率均值及其均匀系数的影响均不显著（α=0.05）。土壤电导率及硝态氮含量的均匀性在很大程度上取决于土壤初始氮素含量的均匀性,其均匀系数低于土壤含水率的均匀系数,滴灌均匀系数的影响也不显著。从获得均匀的土壤水氮分布的角度出发,现行滴灌均匀系数标准尚有降低的空间。     

膜孔肥液单向交汇入渗水、氮运移特性试验研究

通过室内试验,研究了膜孔肥液单向交汇入渗土壤水分及NO-3-N的分布特性与运移规律。研究表明,供水入渗过程中,相同深度处膜孔中心垂向的土壤含水率大于交汇中心垂向的土壤含水率;土壤NO-3-N浓度锋运移距离和最大值随入渗时间的延长而增大。再分布过程中,土壤剖面含水量的最大值随再分布时间的延长而逐渐减小,整个湿润土体的土壤含水率随时间的延长变得相对均匀;NO-3-N浓度锋运移距离继续增大,而NO-3-N浓度最大值逐渐减小。     

膜下滴灌棉田土壤水分空间变异规律研究

2009年,在新疆库尔勒包头湖农场智能化棉花膜下滴灌工程示范区,选择典型的一膜一管4行种植的棉花为试验区(共计20个测点),测定了各个采样点以及3个不同深度的土壤含水率。运用地统计学和经典统计学方法,分析了棉花4个生育期内土壤水分的空间变异特性。结果表明,土壤质地为砂壤土时,土壤含水率的空间变异性属于弱变异;随着棉花的生长,土壤水分的分布越来越趋于均匀化;在棉田主要生育期内,研究土壤含水率空间分布最好的半方差函数模型是球形模型;土壤含水率的大小基本上和该点与滴灌带的垂直间距成反比例关系;棉花行对棉田土壤水分的再分布起到了很大的影响,距离棉花行越远,受到的影响就越小。     

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。     

干旱区长期膜下滴灌棉田土壤水盐空间分布特征研究

为了分析干旱区长期膜下滴灌棉田生育期初土壤水盐空间分布特征,在新疆石河子炮台镇试验区进行土壤取样,运用经典统计学方法分析了该试验区不同纵剖面土壤水盐分布特征。研究结果表明:各剖面土壤含水率值几乎相同,其对应的变异性属于中等偏弱性。各剖面土壤含盐率值差异却很大,土壤盐分的变异情况远大于土壤水分的变异情况。经过多年的膜下滴灌作用,在播种前土壤中的盐分逐渐累积在40~80cm土层,并且盐分慢慢控制在有利于作物正常生长的水平。     

棉花膜下滴灌田间土壤水分的时空变异规律研究

在新疆库尔勒市包头湖农场48 m×56 m(一根支管控制)的范围内,布置土壤水分监测点共计64个.利用地统计学方法,研究了棉花膜下滴灌条件下田问土壤含水率在空间和时间上的变异规律,以便为棉花膜下滴灌自动化灌溉系统中墒情监测传感器的合理布设及墒情预测提供理论依据.结果表明,各测次的田间土壤含水率具有中等程度的空间相关性;随着土层深度的增加,土壤含水率空间相关度降低.灌水前的空间相关度略小于灌水后的空间相关度;随着时间的推移,土壤含水率的空间相关度降低.     

水氮施量对膜下滴灌棉花生长及水氮分布的影响

【目的】探究北疆地区膜下滴灌棉花最优水氮施量及土壤水氮分布特征。【方法】采用二因素完全随机试验,设置灌水量4个水平(W1:5 250 m~3/hm~2、W2:4 500 m~3/hm~2、W3:3 750 m~3/hm~2和W4:3 000 m~3/hm~2)和施氮量3个水平(N1:300 kg/hm~2、N2:262.5 kg/hm~2和N3:225 kg/hm~2),研究了不同水氮施量对植株形态、土壤含水率分布及土壤氮素分布的影响。【结果】施氮量对植株形态指标的影响程度低于灌水量,但植株形态指标不能反映产量;棉花盛蕾期,表层土壤含水率较低,直至盛花期,表层土壤含水率稳定在20%左右。且灌水量为3 750 m~3/hm~2时,更有利于土壤保持湿润,并且向深层流失的水分较少;0～20 cm土层内硝态氮和铵态氮量相对较高,随着灌水量和施氮量的增加,氮素向深层土壤的淋移程度不断增加,当施氮量为262.5 kg/hm~2时,根系层内的硝态氮含量相对较高,尿素转化的铵态氮也更多;当施氮量为262.5 kg/hm~2,灌水量为3 750 m~3/hm~2时,棉花产量达到最大,为6 460.5 kg/hm~2。【结论】施氮量为262.5 kg/hm~2,灌水量为3 750 m~3/hm~2,可作为该地区最优水氮施量组合。     

