内蒙古砒砂岩土壤水平入渗特性及适用模型研究

本文以内蒙古准格尔旗典型的砒砂岩土壤为研究对象,研究容重及初始含水率变化对砒砂岩土壤水平入渗特性的影响及适用模型。采用室内模拟土柱法,对3组砒砂岩土壤RS(紫红色)、HS(粉红色)和WS(灰白色)分别进行水平土柱积水入渗试验,研究容重为1.30 g/cm~3、1.35 g/cm~3、1.40 g/cm~3、1.45 g/cm~3、1.50 g/cm~3和初始含水率为7%、11%和15%不同梯度对水平入渗规律的影响。结果表明,砒砂岩土壤水平入渗入渗率、湿润锋运移速率与时间呈幂函数递减关系;入渗率、累计入渗量与初始含水率成反比关系,但湿润锋运移速率随初始含水率增加而增大;砒砂岩土壤容重越大,入渗率、累计入渗量越低,湿润锋运移越慢。初始含水率及容重的大小影响砒砂岩土壤水平入渗能力,Philip模型适用于模拟不同容重及初始含水率影响下的水平入渗过程,建立能够直接反映容重与入渗率关系的Philip改进模型,并通过r检验法验证了改进模型具有较高模拟精度。     

土壤初始含水率对深层坑渗灌入渗特性的影响

通过室内模拟试验与理论分析,探究4种不同土壤初始含水率条件下深层坑渗灌土壤水分运动规律。结果表明:初始含水率对入渗特性有显著影响。相同入渗时间,初始含水率越大,累积入渗量越小,入渗率也越小;而湿润锋运移距离随初始含水率的增大而增加;初始含水率越大,湿润体也越大,且相同位置的含水率也越大。建立了改进的Kostiakov入渗模型,以及初始含水率与湿润锋运移距离的幂函数关系,对所建模型进行验证,精度较高。     

不同灌水技术对土壤水分及棉花叶面积指数的影响分析

为了探讨不同灌水方式对土壤水分变化及棉花叶面积指数变化的影响。通过测坑试验,设定3种灌溉方式(膜下滴灌、地下滴灌、痕量灌),利用PR2测定土壤水分,LAI-2200测定棉花叶面积指数。结果表明:每日连续灌水处理能保证土壤含水率波动较小,其中痕量灌处理能保证0～30cm和0～60cm土层含水率较均匀;地下滴灌处理后期棉花叶片生长旺盛,痕量灌处理下棉花叶片生长趋于缓慢,二者后期叶片衰老脱落的速率均比膜下滴灌处理快。     

土壤初始含水率对管渠灌溉水分入渗特性的影响

为了探究初始含水率对管渠灌溉过程中湿润锋运移和水分分布的影响,通过室内土槽模拟试验与理论分析,研究了4种不同土壤初始含水率(2.58％、4.76％、6.36％、8.94％)对水分入渗特性的影响.结果表明:不同土壤初始含水率下的湿润体运移轨迹均呈现出垄内侧为直线型,垄外侧为曲线型;垂直和水平湿润锋运移距离随入渗时间的延长...     

不覆膜和覆膜下滴灌土壤水分时空动态规律的研究

在烤烟生长期,设计3个不同滴灌量,分别为连续3d蒸发量的100%、75%、50%作为灌溉量的膜下滴灌处理和不覆膜滴灌处理,在每次滴灌后2~4d测量0~20cm土层的土壤含水率。结果表明,在相同滴灌量下同样土层的不覆膜土壤含水率变化相对明显。在3个处理中,由5—7月的土壤含水率变化中看出,覆膜处理下的土壤含水率分别比不覆膜处理高出5.90%、5.35%、4.82%,说明覆膜处理比不覆膜处理能更好地保持土壤含水率,从而可以节约大量灌水。     

膜孔肥液自由入渗中土壤容重对水氮分布和均匀性的影响

通过室内试验,研究膜孔肥液自由入渗中土壤容重对土壤含水率、土壤硝态氮和铵态氮的分布以及均匀性的影响.结果表明:土壤含水率和土壤铵态氮以膜孔为中心逐渐减小,而土壤硝态氮以膜孔为中心先增大后减小;土壤容重越大,土壤含水率、土壤硝态氮和铵态氮在水平方向和垂直方向分布的距离越小,肥液的累积入渗量越小;土壤容重越大,土壤含水率和土壤硝态氮分布的均匀性系数越小,而土壤铵态氮分布的均匀性系数越大.这为研究膜孔肥液灌溉技术奠定了基础.     

