交替隔沟灌溉土壤水分时空分布与灌水均匀性研究

 以春玉米为试验材料 ,在甘肃河西民勤沙漠绿洲区进行大田试验 ,研究控制性交替隔沟灌溉水分的时空分布特性和灌水均匀性。试验结果表明 ,在玉米生长期内 ,对灌水沟进行交替干燥和湿润 ,可以使作物根系经受一定程度的干旱锻炼 ,提高根系的吸收补偿效应 ;交替隔沟灌溉中 ,由于在灌水沟和非灌水沟之间没有形成零通量面 ,其水分的侧向入渗明显增强 ,从而可减少土壤水分发生深层渗漏的机率 ;同常规灌溉相比 ,虽然交替灌溉的用水量有所减少 ,但其灌水均匀性与常规灌溉没有显著差异     

春小麦垄作交替隔沟灌溉研究

春小麦垄作交替隔沟灌溉试验结果表明,在1 500、2 250 、3 000 m3/hm2灌水量水平下,春小麦交替隔沟灌溉折合产量均高于逐沟灌溉;在灌溉定额为2 250 m3/hm2和3 000 m3/hm2的水平下,隔沟交替灌溉水分利用效率均高于逐沟灌溉;同等产量交替隔沟灌溉较逐沟灌溉节水1/3～1/2.     

夏玉米控制性交替隔沟灌溉农田蒸发蒸腾的试验研究

[目的]为夏玉米田间用水管理提供指导。[方法]分析垄植夏玉米控制性交替隔沟灌溉条件下不同水分处理棵间土壤蒸发与作物蒸腾的变化规律,探讨影响棵间土壤蒸发的主要环境因素。[结果]灌水后,棵间土壤蒸发呈明显上升趋势,而后逐渐减小;交替隔沟灌溉灌水后约50％的地表土壤处于干燥状态,可明显减少棵间土壤蒸发,降低无效耗水,提高水分利用率;播种-出苗期,棵间土壤蒸发量占耗水量的比例最高（88％以上）,抽雄-灌浆期两者比例最低;影响棵间土壤蒸发的主要因素有：辐射、气温、湿度、风速、土壤含水率等。[结论]控制性交替隔沟灌溉具有明显的节水效果。     

交替隔沟灌溉棉花群体生理指标的水氮耦合效应

【目的】研究交替隔沟灌溉棉花群体生理指标、生物量、产量的水氮耦合效应。【方法】本试验采用交替隔沟灌溉方式进行大田小区试验,施氮量和灌水量采用二次通用旋转组合设计,分析棉花群体生理指标在不同水、氮组合下（灌水量：37.48—218.52 mm;施氮量：56.2—134.2 kg?hm-2）的变化规律。【结果】棉花叶片光合势(LAD)、作物生长率(CGR)、群体净同化率(NAR)、叶面积指数(LAI)、产量、生物量的水、氮单因子效应表明,施氮量56.2—122.8 kg?hm-2时,各群体生理指标、产量、生物量与施氮量呈显著的正相关。施氮量122.8—134.2 kg?hm-2时,LAD、CGR与施氮量呈显著的正相关,NAR、LAI、产量和生物量变化不显著。灌水量37.52—192 mm时,群体生理指标、产量、生物量与灌水量呈显著的正相关。灌水量192—218.48 mm,LAD、CGR、LAI与灌水量呈显著的正相关,NAR、产量和生物量变化不明显。棉花群体生理指标、生物量、产量的水氮耦合效应表明,灌水量在37.52—192 mm范围内,LAD、CGR、NAR、LAI随灌水量增加而均增长,但增长趋势随施氮量增加而逐渐降低。灌水量在192—218.48 mm各群体生理指标、生物量、产量变化不显著。施氮量56.2—95.2 kg?hm-2,群体生理指标、产量、生物量随施氮量增加而增长,但增长趋势随灌水量增长而逐渐降低。施氮量从95.2增加到134.2 kg?hm-2,各群体生理指标、生物量、产量随施氮量变化不显著。【结论】交替隔沟灌能够协调棉花群体生长发育,提高棉花产量和水、氮利用效率。     

