圆柱绕流滴灌灌水器构建及其水流特性的数值分析

为了进一步了解圆柱绕流灌水器内部流动机理和外部水力性能,应用FLUENT软件对其内部流动及水力性能进行数值分析,发现水流在流道单元内存在明显的主流区和涡漩区,主流区水流紊动强烈.对150个流道单元的数值计算结果显示,每个流道单元的压降为630 Pa,流道的流态指数为0.527,100 kPa工作压力时的流量为1.76L/h.初步研究结果表明,圆柱绕流流道过流断面大,水流紊动强烈,消能效果良好,抗堵塞性能强,具备构建性能良好的滴灌灌水器的条件.     

弧形流道结构参数对灌水器水力性能影响的数值模拟

应用计算流体动力学CFD数值软件FLUENT6.3,模拟了滴灌灌水器弧形及弧齿形二种结构形式流道的流场水力性能。结果表明,弧形流道的消能方式主要为沿程水头损失,弧形流道灌水器的流态指数在0.7左右,而弧齿形流道中存在许多流动漩涡区,因此,其消能方式主要为局部水头损失,弧齿形灌水器的流态指数在0.5左右。通过对比分析认为:弧齿形流道水力性能优于弧形流道,可以通过结构参数优化设计,减小0流速区域,强化旋涡区,提高弧齿形灌水器的水力性能与抗堵塞能力,灌水器设计中推荐采用弧齿形流道结构形式。     

常压灌水器在低压条件下水力性能试验研究

鉴于目前国内低压滴灌系统中的滴灌带(管)基本沿用常压滴灌下使用的滴灌带(管),对常压滴灌系统中使用较多的国内6种单翼迷宫和内镶片式滴灌带在低压下的水力性能进行了试验研究,试验结果表明,在2~8 m和6~14 m水头压力范围拟合的流量与压力关系式不相同,在2~8 m水头压力范围的流态指数明显高于在6~14 m水头压力范围的流态指数。在较低压力下测定灌水器的制造偏差时,相比额定压力下所测定的结果表现出增大的趋势,即由于灌水器制造工艺和材料配方引起的制造偏差,在工作压力较低时表现的更为明显。     

春季灌水和追氮对北京冬小麦生长发育和产量的影响

为明确灌水模式及追氮量对北京小麦生长发育和产量的影响,通过裂区试验,分别以灌水和追氮量为主副区。其中,灌水在各处理均灌溉越冬水600 m·hm^-2和灌浆水450 m·hm^-2基础上,设置4种春季灌水模式即返青水300 m·hm^-2+拔节水450 m·hm^-2(W1)、返青水750 m·hm^-2 (W2)、起身水750 m·hm^-2(W3)、拔节水750 m·hm^-2(W4);追氮量设75、120、165、210和255 kg·hm^-2 5个水平（分别用N1、N2、N3、N4、N5表示）。通过田间调查和室内考种分析了不同水氮条件下小麦群体和个体性状及产量的差异。结果表明,不同水氮处理相比,起身期灌水追氮促进了小麦植株基部第一节间的伸长,进而导致株高增加,加大了倒伏风险;返青期+拔节期灌水追氮有利于小麦穗发育,获得较少不孕小穗数和较高穗粒数。在所有处理中,返青+拔节两次灌水追氮处理的产量较高,其中W1N2处理的产量最高（7 728.0  kg·hm^-2）。因此,在北京地区小麦种植中可采用春季返青期+拔节期两次灌水追氮的水氮管理模式。     