变化初始含水率条件下土壤入渗特性试验及模拟研究

为研究初始含水率对土壤入渗特性的影响，设置5种不同处理（初始含水率分别为1.5%、7.5%、13.5%、19.5%、25.5%）进行室内土柱试验，记录各土柱的入渗时间和灌水量，利用规划求解工具确定Kostiakov-Lewis模型、Horton模型和Philip模型3个模型参数。结果表明：(1)初始含水率一定时，累积入渗量随时间逐渐增大，入渗速率随时间逐渐减小，初始含水率对入渗速率有显著影响。(2)当初始含水率≤19.5%时，3个模型的适用性均较好，实测值与模拟值的相关系数均在0.99以上，当初始含水率>19.5%时，Kostiakov-Lewis模型和Philip模型的适用性较好，Horton模型的适用性较差。(3)在Kostiakov-Lewis模型中，入渗系数k随初始含水率的变化波动最大，稳渗率f0波动最小，入渗指数α介于两者之间；在Horton模型中，初始入渗率i0随初始含水率的变化波动最大，稳渗率ic波动最小，参数β介于两者之间；在Philip模型中，土壤吸渗率S随初始含水率的变化波动较大，稳渗率A波动较小。     

不同节水灌溉技术下水分运动的试验与模拟

根据灌溉水分运动规律,建立了水分入渗和土壤蓄水量动态模型。对喷灌、滴灌、渗灌及波涌灌几种方式下,小麦和玉米两种作物的水分入渗和土壤蓄水量动态进行了对比试验和模拟研究,分析了不同灌溉方式的灌溉机理。     

不同灌水量对温室膜下滴灌黄瓜土壤水分动态的影响

通过温室膜下黄瓜滴灌试验,研究了不同灌水量对土壤含水率和土壤水分动态的影响。结果表明:不同处理下黄瓜生育期内土壤平均含水率先变小后变大,缺水灌溉推迟,严重胁迫黄瓜生长,推迟结果盛期;土壤各层含水率在结果盛期最小;不同处理下黄瓜生育期内土壤剖面平均含水率在距地表10 cm处最高。     

膜下滴灌对夏花生水分利用效率及产量的影响

采用随机区组设计不同灌溉方式处理,并在准确调查降水量、灌水量和土壤贮水量的基础上研究花生膜下滴灌技术的水分利用效率和对产量的影响。结果表明,膜下滴灌较常规灌溉产量提高17.32%;膜下滴灌总水分利用效率为2.044 kg/m~3,较常规灌溉提高23.80%,其灌水的水分利用效率为6.935 kg/m~3。因此,膜下滴灌能改善水分在不同时间的分布,协调植株的营养生长和生殖生长,促进荚果发育。     

初始含水率对微润灌土壤水盐运移的影响

为探明微润灌对土壤水盐运移的影响,以南疆盐碱土为研究对象,采用室内模拟试验,分析了不同初始含水率(0%、4%、8%、12%)条件下微润灌土壤水盐分布特征。结果表明,土壤累计入渗量及平均入渗率均随着土壤含水率的升高而逐渐下降,成负相关关系;不同初始含水率湿润体在垂直方向上均处于微润带埋设位置偏下,水平方向上成左右对称关系;土壤初始含水率对湿润锋运移距离及湿润体的大小影响较小;随着初始含水率的逐渐增大,等值线图逐渐变疏,土壤水势梯度降低;初始含水率对湿润体内平均含水率影响较小;土壤脱盐区范围及脱盐率随着初始含水率的增大逐渐降低,两者成负相关关系。     

