土壤水分垂直运移建模与优化

在滴灌条件下,滴头流量对土壤的水分运移影响很大,是影响作物生长的主要因素。依据滴灌条件下土壤水分垂直运移的观测数据,建立滴头流量与水分垂直运移距离的传递函数模型,利用粒子群优化(PSO)算法对模型的各个参数进行辨识与优化。在同一滴头流量下,比较不同土壤水分垂直运移模型的动态变化,验证了土壤水分垂直运移传递函数模型在不同流量下的有效性,为实现作物根系所需水分垂直运移距离的反馈调节,有效地保证作物根系所需的水分,减小水资源浪费创造了条件。     

灌溉方式对土壤中水分运动影响的模拟研究

在温室生产中,作物需要的水分主要依靠滴灌和喷灌方式供给,为了解在不同灌溉方式下土壤中水分运动的规律,以Navier-Stokes方程为框架、运用CFX流体动力学分析软件对滴灌和喷灌方式下水分运动情况进行了三维稳态模拟,模拟中设单位时间内供水量相同.模拟结果显示:灌溉方式对土壤中水分运动和分布有重要作用.在滴灌下,水分主要集中在作物根系区域,水分利用效率高.土壤水分呈近球状分布,随着灌溉时间的增加,球形边界逐渐模糊并向土壤深层延伸.在喷灌下,土壤水分一层层向下渗透,水分含量呈从上往下逐步递减,在每一层中的水分含量相对均一,在相同灌溉量下水分接触土壤量比滴灌时少.     

冬小麦微喷带灌溉条件下水肥运移规律研究

[目的]研究微喷带灌溉方式对冬小麦灌水后水肥均匀度和运移的影响。[方法]通过对微喷带灌溉条件下冬小麦不同生长时期,距微喷带垂直距离25、50、75 cm土壤剖面0~20、20~40、40~60 cm土层水分、碱解氮和速效磷含量的测定,研究冬小麦农田土壤水分和养分在土壤中的变化及运移规律。[结果]各土层速效养分运移规律与水分运移规律基本一致;作物生长不同时期,水肥在0~20cm土层中均匀度不同,但20~60 cm土层水分变化趋于一致;碱解氮主要集中在0~60 cm土层,速效磷灌水施肥后主要集中在0~40cm土层。[结论]该研究为制定科学的灌溉施肥制度提供理论依据。     

节水灌溉方式对水稻产量和稻田土壤性状的影响综述

水稻是我国最重要的粮食作物,同时也是用水量最多的作物。耗水量大、水分利用效率低是我国水稻生产面临的突出问题。随着我国人口的不断增长和经济的快速发展,水资源短缺日益严重。因此,发展节水灌溉对稳定水稻生产和节约水资源具有重要意义。不同节水灌溉方式对稻田灌水量、水稻产量和水分利用率有明显影响。土壤是水稻生长的重要载体,水分管理方式直接影响土壤有关性状,从而直接或间接引起根系生长发生变化,进而影响水稻生长发育和产量形成。本文综述了湿润灌溉、干湿交替灌溉、水稻强化栽培以及覆盖旱作等主要节水灌溉方式对水稻产量和稻田土壤主要性状的影响,并提出了未来在该方面的研究重点,以期为水稻高产节水栽培和土壤定向调控提供理论依据。     

不同灌溉量对枸杞土壤水分变化规律的影响

为研究不同灌水量对于枸杞土壤水分变化的影响,利用中宁县玺赞枸杞庄园的节水灌溉试验场、滑轨式遮雨棚及PR2-6土壤剖面水分速测仪对宁杞7号枸杞进行了不同定额灌溉试验。结果表明,枸杞根系主要分布在0～40 cm深的土层,该层受灌水的影响较大,当灌溉量越大时,土壤体积含水率增值越大,且枸杞根系在30～40 cm深度吸水能力最强。一般而言,灌水后土壤体积含水率均大于灌前,且灌溉量越大,土壤体积含水率变化幅度越大,但灌溉量较小则不能较长时间满足枸杞生长的需要。当灌水过于饱和时,水分蒸发和向深层运移的越多,使得水分利用率降低。综合考虑,灌溉量5 763.45 m³/hm²的效果最佳。     

灌水量对日光温室黄瓜水分分配及硝态氮运移的影响

为了揭示灌水量对日光温室黄瓜水分分配及硝态氮运移的影响,以津育5号黄瓜(Cucumis sativus L.)为试材,研究了常规灌溉、常规灌溉量下浮25%和50%3个灌水量条件下,灌溉水的去向、硝态氮淋洗、根层土壤硝态氮运移、根系分布及产量和水分利用效率。结果表明:减少灌水量使水分深层渗漏、土面蒸发及土壤储水量下降,而植株蒸腾量和含水量不同处理差异不显著;在本试验设定的灌水量范围内,灌水量减少有增产趋势,下浮25%和50%分别比常规灌溉增产10.5%和15.4%,水分利用效率提高10.9%和22.0%;并减少了硝态氮的淋洗量,促使养分更多的分布于根层,对节水和保护地下水环境具有重要意义。     