不同灌水次数和施氮量对冬小麦群体动态和产量的影响

为了明确灌水次数和施氮量对高产冬小麦群体动态和产量的影响,分别于2006-2007、2007-2008年度在保定市和藁城市用当地冬小麦推广品种河农822和石新616研究了不同灌水次数(在保证底墒基础上全生育期灌0、1、2和3水,分别用W0、W1、W2和W3表示)和施氮量(0、112.5和225 kg/ha,分别用N0、N1和N2表示)对小麦群体动态和产量的影响.结果表明,2006-2007年度灌水次数和施氮量对小麦总茎(穗)数的影响较显著.W1、W2和W3的成穗数显著高于W0,W1、W2、W3之间差异不显著.3个施氮水平间各生育时期的总茎数均差异显著,且随施氮量增加而增大.大部分生育时期不同灌水次数的LAI差异不显著,而不同施氮量的LAI差异显著,N2的LAI显著高于N1和N0.灌水次数对穗数和千粒重影响显著,施氮量对穗数和穗粒数影响显著,以致灌水次数和施氮量对小麦产量的主效应均达到显著标准.4种灌水水平的产量以W3最高,W0最低;3个施氮量中N1产量最高,N0最低.灌水次数和施氮量对小麦产量和各产量构成因素的交互作用显著,W0和W1条件下产量随施氮量增加而提高,而W2和W3条件下N1产量最高,且与N0差异显著.2007-2008年度试验中,灌水次数和施氮量对各生育时期的总茎数、LAI和产量的影响均不显著.根据本研究结果可知,在河北平原地区常年降水(小麦全生育期100 mm左右)和中等肥力条件下全生育期灌溉3次,施氮量为N 112.5～225 kg/ha以及丰水降雨年份和较高肥力条件下全生育期灌溉1或2次,相应地施氮225或112.5 kg/ha,可以分别取得较理想的产量.     

不同灌水模式对小麦产量、形态和生理特性的影响

为了探寻快速筛选节水高产小麦品种的形态和生理指标,以黄淮冬麦区2003-2013国审或省审及两个对照品种共102份小麦品种为材料,设全生育期不灌水(T_0)、灌拔节水(T_1)、灌拔节+灌浆水(T_2)三种灌水模式,检测了不同灌水模式下小麦的产量、形态和生理特性及其关系。结果表明,T_1较T_0处理通过增加穗数和穗粒数提高产量,T_2较T_1处理通过增加粒重提高产量。T_1明显增加株高、旗叶的面积、周长、长和宽;T_2处理小幅增加株高,对旗叶形态影响年度间不一致。T_1和T_2处理明显增加冠层温差。T_1处理对灌浆后期小麦旗叶叶绿素含量影响年度间不一致,T_2处理提高叶绿素含量。T_0条件下,产量与冠层温差呈显著正相关;T_1条件下,产量与旗叶宽和冠层温差呈显著正相关;在T_2条件下,产量与旗叶宽、叶绿素含量和冠层温差呈显著正相关,与株高呈显著负相关。因此,冠层温差、旗叶宽和叶绿素含量可以用作筛选和鉴定相应灌水模式下节水高产小麦品种的形态或生理指标。     

灌水时期和数量对小麦耗水特性及产量的影响

为确定高产麦田的适宜灌水时期和数量,在池栽试验条件下,选用中筋小麦品种泰山23,研究了灌水时期和灌水量对小麦耗水特性及产量的影响.结果表明:(1)灌底墒水60 mm和拔节中期水30 mm的W1处理籽粒产量和水分利用效率较高,分别为7 727.10 kg·ha-1和18.69 kg·ha-1·mm-1,灌溉水利用效率最高.灌底墒水、拔节后期水和灌浆期水各60 mm的W5处理的籽粒产量最高,为8 494.50 kg·ha-1;水分利用效率与W1处理无显著差异.(2)W1处理和W5处理的总耗水量分别为413.46和464.91 mm;灌溉量、降水量、土壤贮水耗水量分别占总耗水量的比例为21.77%、41.43%、36.80%和38.72%、36.85%、24.44%,W1处理提高了对降水和土壤贮水的利用比例,而W5处理提高了对灌溉水的利用比例.(3)W1处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水消耗量最高,为152.16 mm,并且深层100～180 cm各土层的土壤贮水消耗量均显著高于其他处理,而W5处理全生育期0～200 cm土层的土壤贮水消耗量最低,为113.61 mm.     