南疆滴灌棉田休闲期土壤入渗特性研究

【目的】南疆塔里木盆地是生态环境极其脆弱的极端干旱内陆河流域,是中国主要优质棉生产基地,覆膜及滴灌等节水灌溉技术的发展缓解了棉花生育期水资源短缺矛盾,但冬春灌定额较高。探索膜下滴灌棉田不同地表覆盖模式和冬灌定额对春季休闲期土壤入渗特性的影响,为合理确定春灌定额和提高灌水效率提供依据。【方法】利用双环定水头土壤入渗仪进行土壤入渗试验,设计灌溉方式为冬灌定额200 mm和免冬灌两种;地表覆盖方式分为裸地（冬灌前拔掉棉秆、揭去残膜）、留秆（冬灌时棉秆不拔除,棉秆及残膜留在地里）和玉米秸秆覆盖（冬灌后在留秆棉田覆盖长度5-10 cm、厚度5 cm的玉米秸秆）3种,合计6个处理。比较各处理土壤入渗特性、模型模拟土壤入渗过程、分析土壤入渗影响因素。【结果】冬灌可降低土壤初始入渗速率、稳定入渗率和累计入渗量,冬灌裸地、留秆和秸秆覆盖初始入渗率比免冬灌裸地、留秆和秸秆覆盖减少22.51%、21.49%和12.94%;稳定入渗率分别减少75.86%、27.27%和42.86%;累计入渗量分别减少61.98%、22.18%和29.31%,（免）冬灌秸秆覆盖初始入渗率比裸地和留秆分别减少14.74%、15.20%和4.20%、5.96%;（免）冬灌稳定入渗速率和累计入渗量为裸地＞秸秆覆盖＞留杆处理,稳定入渗率（免）冬灌裸地分别是秸秆覆盖和留秆的2.96、4.39倍和1.25、1.46倍,累计入渗量免冬灌裸地最大,为免冬灌秸秆覆盖的2.13倍、免冬灌留秆的2.39倍、冬灌裸地2.63倍、冬灌秸秆覆盖3.01倍和冬灌留秆3.07倍。免冬灌裸地入渗速率衰减速度最慢,冬灌裸地入渗速率衰减速度最快。通过对决定系数和均方根误差的分析,通用经验模型和 Kostiakov模型能较好模拟各处理土壤入渗过程,Horton模型次之,Philip模型拟合较差。相关分析表明,土壤初始入渗率、稳定入渗率和累计入渗量与土壤初始含水量和土壤干容重成负相关关系,而与土壤温度和土壤总孔隙度成正相关关系。土壤浅层初始含水量较深层初始含水量对土壤入渗参数影响明显。初始入渗率与0-10 cm土壤初始含水量、土壤温度、土壤容重、土壤孔隙度成显著相关关系,稳定入渗率和累计入渗量与0-10 cm土壤初始含水量、土壤容重、土壤孔隙度成显著相关关系。【结论】南疆滴灌棉田冬季休闲期通过地表覆盖和灌水可降低春季土壤入渗性能,有利于减少春季灌水定额,提高灌水效率。     

不同覆膜灌溉方式对土壤含水量及玉米生产的影响

通过研究不同覆膜灌溉条件下土壤含水量的变化及对玉米生育性状、产量等的影响,筛选出最佳灌溉方式,为节水灌溉技术在本地区的全面推广提供数据支撑。试验结果显示:膜下滴灌的耕作方式可以促进玉米生长,延长玉米生育期,耕层土壤水分条件最好。膜下渗灌产量最高,达949.57 kg/亩,亩增产424.46 kg,增产率为80.83%,但和膜下滴灌的产量之间差异不大。     