小管出流环沟灌溉土壤水运动的数值模拟

建立了小管出流环沟灌溉土壤水运动的数学模型和环沟内水流推进模型，并用数值法求解，应用该模型可以确定小管出流环沟灌溉的技术参数。     

Water Consumption and Maize Yield for Alternative Furrow Irrigation in Western Heilongjiang Province

Aiming at less and un-uniform distribution rainfall problems, the serious draught in spring, low crop production and water efficiency in sandy soil area of Heilongjiang Province, the experiment of alternative furrow irrigation was conducted in Dumeng County in 2009. The purpose of the experiment was to find the water consumption law and its influence on maize yield. The results showed that the highest water consumption was during the heading stage and the highest daily consumption of water was during the filling stage. The stimulation effect of alternative furrow irrigation on yield was obvious in the appropriate irrigation level. The best irrigation pattern for the highest yield was as follows： the seedling stage was 325 m3. hm^-2; the jointing stage was 400 m3-hm^-2; and the filling stage was 288 m3- hm-2. The water consumption during each growing period was that the seedling was 38.85 mm; the jointing was 108.11 mm; the heading was 124.39 ram; the filling was 88.96 ram; the milk was 60.21 ram; and the harvesting was 47.89 mm.     

交替隔沟灌溉和施氮对玉米根区水氮迁移的影响

 【目的】研究交替隔沟灌溉条件下作物根区土壤水氮迁移和累积。【方法】利用小区试验,对供试玉米采取不同的水分和氮素处理,测定交替隔沟灌溉条件下玉米根区土壤硝态氮、铵态氮和水分的变化。【结果】施氮后沟中硝态氮含量增长很快,大多集中在地表下0～30 cm处。随着时间的推移,上层土壤水分携带氮素养分下渗,造成下层土壤硝态氮含量的上升。收获时低水高氮处理的整个剖面上硝态氮的累积量最大,是高水高氮处理的1.2倍,低水低氮处理的是高水低氮的1.27倍。施氮后表层0～30 cm土壤铵态氮含量和累积量达到高峰,30 cm以下变化不明显。收获时各处理的铵态氮在剖面上的分布和累积基本相同。高水处理的土壤水分累积量明显大于低水处理,氮素水平的高低对土壤水分的累积影响不大。【结论】施氮量和灌水量是影响土壤硝态氮、铵态氮和土壤水分分布和累积的最主要因素。高水处理造成根区硝态氮淋失,降低了氮肥的利用。施氮量与硝态氮在根区剖面上的累积呈正相关。与硝态氮含量相比,铵态氮含量较低并且变化不大。最佳的水氮耦合形式为低水高氮（施氮量240 kgN•ha-1,灌水量1485.71 m3•ha-1）。     

交替灌溉方式土壤水分运移及垄体参数初探

交替灌溉作为一种大田作物栽培灌水方式已逐步受到关注。为研究灌水前后水分在垄沟之间的运移及交替灌溉方式适宜的垄高、垄宽等技术参数,试验模拟了交替灌溉不同垄体参数的灌水试验。结果显示,垄背、垄坡、灌水沟和非灌水沟4个观测点同一土壤剖面存在明显的土壤含水量梯度,水分的侧向入渗增强,从而减少了土壤水分发生深层渗漏的几率;交替灌溉方式下,采用15 cm垄高、55 cm垄宽的垄体标准,利于增大地表面积、改善植物生长环境,同时还可使交替灌溉水得到最优分配,达到高效节水效果。     

