水稻不同需水关键期适宜灌水下限指标研究

在5 m2有底测坑内研究水稻拔节孕穗期和抽穗开花期70%～90%土壤饱和含水率灌水下限对灌溉制度、渗漏量和产量等的影响。结果表明,不同灌水条件下,灌水次数、灌水模数、灌溉定额发生较大变化,灌水次数在本田期为28～37次,灌溉定额为8 190～9 450 m3/hm2,各处理渗漏量随着灌水量的降低而降低,渗漏量为灌水量的54.22%～64.25%,拔节孕穗期较抽穗开花期需水更敏感,拔节孕穗期应保持湿润状态,抽穗开花期适宜灌水下限为90%。     

基于RZWQM模型的冬小麦—夏玉米水氮管理评价

利用2010和2011年在中国科学院通州农田水循环与现代节水灌溉试验基地获取的冬小麦-夏玉米轮作条件下不同水肥管理时的试验数据,对RZWQM(Root zone water quality model)模型中的土壤水分、氮素和作物模块进行率定和验证,模型验证结果表明各土层土壤含水率的均方根误差(RMSE)和相对误差(MRE)分别在0.015~0.026 cm3/cm3和-6.66%~5.83%之间变化,土壤贮水量模拟值与实测值一致;冬小麦和夏玉米产量、吸氮量的模拟值与实测值的相对误差(RE)小于25%。该结果表明率定和验证后的RZWQM模型能够用来模拟华北地区冬小麦-夏玉米轮作条件下土壤水、氮及作物动态变化。利用率定和验证后的模型分析对比了常规施氮条件下,不同喷灌灌水频率和传统灌溉方式对作物产量和氮素渗漏的影响。结果表明在灌溉总水量相同的条件下,当20 cm蒸发皿累积蒸发量为30~70 mm时开始灌溉,其作物产量高且氮素渗漏量和损失量小。综合考虑作物产量和环境效应,推荐较优的喷灌灌溉频率为累积蒸发量为30~70 mm时开始灌溉。     

水分非均匀分布条件下土壤CO_2的排放特征

为了研究水分非均匀分布条件下旱地土壤CO2的排放特征,采用静态箱-气相色谱法测定了SI、SDI12、SDI15及SDI18共4个处理的CO2排放通量。结果表明:总体上CO2排放通量平均值表现为SISDI12SDI15SDI18,但仅SI处理与SDI18之间的差异具有显著性;2次灌水后SDI处理土壤CO2排放较高的WFPS范围分别是25.9%~33.8%和31.5%~33.0%,低于SI处理出现高峰排放的WFPS分别为47%和34.1%;由于温度的影响第2次灌水后CO2排放通量总体上高于第1次灌水后,但第1次灌水后CO2排放通量与温度具有较强的相关性,而第2次灌水后两者之间相关关系不显著,可能存在过高温度下的土壤呼吸抑制。此外降雨发生时空气湿度的增加对微生物的呼吸有刺激作用,各处理降雨后出现了短期的CO2排放通量的小高峰。     

灌水施氮方式对玉米生育期土壤NO3--N时空分布的影响

在干旱区大田条件下,以制种玉米"金西北22号"为供试材料,采用交替灌水、固定灌水、均匀灌水和交替施氮、固定施氮、均匀施氮二因素三水平的完全组合方案,在拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期和成熟期对0~100 cm土层分层监测植株正下方、植株正南侧和植株正北侧的土壤NO_3~--N含量。结果表明:监测时期内,植株南、北两侧较植株下和0~40 cm土层较40~100 cm土层的土壤NO_3~--N含量时空分布受灌水施氮方式影响更大。固定灌水固定施氮下,水氮同区时土壤NO_3~--N在施氮侧下移,而水氮异区时土壤NO_3~--N在施氮侧累积。灌浆期,40~80 cm土层的植株下,与均匀灌水相比,交替灌水下不同施氮方式的土壤NO_3~--N含量减少9.9%~14.4%。交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使得土壤NO_3~--N在较长时间内维持在0~40 cm土层周围,成熟期二者0~100 cm土层的土壤NO_3~--N残留量相近,但较其他处理减少11.7%~27.3%。综上,交替灌水均匀施氮或交替灌水交替施氮使玉米生育期土壤NO_3~--N含量时空分布比较合理,成熟期土壤NO_3~--N残留量较低。     

水分亏缺条件下毛管埋深对番茄生长、产量及品质的影响

通过番茄滴灌试验,研究不同水分亏缺条件下毛管埋深对番茄植株生长、果实形态、产量与品质的影响。结果表明:毛管埋深对日光温室番茄产量、灌水量有显著影响(p0.05),对灌溉水利用效率和品质无显著影响(p0.05);毛管埋深为20 cm时,番茄植株生长速度较快,果实横茎较大。轻度与中轻度水分亏缺灌水条件下,毛管埋深为20 cm可显著减小C级(番茄直径D6.5 cm)果实比例29.2%,分别提高A级(D≥7.5 cm)与B级(6.5 cm≤D7.5 cm)果实比例16.6%、2.0%。番茄产量、灌水量随毛管埋深增加呈先增后减趋势,毛管埋深为20 cm时,番茄产量最高,达到66.44 t/hm~2。番茄产量和灌溉水利用效率随灌水下限增加而显著降低(p0.01),可通过不同毛管埋深与灌水下限组合,显著降低番茄灌水量,提高产量和水分利用效率。综合考虑,毛管埋深20 cm,灌水下限为田间持水量的60%处理组合为关中地区日光温室适宜的滴灌灌溉方式。     