膜下滴灌条件下土壤水盐动态变化特征研究北大核心

干旱缺水和土壤盐渍化已成为我国干旱半干旱地区农业发展的主要限制因素之一,开展膜下滴灌土壤水盐动态变化研究,对防止土壤盐渍化,缓解水资源紧张状况,提高水土资源利用效率具有重要的理论和实际意义。通过田间试验研究了不同灌溉定额膜下滴灌棉花农田水盐动态变化特征、棉花产量及水分利用效率。研究表明,膜下滴灌灌水定额为250 m^3/hm^2,灌水次数为6次时,能保证土壤耕作层处于良好的水盐环境,不会引起土壤盐分表层累积,棉花生育期0~100 cm土壤全盐量呈增加趋势,但积盐量小于0.3 t/hm^2。灌水次数为6次,灌水定额为250 m^3/hm^2处理是膜下滴灌灌溉条件下最优的棉花灌溉制度。     

膜下滴灌条件下土壤水盐动态变化特征研究

干旱缺水和土壤盐渍化已成为我国干旱半干旱地区农业发展的主要限制因素之一,开展膜下滴灌土壤水盐动态变化研究,对防止土壤盐渍化,缓解水资源紧张状况,提高水土资源利用效率具有重要的理论和实际意义。通过田间试验研究了不同灌溉定额膜下滴灌棉花农田水盐动态变化特征、棉花产量及水分利用效率。研究表明,膜下滴灌灌水定额为250 m~3/hm~2,灌水次数为6次时,能保证土壤耕作层处于良好的水盐环境,不会引起土壤盐分表层累积,棉花生育期0~100 cm土壤全盐量呈增加趋势,但积盐量小于0.3 t/hm~2。灌水次数为6次,灌水定额为250 m~3/hm~2处理是膜下滴灌灌溉条件下最优的棉花灌溉制度。     

滴灌方式下棉田土壤水分变异性研究

以新疆石河子148团棉花滴灌试验区为例,利用经典统计学方法对滴灌棉田土壤水分在空间不同方向的空间变异规律进行了研究,并对灌水前与灌水后不同深度平面土壤水分空间变异强度的不同变化趋势进行了探讨,以便为滴灌棉田土壤含水率实测数据的合理处理与墒情预测提供参考。研究结果表明:不同深度平面上,土壤含水率的变异大小不仅与所处土层深度有关而且与施测的时间有关。灌水前随着土层深度的增加各平面上的土壤含水率的变异强度增大,灌水后随着土层深度的增加,各平面上的土壤含水率的变异强度逐渐减小;沿垂直地面方向各测定点的垂线平均含水率在空间上的变异强度比不同深度平面上含水率的空间变异强度要小。     

膜下滴灌土壤湿润区水热耦合对棉花生长的影响

为了探明膜下滴灌土壤湿润区对土壤温度及棉花生长的影响,试验中通过不同滴水流量的设置（＂1倍滴流量＂、＂2倍滴流量＂和＂4倍滴流量＂）获得了不同的土壤湿润区范围和膜下土壤含水率分布;测定了棉花生育期土壤水分和温度以及棉花生长指标和产量。结果表明,在覆膜保温作用下,膜下滴灌土壤湿润区扩大和土壤含水率的增加对膜下土壤温度没有...     

Effective irrigation uniformity as related to root zone depth

Summary In models used for relating the yield to irrigation uniformity it has been assumed that the spatial distribution of irrigation water, as measured at the soil surface, is indeed the water distribution at any depth throughout the root zone. In the present paper the distribution of infiltrated water within the soil bulk, as determined by an analytic solution of the two-dimensional unsaturated flow equation, did not conform to this assumption. A new alternative definition of irrigation uniformity is proposed under the assumption that water uptake by roots does not affect the flux distribution within the soil profile. In this analysis the spatial distribution of irrigation water flux at the soil surface, which is the upper boundary condition of the flow equation, is assumed to be a sine function. The solution to this problem indicates that there is a damping effect, which increases with soil depth, on the surface flux fluctuations. Furthermore, the actual irrigation uniformity at a given depth below the soil surface depends upon the initial uniformity at the surface and the distance between adjacent water sources. The closer the water sources are to each other, the shallower is the depth needed to damp the oscillations down to a certain level. This may explain why the actual uniformity of drip irrigation is high while the detailed distribution is very nonuniform and on the other hand, why the actual uniformity of sprinkler guns is low while the detailed actual distribution is close to uniform. Two uniformity coefficients are derived in this study: 1. A depth dependent coefficient which is made up of the damping factor that multiplies the flux fluctuations at the soil surface; 2. An effective uniformity coefficient, which is an average of the depth dependent coefficient over a part or the entire root zone. Different degrees of uniformity are expected when water is applied by different irrigation systems having similar uniformity coefficients at the soil surface, but dissimilar distances between the emitters. Assuming that crop yield depends to some extent on the uniformity of water depth actually available to the roots, the yields associated with such irrigation systems will probably also vary.     