膜下滴灌与细流沟灌对玉米生长及产量的影响

【目的】明确等灌溉量膜下滴灌与细流沟灌对玉米生长、产量及水分利用效率的影响。【方法】以郑单958为研究对象,于2015—2021年进行田间试验,通过管式水分仪测定窄行、根区和宽行下0—50 cm土层水分含量,研究膜下滴灌与细流沟灌对土壤水分分布状况及其对玉米株高、叶面积指数、叶绿素含量、生物量、产量、水分利用效率等的影响。【结果】膜下滴灌优先补充窄行和根区的土壤水分,而细流沟灌优先补充宽行表层的土壤水分。而玉米耗水主要集中在0—30 cm土层范围内,膜下滴灌的窄行和根区0—30 cm土层水分含量均高于细流沟灌;随着土层深度增加灌溉对土壤含水量的影响减小,40—50 cm土层水分动态受灌溉方式影响较小。膜下滴灌较细流沟灌可显著促进玉米在开花期和成熟期的生长,提高叶面积指数。开花期膜下滴灌玉米的株高和叶面积指数较细流沟灌平均增加4.3%和8.3%,成熟期平均增加4.9%和15.1%。开花期和成熟期玉米总生物量均为膜下滴灌>细流沟灌处理,开花期增加12.2%,成熟期增加11.5%。膜下滴灌处理的玉米干物质转移量、干物质转移率和干物质转移量对籽粒贡献率均显著高于细流沟灌处理,分别增加17...     

南疆绿洲灌区调控沟灌条件下棉花生育期土壤盐分变化研究

[目的]研究调控沟灌条件下棉田沟、垄0～60cm深度土壤盐分变化。[方法]以南疆绿洲灌区棉花为研究对象,采用常规沟灌、调控沟灌和固定隔沟灌3种灌水方式,设3900、3600和3300 m3/hm23个灌水量。[结果]在相同水量（3900 m3/hm2）控制条件下,灌水前后各处理在0～60cm深度的盐分降低都较明显,其中常规沟灌比调控沟灌和固定隔沟灌的脱盐率低;在相同灌水方式下,在不同水量控制下,0～60cm深度上调控沟灌3600 m3/hm2的沟、垄灌后较灌前盐分都明显降低,且整个深度上的脱盐率均大于其他处理。[结论]从棉花生长综合效果来看,调控沟灌优于常规沟灌和固定隔沟灌。调控沟灌3600 m3/hm2的盐分变化更有利于棉花的生长,适合在当地推广。     

西北内陆旱区不同沟灌水肥对甜瓜水分利用效率和品质的影响

 【目的】甜瓜是西北内陆旱区的一种主要经济作物,探讨不同沟灌水肥对甜瓜水分利用效率(WUE)和品质的影响,提出适合该地区的甜瓜水肥高效利用技术模式。【方法】于2008和2009年在甘肃武威中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站开展了连续两年的田间试验,在膨果期分别设置了3个灌水下限水平：65%—70%、55%—60%、45%—50%的田间持水量(FC);施肥量设置为：160、120、80 kgN?hm-2和无肥对照处理;灌溉方式为常规沟灌和隔沟灌。【结果】膨果期适度水分亏缺有利于提高甜瓜的水分利用效率,并在一定程度上改善其品质;相同施肥量条件下,灌水量下限为55%—60% FC处理其WUE、总可溶性固形物(TSS)和Vc含量普遍高于灌水量下限为65%—70% FC处理的结果;相同水分条件下,施肥量为120 kgN?hm-2处理其产量、WUE、TSS和Vc含量均高于施肥量为160 kgN?hm-2和施肥量为80 kgN?hm-2处理的结果。隔沟灌处理的WUE比常规沟灌高4.5%—10.6%。【结论】适合于该地区的甜瓜水肥组合模式为膨果期灌水下限为55%—60%FC和全生育期施氮量为120 kgN?hm-2。     

论新疆膜下滴灌棉花土壤水分布

新疆棉花的膜下滴灌技术从开始试验到实地应用的全过程经历着实地的研究验证、全面的推广应用、大面积的膜下滴灌棉花种植全过程。     

咸水滴灌条件下土壤盐分运动规律

选择新疆尉犁县土壤含盐量较高的当年造林地,利用咸水进行滴灌,比较研究了4个月间不同灌溉量的土壤盐分变化,并对一个灌溉周期内灌溉前及灌溉后168 h时段,距滴头不同距离的土壤剖面盐分运移规律进行观测.结果表明:咸水滴灌,地表积盐现象明显,在0～10 cm土壤湿润区内部可形成一个低盐区,适宜林木根系发育;灌溉周期相同,单次灌量越大,盐分会被淋洗的更远,滴头附近积盐程度越轻;在一个灌溉周期内,盐分先向下和向内移动,后向表层和外侧移动.     