不同灌水处理对彩色小麦籽粒产量和品质的影响

为给彩色小麦高产优质栽培提供科学依据,以紫色小麦KZ6061(紫麦)和绿色小麦绿麦1号(绿麦)为材料,通过田间试验研究灌水对彩色小麦产量和品质的影响.结果表明,灌水处理对彩色小麦(紫麦和绿麦)的籽粒产量、千粒重、容重和籽粒蛋白质产量有显著影响,以B3灌水处理(春5叶、开花期和灌浆期灌水)最高,但与B2灌水处理(春5叶和开花期灌水)差异不显著.灌水处理对彩色小麦籽粒清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量影响不显著,对总蛋白和谷蛋白影响较大.其中,以B1灌水处理[春2叶露尖(二棱初期)、春5叶露尖(雌雄蕊分化期)和开花期灌水]的总蛋白和谷蛋白含量最高.紫麦的干湿面筋含量和面筋指数在各处理间差异显著,绿麦的沉淀值和面筋指数在各处理间差异显著.从籽粒产量和蛋白质产量以及水分有效利用考虑,以B2处理最佳.     

灌水次数和施磷量对冬小麦养分积累量和产量的影响

为给利用灌水和施肥措施调控小麦生长提供科学依据,在大田环境条件下,分别于2007-2008年（丰水年）在保定市、2008-2009年（平水年）在藁城市用当地冬小麦推广品种（河农822、冀5265）进行二因素裂区试验,研究了灌水次数（保证底墒的基础上设全生育期灌0、1、2和3次水3个灌水水平,分别用W0、W1、W2和W3表示）和施磷量（设0、75和150 kg·hm^-2 3个施磷水平,分别用P0、P1和P2表示）对小麦养分积累量和产量的影响。结果表明,灌水次数和施磷量对小麦植株的氮、磷、钾积累都有促进作用,但促进效果受降水年型的影响。丰水年灌水次数对氮、磷、钾积累量的影响较小,平水年灌水次数对氮、磷积累量的影响显著,氮、磷积累量在生育中后期都随灌水次数增加而提高,钾素积累量各生育时期受灌水影响不一致。丰水年施磷对氮素积累量影响不明显,磷素积累量随施磷量增加而增加,钾素积累量生育前中期以P0和P2较高,后期以P2较高;平水年,氮素和钾素积累量均随施磷量增加而增加,而磷素积累量受施磷量影响较小。适当灌溉和施磷可提高小麦养分生产效率、氮素和磷素收获指数,对钾素收获指数的影响较小。2年中灌水处理（W1、W2、W3）的籽粒产量均显著高于不灌水处理W0,但2007-2008年W1产量最高,2008-2009年则表现为W3>W2>W1。2年中P1和P2的籽粒产量均显著高于P0,但2007-2008年P1产量最高,2008-2009年P2产量最高,显示出磷素与水分的互补作用,即“水少磷多”或“水多磷少”都可以实现高产。根据研究结果,在河北平原常年降水（小麦全生育期100 mm左右）条件下全生育期灌溉2次,施P₂O₅ 150 kg·hm^-2;丰水年（200 mm左右）全生育期灌溉1次,施P₂O₅ 75 kg·hm^-2,可以取得较理想的产量。     

灌水时期对冬小麦生长发育及耗水特性的影响

[目的]研究灌水时期对冬小麦农艺性状、花后旗叶光合和耗水特性的影响,为晋中水地麦节水灌溉提供理论依据.[方法]采用随机区组设计,以全生育期不灌水为对照(CK),设置7个处理:越冬水(Wo)、拔节水(Wj)、孕穗水(Wb)、越冬水+拔节水(Wo+j)、越冬水+孕穗水(Wo+b)、拔节水+孕穗水(Wj+b)和越冬水+拔节水...