不同水肥调控措施对马铃薯种植土壤养分运移的影响

在田间试验条件下,研究了常规灌溉施肥和滴灌施肥两种水肥调控措施对马铃薯产量及土壤中碱解氮、有效磷、速效钾养分运移的影响。结果表明:灌溉施肥方式和土壤质地都会对土壤剖面养分运移产生影响;滴灌施肥技术的合理应用,有利于改善作物根系生长环境和养分供应,使土壤表层在较长时期内保持较高的养分含量水平;与常规灌溉施肥处理相比,合理应用滴灌施肥技术能显著增加马铃薯的块茎产量,提高商品薯率,其中块茎产量增幅达29.72%～36.42%。研究结果为不同水肥调控措施在马铃薯生产中的合理应用提供重要理论指导。     

滴灌条件下砂壤土枣林的水分入渗及再分布过程

本文研究了水分在砂壤土中入渗和再分布的规律特征,为枣树的合理灌溉及有效节水提供依据。以各径级枣树根系在沙壤土中的分布为依据,运用Decagon公司生产的ECH20土壤水分传感器与48通道的自动数据采集器动态测量其合理的布置,得到灌水期及灌水结束后水分分布的特征值。根据被采集数据的特征值对水分的运移距离、运移时间、运移速率在水平和垂直方向上进行比较,了解土壤水分运移及含水率的变化,绘出灌水结束及水分再分布湿润体模型。结果表明,(1)在灌水初期,不同滴头流量的水分运移距离,运移速率水平方向均大于垂直方向;(2)水分再分布湿润体大于灌水结束时湿润体,而在相同位置灌水结束时湿润体含水率大于再分布湿润体含水率;(3)砂壤土中水分特征值及湿润体分布范围为枣树的灌溉制度提供依据,达到节水目的。     

不同水分处理下的棉花根系吸水率特性研究

以棉花为试验材料,采用室内试验和理论计算的方法,以水分为控制因子,以土壤水分动态变化情况为研究对象进行研究。结果表明,土壤表层水分运动较为剧烈;土壤含水率与植物根系吸水率在一定范围内呈正相关;以土壤水分动态资料建立根系吸水模型可为棉花种植建立合理的灌溉制度提供理论依据。     

水分胁迫对白三叶水分利用能力的影响

[目的]研究不同品种白三叶幼苗在水分胁迫下根系生长与其对土壤水分利用能力之间的关系,以期为该物种的合理利用及工程节水提供科学依据。[方法]通过抗旱性能不同的2个品种的栽培对照试验,研究了水分胁迫对白三叶叶片相对含水率、根系分布和土壤水分利用的影响。[结果]在水分胁迫发生时,白三叶叶片相对含水率不断下降,甚至干枯或死亡;土壤水分变化还影响到白三叶根系在土壤中的分布情况,使不同层次土壤中的根量发生改变,从而改变了白三叶的吸水状况。不同品种又表现出不同的特性,抗旱性较强的品种通过增加深根数量提高对深层土壤水分的吸收能力显著大于抗旱性较差的品种。[结论]不同层次土壤含水量的差异是白三叶不同品种对干旱适应性调节的表现,抗旱性较强的品种在干旱胁迫发生时深根数量增加,吸收土壤深层水分的能力较强,水分利用效率更高,因而能够节约灌溉用水;抗旱性较差的品种深根数量较少,仅能利用表层土壤中的水分,而对土壤深层的水分吸收能力较差,过早表现出了受害症状,对工程节水不利。     

加工番茄膜下滴灌根系分布规律的研究

研究了根区水分变化对加工番茄根系分布及产量、水分利用效率的影响.结果表明:滴灌条件下,加工番茄根系干物质主要分布在0～30 cm土层内;不同水分处理对根系干物重和根长密度的垂直分布有着显著影响.其中,调亏灌溉处理在60 cm以下土壤根系分布相对较高,且显著高于其它两个处理;根系水平分布的集中区域随土壤含水量的升高逐渐远离滴灌带,适水灌溉和充分灌溉处理根量水平分布无显著差异,但均显著高于调亏处理;研究也表明,灌前0～60 cm土层土壤含水量,以开花初期根区水分保持在60;～65;、开花座果期以75;～80;、结果期保持80;～85;,结果后期又降至60;～65;的田间持水量,根系发育健壮,单株结果数较多,根冠比较高,产量和水分利用效率最高.通过滴灌自动控制根区水分,用根钻法结合DT-SCAN图像分析技术来研究大田加工番茄根系分布规律是一种可靠的方法.     