亏缺灌溉中土壤含水量的试验控制

[目的]分析不同亏缺灌溉中保持土壤含水量方法的优劣,为亏缺灌溉提供理论依据。[方法]收集亏缺灌溉常用的试验方法,分析它们的适用条件。[结果]垂直土柱吸渗法是根据土壤水吸力是随高度变化来控制土壤水分含量。分层供水法在保证水分均匀分布的同时,也遇到了土壤通气、封层的泄漏问题,以及根系的不均匀分布的问题等。薄层土壤种植箱法可把土壤维持在低于田间持水量的恒定水势条件下。氯化钠、硝酸钾、蔗糖和甘露糖醇等溶质可以模拟水分胁迫。聚乙二醇是最好溶质。表面灌水法采用的方式主要有不同灌水定额法和推迟灌溉法,现在后者利用较多。[结论]在亏缺灌溉中,应根据不同的试验目的与条件,选择适宜的灌溉方法。     

地下加气渗灌对土壤水分入渗速率及水盐分布的影响

【目的】研究加气渗灌模式下土壤水盐运移规律,为新疆南疆地区节水灌溉方式和盐碱地改良方法提供借鉴。【方法】采用室内土箱试验,设置处理为标准加气量,灌前加气(T₁),灌水中间段加气(T₂);1.5倍标准加气量灌前加气(T₃),灌水中间段加气(T₄)的两因素两水平完全试验,并设置不加气处理CK为对照组,灌水量统一设置为13 L。灌水结束后静置24 h,取样分析水分在土壤中的入渗速率和湿润体内水分及盐分分布。【结果】加气处理较不加气处理灌水结束时间更早。T₁,T₂,T₃,T₄处理灌水时间较CK处理分别缩短8.70%,28.99%,31.88%和43.48%,加气处理较CK处理土壤中水分入渗速率更快。加气量增加,入渗速率也随之增加。在距渗灌管水平距离0 cm,一维纵深20～30 cm处土壤平均质量含水率分别为16.2%,13.31%,14.61%,13.07%,13.21%。在距渗灌管水平距离15 cm,一维纵深10～35...     

水氮耦合对隔沟灌溉温室番茄品质的影响

试验设置固定隔沟灌和交替隔沟灌2种灌溉方式,每种灌溉方式设置2个灌水水平和2个施氮水平,共8个处理,展开不同水氮组合对温室番茄品质影响的研究。结果表明,固定隔沟灌、降低灌水量可显著提高番茄的可溶性固形物、有机酸、可溶性糖和维生素C质量分数;增加施氮量能显著提高番茄的有机酸质量分数。交替隔沟灌,增加施氮量可显著提高番茄的可溶性固形物质量分数;增加灌水量可显著提高番茄的有机酸和维生素C质量分数,降低施氮量或增加灌水量均能显著降低番茄硝酸盐质量分数。交替隔沟灌更有利于提高番茄的可溶性糖质量分数,降低硝酸盐质量分数,提高果实品质。     

Effects of Drip System Uniformity and Irrigation Amount on Water and Salt Distributions in Soil Under Arid Conditions

