参考蒸发蒸腾量测定仪器的研究与开发

分析了现有作物需水量测定方法与计算方法在我国应用于灌溉预报时的局限性。根据土壤的蒸发机制与植物的蒸腾机理,按照参考蒸发蒸腾量(ET0)的定义,利用生物膜技术,研制了1种参考蒸发蒸腾量的测定仪器。该仪器可较好地模拟土壤蒸发与植物蒸腾的自然物理过程,仪器的试验结果显示,仪器的水位变化可与ET0有着很好的线性关系,若以此计算作物需水量,能满足灌溉预报精度要求。仪器使用方便、维护简单、价格低廉,将有良好的商品化开发及广阔的市场应用前景。     

灌溉对土壤水分分布和潜水蒸发的影响

通过室内土柱试验,对3种灌水处理条件下不同地下水埋深土壤中的水分分布和潜水蒸发规律进行了分析。结果表明,灌溉制度和地下水埋深对潜水蒸发影响较大。在同一水位下,总灌水量相同,灌水频率不同时,随灌水频率增加,潜水蒸发量显著减少;在同一水位下,低灌水频率土壤随次灌水量增加潜水蒸发减少,且水位越深,潜水蒸发量减少越大,水位越浅,潜水蒸发量减少越小。     

基于EXCEL的作物灌水率图自动绘制与修正

在灌区的规划设计中,传统作物灌水率图的绘制一般都是手工方法,不仅效率低且修正起来很不方便,而且现有的灌水率图绘制软件一般存在着灌水率计算和灌水率图绘制相互独立、无法实时动态修正等不足.基此,综合利用EXCEL软件强大的数据处理、分析功能以及图形自动绘制功能,将灌水率计算与灌水率图绘制有机结合,从而实现灌水率图的快速绘制和动态调整.这种方法操作方便、简单,值得在工程设计部门推广使用.     

根系分区交替滴灌条件下葡萄根系分布特征及生长动态

采用原位取土法和根系生态监测系统连续两年研究了葡萄的根系空间分布和全生育期根系生长动态,结果表明:葡萄根系在水平方向主要分布在距离树干100 cm的范围内,占到总根系的80％以上,而且在径向方向呈指数衰减;葡萄根系在垂直方向主要分布在0～60 cm范围的土层内,占到总根系的75％以上.根系分区交替滴灌条件下干燥区与湿润区根系生长是不同的,葡萄的新生根系受到土壤水分条件的限制和自身生长的影响.在整个生育期,葡萄根系分区交替滴灌两侧根系生长均呈抛物线变化.     

滴灌均匀系数和施氮量对白菜生长及产量和品质的影响

为了完善滴灌均匀系数设计与评价标准,在日光温室内研究了滴灌均匀系数和施氮量对白菜生长、氮素吸收、相对叶绿素含量（SPAD）、产量和品质的影响。试验中均匀系数设置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。土壤多参数传感器Hydra Probe的监测结果表明,白菜生育期内不同处理的土壤含水率和温度变化动态基本一致,而不同处理间的土壤电导率的差异主要是由其初始值不同引起的。当滴灌均匀系数不大于80%时,白菜株高、干物质质量、吸氮量和产量的均匀系数大于灌水和施肥的均匀系数,且滴灌均匀系数对株高、干物质质量、相对叶绿素含量（SPAD）、吸氮量、产量及Vc含量、总糖、硝酸盐、纤维素等品质指标均值和均匀系数的影响均不显著（α=0.05）。因此采用过高的均匀系数,对提高产量和改善品质的作用不明显,采用现行滴灌均匀系数的设计和评价标准（均匀系数Cu≥0.80）不会对白菜的生长、养分吸收和产量造成不利影响,可考虑适当降低。     

SALTIRSOIL: a simulation model for the mid to long‐term prediction of soil salinity in irrigated agriculture

The SALTIRSOIL model predicts soil salinity, sodicity and alkalinity in irrigated land using basic information on soil, climate, crop, irrigation management and water quality. It extends the concept of the WATSUIT model to include irrigation and crop management practices, advances in the calculation of evapotranspiration and new algorithms for the water stress coefficient and calculation of electrical conductivity. SALTIRSOIL calculates the soil water balance and soil solution concentration over the year. A second module, SALSOLCHEM, calculates the inorganic ion composition of the soil solution at equilibrium with soil calcite and gypsum at the soil’s CO₂ partial pressure. Results from comparing predicted and experimentally determined concentrations, observations and predictions of pH, alkalinity and calcium concentration in calcite‐saturated solutions agree to the second significant figure; in gypsum‐saturated solutions the standard difference between observations and predictions is <3% in absolute values. The algorithms in SALTIRSOIL have been verified and SALSOLCHEM validated for the reliable calculation of soil salinity, sodicity and alkalinity at water saturation in well‐drained irrigated lands. In simulations for horticultural crops in southeast Spain, soil solution concentration factors at water saturation, quotients of electrical conductivity (EC₂₅) at saturation to electrical conductivity in the irrigation water, and quotients of sodium adsorption ratio (SAR) are very similar to average measured values for the area.     