配比变量施肥中多肥料掺混模拟与掺混腔结构优化

提出3种配比变量施肥中掺混腔结构设计方案,应用散粒体离散元法对多种肥料颗粒的排肥、掺混和撒播过程进行了数值模拟,分析了多肥料掺混特性和掺混腔的不同结构对颗粒掺混均匀度的影响。计算结果及机理分析表明:掺混腔碰撞壁面形状影响颗粒碰撞后的反弹角度与水平速度分量,两者又进而影响碰撞后颗粒在掺混腔中的散布面积;设计的B型掺混腔结构能得到最佳的掺混均匀度;当掺混颗粒流量增加时,多肥料掺混均匀度也相应提高。     

不同滴灌灌水方式对漫灌改滴灌成龄红枣的影响研究

研究不同滴灌灌水方式下不同灌水量对南疆沙区漫灌改滴灌成龄红枣株高、产量、水分利用效率和品质的影响,为南疆沙区成龄红枣漫灌改滴灌高效节水技术提供理论依据。以新疆第一师的沙区骏枣为试验材料,考虑滴灌方式和灌水量两个因素,设置6个不同的灌水处理和一个漫灌对照处理进行大田试验。改滴灌后根部点源灌水、均匀面源灌水红枣全观测期耗水量均呈单峰曲线趋势变化,耗水量均随着灌水量的增加而增加,相同灌水量条件下均匀面源灌水比根部点源灌水的耗水量低。根部点源灌水方式下随着灌水量的增加产量和水分利用效率呈现先增大后减小的趋势;均匀面源灌水方式下产量随着灌水量的增加逐渐增加,而水分利用效率随着灌水量的增加逐渐小幅度减小。在合理灌水量范围内,根区点源灌溉方式相比均匀面源灌溉方式在产量、水分利用效率、品质方面表现更优。     

引黄灌区畦田灌水技术试验研究

在华北引黄灌区内,大田作物的主要灌溉方式依然是畦灌。由于畦田规格过长过宽,导致灌溉水浪费严重,灌水效率低下。在平原县张庄管道灌溉示范区进行畦田灌溉试验,研究了黄河下游引黄灌区不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。利用地面灌溉水流运动的计算机模拟软件WinSRFR4.1,对不同规格畦田的灌水过程进行模拟,得出畦田灌溉的田间灌水效率和灌水均匀度,研究不同灌水技术参数组合对灌水质量的影响。综合考虑管道灌溉出水口规格与当地耕作农具尺寸等因素,模拟了多种畦长、畦宽、坡度和单宽流量下灌溉方案的灌水效果,结果表明,畦宽1.5m,畦长50~60m,坡度为0.3%畦田灌溉技术改进方案的灌水效率和灌水均匀度均提高到80%以上,灌水性能较优,建议在黄河下游引黄灌区内推广使用。     

不同灌水和蛭石处理对一品红生长和灌溉水利用效率的影响

为探讨不同灌水和蛭石处理对盆栽一品红生长和灌溉水利用效率的影响,试验设计两个灌水处理(W1,总灌水量3.6L;W2,总灌水量7.2L);3个蛭石铺设方式(Z0,无蛭石;Z1,蛭石铺在花盆底部;Z2,蛭石铺在花盆表面)。结果表明:在相同蛭石处理时,与W1处理对比,除一品红根、茎干重外,W2处理显著(P0.05)提高了一品红叶数,极显著(P0.01)提高了干物质质量和蒸腾量。在相同灌水处理时,与Z2(Z0)处理对比,Z1处理下一品红红叶、总叶数、蒸腾量、干物质质量和灌溉水利用效率分别提高了13.11%、5.00%、59.91%、5.50%和12.87%(4.76%、25.24%、103.95%、3.10%和26.01%)。因此,W2Z1处理为本试验最佳组合模式。     

变量喷洒喷头组合喷灌试验

变量喷头可以根据喷洒地块形状和喷洒量的要求实现射程和流量的同步可控,对精确灌溉具有重要意义.试验研究了基于扇形通孔动静片调节器的变量喷头在系统不同压力工况下组合喷灌时的水量分布及喷灌均匀度等水力性能,并与传统圆形喷洒域喷头进行了对比,研究了变量调节器对喷头性能的影响及其对工作压力的敏感性.工作压力和调节器的双因素重复全面试验结果表明,变量精确灌溉喷头较传统圆形喷洒域喷头单喷头控制面积降低了15.4％,喷灌均匀度提高了9.5％,喷灌强度降低了15.7％,射程损失了5.9％,喷洒域系数可达64.0％.组合均匀度方差分析结果表明,调节器和工作压力以及两者之间的交互作用对组合均匀度都有极显著影响,变量调节器的设计需要满足喷头在不同工作压力工况条件下的性能要求.