矿区农田土壤重金属分布特征与污染风险研究

对渭北旱原矿区130个农田土壤样品的Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量进行了测定,结果显示,Cd、Cu、Pb平均含量均高于陕西省土壤背景值,而Cr和Zn含量低于背景值。利用地统计方法得到的土壤重金属含量分布图显示,土壤各重金属含量由西向东呈下降趋势,水泥厂周边土壤重金属含量最高。相关性分析和主成分分析结果表明,5种重金属之间呈极显著正相关,说明其存在较高的同源性或复合关系。第1主成分主要由Cd构成,且主要反映了人为活动的影响,而第2主成分中的Cr所占负荷最高,体现了成土母质的作用,Cu、Pb和Zn含量受人为活动和成土母质共同影响。分别利用污染负荷指数(PLI)法和潜在生态危害指数(PER)法对研究区域土壤污染风险进行了评价,评价结果为煤矿区呈无污染或轻微到中度污染,水泥厂区土壤呈中度污染水平,单一元素污染程度由高到低依次为Cd、Pb、Cu、Cr、Zn。     

Emitter discharge variability of subsurface drip irrigation in uniform soils: effect on water-application uniformity

Emitter discharge of subsurface drip irrigation (SDI) decreases as a result of the overpressure in the soil water at the discharge orifice. In this paper, the variation in dripper discharge in SDI laterals is studied. First, the emitter coefficient of flow variation CV _q was measured in laboratory experiments with drippers of 2 and 4 L/h that were laid both on the soil and beneath it. Additionally, the soil pressure coefficient of variation CV _hs was measured in buried emitters. Then, the irrigation uniformity was simulated in SDI and surface irrigation laterals under the same operating conditions and uniform soils; sandy and loamy. CV _q was similar for the compensating models of both the surface and subsurface emitters. However, CV _q decreased for the 2-L/h non-compensating model in the loamy soil. This shows a possible self-regulation of non-compensating emitter discharge in SDI, due to the interaction between effects of emitter discharge and soil pressure. This resulted in the irrigation uniformity of SDI non-compensating emitters to be greater than surface drip irrigation. The uniformity with pressure-compensating emitters would be similar in both cases, provided the overpressures in SDI are less than or equal to the compensation range lower limit.     

膜下滴灌田间土壤水分时空变异规律研究

在新疆库尔勒市包头湖农场48 m×56 m的范围内,布置土壤水分监测点共计63个,采用经典统计和地统计方法进行了时空变异性分析。结果表明,每次灌水前,整个地块土壤含水率均符合正态分布,呈现中等变异性;沿毛管方向和沿支管方向的田间土壤含水率均呈中等程度的空间自相关性,变异性主要由随机因素引起,变程分别为30.7~37.9 m和10.5~14.2 m;随着时间的推移(灌水次数的增加),土壤水分的空间变异性逐渐减弱,分布更趋均匀。因此,根据第1次灌水前田间土壤水分空间分布情况,设计的监测点布设方案可以满足其后各次灌水的墒情监测要求。     

不同滴灌方式下咸水灌溉对棉花根系分布的影响

通过大田试验研究了不同滴灌方式利用咸水灌溉对棉花根系分布的影响。结果表明,2种滴灌方式下土壤中的水分和盐分在1 m土体内随土壤深度的增加和咸水浓度的增加而增加,且由于滴头的洗盐作用,地表滴灌和地下滴灌方式下土壤中的水盐分布深度均有所下移。正是由于水盐在土壤有这样的分布特征,2种滴灌方式下不同盐度咸水灌溉后,作物不仅可以感受到变化了的环境信息,而且自发地改变结构形态、空间构型,即增加根长、根干重、根半径以及根表面积,对盐胁迫做出适应性的根系形态变化。     

小滴头流量下灌水频率对膜下土壤湿润区的影响

为了探明灌水频率对小滴头滴灌土壤湿润区的影响,在实验室对沙土和中壤土进行了膜下间歇滴灌试验,滴头流量分别为0．3、0．5、0．7L／h;灌水频率分别为1、2、3、4次灌完。在灌水量相同的情况下观测了土壤的湿润区运移过程和含水率分布。结果表明,小滴头流量下改变滴水频率对土壤湿润体的大小影响很小;随着灌水频率的增加,土壤湿...