灌区尺度土壤盐渍化调查与评价——以石河子灌区和玛纳斯灌区为例

通过对玛纳斯灌区和石河子灌区土壤采样分析,获得了采样点3层土壤的总盐现状数据。利用地理信息系统软件,绘制灌区不同土壤层次的盐分分布图,定量评价了灌区内土壤盐渍化程度的分布状况。研究表明,石河子灌区和玛纳斯灌区土壤盐分表层大于下层,说明研究区土壤还未脱离积盐趋势,而且玛纳斯灌区各层土壤总盐含量的平均值明显大于石河子灌区;盐分分布图显示两个灌区土壤总盐含量沿着玛纳斯河呈现出规律性分布,流域下游灌区土壤的总盐含量相对较高。两个灌区轻度盐渍化土地所占比例较大,石河子灌区为753.3 km2(73.2%),玛纳斯灌区为1 249.5 km2(91.2%),表明研究区还普遍存在盐渍化的威胁。     

灌溉与施氮对留茬免耕春小麦氮素吸收和氮肥损失的影响

在甘肃省石羊河流域绿洲灌区,采用裂区设计大田试验,研究不同灌溉量（常规灌溉（327 mm）、节水20%灌溉（261 mm）、节水40%灌溉（196 mm））和施氮量（0,140,221,300 kg/hm^2）对留茬免耕春小麦植株吸氮量、收获期土壤硝态氮（NO3^--N）含量和氮肥损失的影响。结果表明,在留茬免耕农田中,灌溉量从196 mm增加到327 mm,小麦籽粒含氮量从1.55%增加到1.71%,植株吸氮量从134 kg/hm^2增加到190kg/hm^2。当施氮量超过221 kg/hm^2时,籽粒含氮量、秸秆含氮量、植株吸氮量不再显著增加。施氮300,221,140 kg/hm^2处理的植株吸氮量比不施氮处理的分别提高47%,37%和18%;在春小麦收获期,土壤表层（0-60 cm）NO3^--N含量随灌溉量增加而减少,随施氮量增加而增加,灌溉和施氮对60 cm以下土壤NO3^--N含量影响不明显。与不施氮处理相比,施氮300,221,140 kg/hm^2的氮肥损失分别为186,137,94 kg/hm^2。     

间歇供水条件下点源入渗规律研究

对间歇供水和连续供水方式下的杨凌粘壤土点源入渗进行了室内对比研究。结果表明:间歇供水地表点源入渗水平和竖直方向的最大入渗距离与入渗时间存在显著的幂函数关系;在灌水定额相同的条件下,大滴头流量(4L/h)间歇滴灌与小滴头流量(2L/h)连续滴灌相比较,间歇供水能有效增加水平湿润距离,同时垂向入渗距离降低15%;对应于同一灌水量,采用30min、60min和120min等3种间歇周期对点源入渗的水平和垂向入渗距离无明显影响。     

滴灌条件下地膜覆盖对玉米田间土壤水热效应的影响

水热条件是影响作物生长和发育的重要因素之一,通过田间试验研究了有膜滴灌和无膜滴灌对玉米的土壤水分和温度的变化。结果表明:在玉米生长前期,有膜滴灌0~20cm土层的含水率较无膜滴灌高出6.4%,差异显著(p0.05),但在30~100cm土层,有膜滴灌土壤含水率却比无膜滴灌低6.1%~7.54%,差异显著(p0.05)。玉米生育期前期(5-6月),覆盖地膜比无膜措施平均温度高0.4~4.1℃;种植后30d,覆盖地膜处理在5~10cm土层的日较差显著高于无膜处理,但其他土层差异却不显著,可见地膜覆盖在玉米生育期前期可以增加土壤浅层温度,提高土壤表层含水率,为玉米的生长发育提供了良好的水热条件。