磁化水在盐渍化土壤中的入渗和淋洗效应

【目的】土壤盐渍化是影响干旱区绿洲农业生产的主要障碍因素,磁化水灌溉改良土壤可以追溯到20世纪60年代。在室内土柱模拟及田间膜下滴灌条件下对比研究不同磁处理水灌溉对土壤水分入渗及淋盐作用的影响,旨在提出一种高效降低土壤盐分的新技术。【方法】采用室内土柱模拟和田间小区滴灌相结合的试验方法,土柱模拟试验磁感应强度设4个处理：分别为0、100、300和500 mT,采用由上向下入渗,入渗至整个土柱2/3处停水、取样,研究不同磁感应强度处理的水对土壤入渗、土壤剖面含水量及盐分运移的影响,小区试验分别为普通水滴灌（CK）、磁化水滴灌(T),磁感应强度为300 mT,试验在测坑内完成,测坑面积6.67 m2,研究滴灌条件下磁化水灌溉对土壤水分渗漏及盐分分布的规律。【结果】土柱试验结果表明,磁化水可加快土壤水分入渗,与对照组相比,300 mT磁处理水可显著提高土壤湿润锋运移速度。在入渗时间为360 min时,0 mT和300 mT的湿润锋深度分别为17.0和18.5 cm;磁化水可加速土壤盐分向下运动,入渗结束后0 mT和300 mT处理在土层28 cm处的电导率值分别为10.9和12.7 mS•cm-1,Cl-含量分别是17.95和25.04 g•kg-1,Na+含量分别是4.61和5.55 g•kg-1,300 mT处理较对照（0 mT）分别增加了16.5%、39.5%和20.4 %。小区试验结果表明磁化水灌溉可显著提高土壤水分渗漏量,CK、300 mT处理（T）第一次承接的土壤渗漏液重量分别为18.8和21.9 kg,磁化水处理较对照处理增加16.5%。灌水结束后,0-100 cm土层的土壤脱盐率总体表现为磁化水处理大于对照处理,但各层脱盐率有所差别。对照和处理土壤表层0-20 cm脱盐率分别为13.8 %和23.2 %,深层土壤80-100 cm脱盐率为11.6%和29.8%。【结论】磁化水灌溉可加速土壤水分的向下运动,加快土壤盐分向下运移,表明磁化水灌溉有利于将更多的盐分淋洗出土体,300 mT磁处理效果最佳。磁化水滴灌为改良盐渍化土壤提供了一种操作简便快速、低投入与高效的方法,为在新疆大面积盐渍化土壤上应用提供了理论依据和技术支撑。     

苹果高效节水技术模式探讨

为探讨不同灌溉方式对苹果园土壤含水率、生育期耗水量、产量及水分生产效率的影响,于2009年3-12月在北京市昌平区南邵镇营坊村昆利果品基地布设了环绕滴灌、穴贮肥水小管出流、覆膜沟灌3套高效灌溉施肥技术模式,以常规树盘灌溉作为对照。分别在苹果树萌芽期、花后期、幼果膨大期、成熟期和封冻前灌水施肥,依据不同灌溉方式的灌溉效率以及田间土壤实际含水率等因素确定适宜灌水量。结果表明:1)在3种灌溉方式处理中,环绕滴灌、覆膜沟灌0.00～180.00cm土层土壤含水率较高且相对比较稳定,树盘灌溉的土壤含水率变化幅度大。2)在整个生育期内,环绕滴灌、穴贮肥水小管出流、覆膜沟灌处理分别比树盘灌溉减少灌水量58.700%、50.100%和34.400%;果园耗水量较树盘灌溉分别减少33.500%、28.600%和19.600%。3)产量方面,环绕滴灌、穴贮肥水小管出流、覆膜沟灌产量分别比树盘灌溉高6.000%、5.300%和2.900%;环绕滴灌产量达到3034.7kg/667m2;其水分利用效率最高且达到9.6kg/m3。总体来看,环绕滴灌、穴贮肥水小管出流和覆膜沟灌是较好的节水技术模式方式,值得在果园灌溉中因地制宜的加以选择应用。     

膜下滴灌的优点

<正>1膜下滴灌有利于节水由于滴水强度小于土壤的入渗速度,因此土壤不会板结形成径流,使土壤中有限的水分循环于土壤与地膜之间,减少作物的棵间蒸发。膜下滴灌的平均用水量是传统灌溉方式的12%,是喷灌的50%,是一般滴灌的70%。2膜下灌溉有利于提高肥料利用率肥料利用滴灌随水滴到作物根系土壤中,大大提高肥料利用率。并可做到适时适量,对作物生长极为有利,大大提高肥料利用率。3膜下滴灌有利于节约农药     