The dynamics of water and salt in soil were monitored in the 2010 and 2011 growing seasons of cotton to evaluate the salinity risk of soil under drip irrigation in arid environments for different management practices of drip system uniformity and irrigation amount.In the experiments,three Christiansen uniformity coefficients(CU) of approximately 65,80,and 95%(referred to as low,medium,and high uniformity,respectively) and three irrigation amounts of 50,75,and 100% of full irrigation were used.The distribution of the soil water content and bulk electrical conductivity(EC b) was monitored continuously with approximately equally spaced frequency domain reflectometry(FDR) sensors located along a dripline.Gravimetric samples of soil were collected regularly to determine the distribution of soil salinity.A great fluctuation in CU of water content and EC b at 60 cm depth was observed for the low uniformity treatment during the irrigation season,while a relatively stable variation pattern was observed for the high uniformity treatment.The EC b CU was substantially lower than the water content CU and its value was greatly related to the water content CU and the initial EC b CU.The spatial variation of seasonal mean soil water content and seasonal mean soil bulk electrical conductivity showed a high dependence on the variation pattern of emitter discharge rate along a dripline for the low and medium uniformity treatments.A greater irrigation amount produced a significantly lower soil salinity at the end of the irrigation season,while the influence of the system uniformity on the soil salinity was insignificant at a probability level of 0.1.In arid regions,the determination of the target drip irrigation system uniformity should consider the potential salinity risk of soil caused by nonuniform water application as the influence of the system uniformity on the distribution of the soil salinity was progressively strengthened during the growing season of crop.     

喷灌条件下冬小麦根系分布与土壤水分条件的关系

根据喷灌水分在土壤中的分布特点,研究了不同灌水定额下冬小麦根系生长规律和分布状况．结果表明：同地面灌相比,喷灌条件下作物根系相对集中于表层,有上移现象,喷灌更适合作物生长需要,可提高水分的利用率;根长密度不论是在拔节期还是在收获时其最大值总是在20cm深度,在剖面上的垂直分布随深度增加而递减;不同灌水处理下根系的衰亡速率出现差异,灌水量大根系的衰亡速率较小,在灌水总量相近的情况下,表层能较长时间保持湿润的处理,其根系衰亡速率要小。总体根系的衰亡主要表现为表层根系的衰亡;在该试验的3个灌溉水平下,小麦拔节期和收获时各处理不同层次的根干质量无显著性差异．     

不同土壤湿度对膜下滴灌棉花根系生长和分布的影响

 【目的】精量制定膜下滴灌棉花的田间水分管理制度和揭示滴灌棉花的增产机理。【方法】以田间试验为基础,设置90%θf、75%θf和60%θf（θf田间持水量）3个土壤湿度处理,在棉花不同生育阶段采用双向切片法测定棉花根系和根冠比;用时域反射仪测定土壤水分;最终测棉花产量。【结果】3个土壤湿度所对应的棉花根系生长过程呈“S”形变化,但是,由于75%θf处理的棉田土壤含水量始终处于适宜范围内,全生育期棉花根系生长速度快及最终根重大;90%θf处理的土壤水分太充足,根系生长速度缓慢,其根区土壤中根重最小;60%θf处理的根重介于其它2处理的根重之间。3个处理的棉花根重垂直分布呈锥形负指数递减模式,且随土壤湿度提高,深层根重减小幅度大,根系变浅。0～30 cm土层中,75%θf处理的棉花根系所占总根重比例最高。水平方向上棉花根系主要分布在膜下窄行和宽行土壤中,膜外裸地中根重很小;各土壤湿度处理中,75%θf处理下膜下窄行或宽行的根重都比90%θf和60%θf处理的根重大。棉花根冠比随着土壤湿度的增加有减少的趋势。不同土壤湿度处理对棉花产量有不同的影响,75%θf处理下的产量最高。【结论】膜下滴灌条件下土壤水分持续维持较高水平,对棉花根系生长及产量有不利的影响。     

沟灌入渗参数影响因素的试验研究

以大田沟灌入渗试验资料为依据，分析了在土壤条件一定的情况下，沟距、湿周与侧向影响数对沟灌入渗及考斯加柯夫模型入渗数Ｋ，α的影响，对改善考斯加柯夫模型在沟灌入渗中的实用性有着积极的作用。