草莓生育期需水规律研究

为了研究草莓对水分的需求规律,通过在温室畦面上安装水分测定设备“智墒”来监测土壤中水分含量,通过水分含量数据及根系分布情况确定灌溉次数和灌溉量,由此确定草莓整个生育期对水分的需求。研究结果有助于科学完善种植户对草莓的管理,提高水分的利用率,进行精细化管理。     

土壤-根系统养分迁移和吸收的数值模拟Ⅰ.植物根系吸收养分的稳态模型

根据养分在土壤-根系统中运移和吸收机制,同时考虑植物的根系生长、根系水分吸收以及土壤养分浓度的变化等特点,通过时段的控制,实现根际环境中稳态的养分剖面,在此基础上建立了根系吸收养分的稳态模型.根据实测的土壤、植物养分运移和吸收参数,用逐步迭代的方法计算植物根系的吸收养分总量,该模型具有计算简单,模拟条件灵活变化的特点.     

土壤-根系统养分迁移和吸收的数值模拟 Ⅰ.植物根系吸收养分的稳态模型

根据养分在土壤-根系统中运移和吸收机制,同时考虑植物的根系生长、根系水分吸收以及土壤养分浓度的变化等特点,通过时段的控制,实现根际环境中稳态的养分剖面,在此基础上建立了根系吸收养分的稳态模型。根据实测的土壤、植物养分运移和吸收参数,用逐步迭代的方法计算植物根系的吸收养分总量,该模型具有计算简单,模拟条件灵活变化的特点。     

基于SWAP模型的稻田节水增产灌溉模式研究

利用田间试验资料对SWAP模型进行验证.利用模型模拟不同灌水方案的水分运移,分析不同灌溉方案的作物产量和水分利用效率.结果表明:(1)SWAP模型可以模拟稻田的水分运移和相对产量,为稻田水分运移和水稻产量的研究提供了一种方便可行的方法;(2)按试验设计标准制定的控制灌溉C的实际产量和水分利用效率均最大,分别比常规灌溉增加8.45％、25.55％;(3)按试验设计标准设定的控制灌溉C是一种节水增产的灌溉模式.     

单点源入渗土壤水分运移室内试验

通过室内滴灌试验对滴灌情况下土壤中的水分运移情况进行观察和含水率变化测定。结果表明,在同一滴头流量下,滴灌所得水平湿润锋X与Y方向上的运移速率一致,且水平湿润锋形状呈圆形分布;在不同滴头流量下,其水平湿润锋在同一方向上的运移速率随着流量的增加而增大,灌溉结束后的湿润锋距离也随着流量的增大而增大,且湿润锋的距离与时间呈幂函数关系;在垂直方向上,滴灌入渗深度随着流量的增大而增大,不同深度土壤的含水率变化前期与时间呈对数函数关系,随着水分再扩散过程的进行,含水率整体下降且最终趋于稳定。     

增加土壤有机质——抗旱节水的重要途径

<正> 农作物产量提高,一方面需要水,另一方面水资源缺乏,人们把着眼点放在引水、打井等方面,而忽视了贮水量大、水分利用率最高的土壤。农作物生长所需的水分主要是土壤水,土壤水的来源有地下水补给和灌溉降水补给。随着地下水位不断下降,地下水很难上升到耕层,因此作物根系主要活动区的土壤上层保蓄水问题就显得非常重要。土壤有机质含量的高低,不但决定土壤肥力的高低,而且体现出土壤的蓄水保墒及抗旱能力。     

不同灌溉制度对玉米生长过程中水分利用的影响

以玉米为试验材料,研究不同灌溉制度对玉米生长过程中水分利用情况的影响。结果表明,土壤水分是影响玉米根系分布的重要指标,早期缺水对玉米根系向土壤深层的延伸程度大于只在玉米生长中期缺水处理;玉米生长前期对水分需求非常旺盛,会直接影响玉米整体生长期,进而影响作物产量;后期水分亏缺,能够提高玉米对水分的利用率,对作物产量影响较小。     

果树根系水分吸收与传导研究进展

掌握果树根系的组织结构和形态特征,对研究果树根系水分吸收与传导、阐明果树抗旱机理和促进水资源的高效利用具有重要意义。通过对果树根系结构、根系分布特征以及土壤水分对果树根系水分吸收与传导的影响进行综合分析,探讨了水分胁迫下根系水分吸收与传导的机理,以及分区交替灌溉对果树根区水分的影响。     

水分调亏对大田作物的影响及其在农业中的应用前景

本论文探讨了水分调亏作为一种关键的灌溉管理策略,其在大田作物生长和产量方面的影响机制及农业应用。面对全球气候变化引发的干旱和水资源短缺问题,水分调亏成为提高农田水分利用效率的紧迫问题。该策略通过在关键生长阶段减少灌溉水量,引导作物适应较少水分的条件,维持产量的同时提高水分利用效率。论文综述了水分调亏对根系生长、叶片水分蒸腾、光合作用等关键因素的调控作用,并强调了不同作物在水分调亏响应上的差异。实践案例验证了水分调亏在不同地区和作物上的显著成效,包括提高产量、水分利用效率和土壤生态环境的稳定性。未来研究应关注不同气候条件下的最佳实践和新兴农业技术的应用,以更科学合理地实现水分调亏的动态管理,推动农业水资源的可持续利用。