不同灌水技术对棉田土壤水分分布特征的影响

为了探究膜下滴灌、地下滴灌及痕量灌不同灌水方式下对土壤水分变化特征的影响,进行了不同灌水技术对棉田土壤水分分布特征的影响试验。结果表明,膜下滴灌水分入渗深度率高于地下滴灌和痕量灌,灌水周期内灌水前期膜下滴灌大于地下滴灌和痕量灌、后期低于二者,土壤温度变化以膜下滴灌处理变幅最大、地下滴灌灌水周期内变幅最小。     

陕北黄土坡地枣园降雨入渗产流试验与模拟

【目的】对陕北榆林黄土坡地枣园的降雨入渗、产流进行试验与模拟研究,为陕北坡地枣园雨水的高效利用提供指导。【方法】在陕北枣园径流小区,利用人工降雨试验,开展不同降雨强度(0.8,1.0,1.3mm/min)和不同初始土壤含水率(0.08,0.15,0.24cm3/cm3)条件下的降雨、入渗产流试验,运用Richards入渗方程结合水量平衡方程对人工降雨的入渗、产流过程进行模拟。【结果】土壤含水率相同条件下,降雨强度越大产流时刻越早,入渗达到稳定的时间越短,累积入渗量和径流量越大;降雨强度相同条件下,土壤初始含水率越大,产流越快,平均入渗率越小,趋于稳定入渗的时间越短,累积产流量也越大。模拟值与实测值相比,累积入渗量相对误差小于3%,平方根误差小于0.3mm;累积径流量平均误差≤12.5%,平方根误差小于0.4mm。模拟产流起始时刻普遍滞后于实测产流时刻,滞后时间最少为0.8min,最多为2.55min,其原因与坡面饱和导水率的空间变异性及降雨的不均匀性有关。【结论】采用Richards入渗方程并结合水量平衡方程模拟黄土坡地径流小区的降雨入渗、产流过程,结果合理可靠,且比较符合实际,但产流起始时间的模拟还需进一步探索。     

滴灌枣树适宜灌溉方式优选研究

为了探究不同滴管布置方式对枣树土壤含水率和枣树生长的影响,以和田骏枣为研究对象,研究一管双行和一管四行滴管布置方式及传统沟灌3种灌溉方式下土壤含水率、生长指标。研究表明:在灌水定额、灌水周期以及灌溉定额完全相同的情况下,滴灌条件下一行四管灌溉方式更有利于土壤水分的保持;在7月份是红枣开花和挂果的临界期,对于滴灌灌溉方式来说应增加灌水次数或者加大灌水定额。由此可见,滴灌一行四管布置处于较优水平,有较好的适用范围和推广价值。     

基于正交试验的玉米最优产量渗灌技术组合分析

【目的】研究不同作物渗灌土壤水分状况与产量效应,为渗灌推广应用提供技术参考。【方法】基于正交试验设计,以渗灌玉米产量为敏感性分析指标,研究渗灌灌溉下播种深度、渗灌埋深、灌水频次和灌水定额对玉米产量影响的敏感性,观测不同处理下土壤水分状况。【结果】渗灌与膜下滴灌土壤水分分布有所不同。渗灌耕作层土壤含水率低,中下层土壤含水率渐增;膜下滴灌耕作层土壤含水率较高,中层土壤有所下降,下层含水率增高。4 200 m³/hm²渗灌定额玉米产量达9 905.56 kg/hm²。渗灌玉米平均产量9 485.10 kg/hm²,比膜下滴灌高出12.7%。【结论】对渗灌玉米产量影响最为显著的是播种深度,其次为灌水频次、渗灌埋深,影响最小的是灌水定额。播种深度20 cm,渗灌埋深30 cm,灌水定额600 m³/hm²,灌水频次7次为渗灌玉米高产最优参数组合。