涌流畦灌田面水流运动特性的试验研究

本文利用大量田间涌流畦灌灌水试验资料，分析了涌流畦灌的特点和田面水流运动的全过程，指出了水流推进过程和消退过程的特性，这一研究成果为进一步研究涌灌理论与技术奠定了基础。     

河南轻质土壤畦灌水肥耦合技术参数试验研究

水肥耦合是当前我国农业灌溉施肥技术发展的趋势,近年来与高效节水灌溉技术结合发展迅速,然而,畦灌水肥耦合技术的研究相对落后,无法满足我国当前和近期相当长一段时期内的农业节水节肥发展需求。【目的】要探索地面灌溉水肥一体化节水节肥适宜参数。【方法】以河南轻质土壤为例,开展了畦灌水肥耦合试验研究,探索畦灌随水施肥模式下的节水节肥和灌水施肥质量控制的适宜参数。【结果】对于畦灌,50 m以内的畦长可获得较好的灌水质量,间隔灌溉方式灌水质量最好,从不冲不淤以及灌水质量综合考虑,入畦单宽流量宜小于1.98 L/(m·s),畦长小于35 m时,间隔加肥下,N和K的施肥均匀度均在80%以上,N和K的储肥率均在85%以上,连续加肥下,N和K的施肥均匀度分别在80%、45%以上,N和K的储肥率均在80%以上。【结论】从灌水施肥综合效果来看,轻质壤土畦灌的畦长不宜大于35 m,入畦单宽流量控制在1.98 L/(m·s)左右,施肥方式宜采取间隔加肥方式。     

考虑初始含水率沿程不均匀分布的畦灌技术要素调控

畦田土壤初始含水率是影响灌水质量的重要因素之一,由降雨产流导致的畦田土壤含水率沿程不均匀分布是华北平原农田常见的现象。为探究土壤初始含水率空间变异性对畦灌水流运动以及灌水质量的影响,本文开展一维土柱入渗试验与二维土槽灌溉试验,结合WinSRFR地面灌溉模拟模型,优化求解初始含水率沿程不均匀条件下的畦灌技术要素。结果表明：畦田土壤初始含水率沿程增幅越大,畦灌田面水流推进速度越快,田面水流消退速度越慢;相较于初始含水率均匀分布,畦田土壤初始含水率沿程不均匀分布条件下,灌水效率和灌水均匀度有所下降,储水效率无明显变化;当畦田土壤初始含水率沿程增加时,灌水效率和储水效率受畦田长度、入畦单宽流量及改水成数的影响,而灌后土壤水分均匀度仅受畦田长度和单宽流量的影响;当畦田土壤初始含水率沿程由0.189 0 m³/m³均匀增大至0.464 3 m³/m³时,畦田长度L为85 m、改水成数G为6、单宽流量q为7.0 L/(m·s)时可取得最优灌水质量。本研究结果可为降雨产流带来的畦田土壤初始含水率不均匀条件下的灌水技...     

撒施肥料一维畦灌地表水流与溶质运移模型构建与验证

模拟撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移过程可为采用先进的畦灌液体施肥方式提供对比依据。该文基于湍流理论垂向流速线性与对数分布规律及不可压缩流体力学连续方程,构造沿畦长及任意垂向断面的非均布流速场和溶质浓度场,建立起撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移模型,并利用典型畦灌施肥试验结果,检验该模型的模拟效果。结果表明,建立的模型不仅具有在撒施肥料状况下较好模拟地表水流运动和溶质浓度时间变化过程的能力,还具备较佳的水量和溶质质量守恒性,从而为评价撒施肥料下的畦灌施肥系统性能及与其它施肥方式下的畦灌施肥系统性能对比,提供了实用的数值模拟工具。     

宁夏引黄灌区春小麦畦灌试验研究

通过田间畦灌试验,分析春小麦不同生育阶段的需水量及水分盈亏量,评价不同畦灌处理下的灌水质量及节水增收效果。结果表明:畦灌小区50m×2m与漫灌(CK)相比较,水分利用效率提高了26.78%,产量增加了13.08%,具有一定的节水增效作用,结合各地实际生产情况合理推广利用能够取得良好的经济效益。     

畦灌不同施肥模式对夏玉米田间水氮分布的影响

为了探究夏玉米畦灌条件下适宜的灌溉施肥模式,在大田试验条件下对不同施肥方式(液施和撒施)、液施不同施肥时机和不同入畦流量下土壤水氮空间分布状况及其变化趋势进行了研究。结果表明,灌后2d土壤水分空间分布差异明显小于硝态氮,适当增大入畦流量有助于改善沿畦长方向土壤水分空间分布均匀性。灌后2d不同处理间作物有效根系层土壤硝态氮和土壤水分的贮存效率(土壤有效根系层土壤硝态氮占0—100cm土层中硝态氮的比重)变化都不明显。入畦流量相同时,液施情况下硝态氮沿畦长分布均匀性(介于86.1%~96.9%之间)高于撒施(介于89.3%~89.7%之间)。基于入畦单宽流量为4L/(s·m)、灌水至畦长33%处时均匀施肥的畦灌施肥模式,玉米根系层中土壤水氮含量比重较高,而且土壤水分与土壤硝态氮沿畦长分布均匀性最好,从而形成了有助于作物吸收的均匀的土壤水氮空间分布状态。     

畦田灌溉试验分析

介绍了影响和评价畦灌质量的主要参数，并结合莒县小仕阳水库灌区2000～2001年的麦田畦灌试验技术资料，对畦田坡降、土壤入渗规律、畦田水流运行规律、满宁粗糙系数、畦田灌水均匀度及灌水质量等进行了祥细分析与探讨。     

二维撒施畦灌地表水流溶质运移模型:Ⅱ验证

基于撒施施肥方式下畦灌试验数据,从传统平均相对误差和马尔科夫随机过程两个角度,对二维撒施畦灌地表水流溶质运移模型进行了验证．基于传统平均相对误差的结果表明,模型模拟的水流推进与消退的平均相对误差分别为498％和937％,水量平衡误差为028％,模拟各测点的溶质质量浓度变化过程平均相对误差为864%～1422％,溶质平衡误差058％,构建的模型不仅具有较好的模拟二维撒施畦灌地表水流运动和溶质质量浓度变化过程的能力,还具备较佳的水量与溶质质量守恒性．基于马尔科夫随机过程的计算结果表明,地形项的随机性对模拟效果的影响为8868％～9621％,而畦面土壤物理属性等模型未能考虑因素的随机性对各测点溶质质量浓度变化的影响为379％～1132％,因此仅考虑畦面微地形分布随机性的模型,具备优良的二维撒施畦灌地表水流和溶质运移过程的模拟性能．构建的模型为评价撒施施肥方式下的畦灌施肥系统性能,提供了合理完备的实用性数值模拟工具．     

水氮限量供给对盐渍化农田玉米光能利用与产量的影响

为确定河套灌区畦灌条件下盐渍化农田玉米适宜的灌溉和施氮量,田间试验设置了3个灌溉水平150、225、300mm（分别记为W1、W2和W3）和3个施氮水平172.5、258.8、345kg/hm2（分别记为N1、N2和N3）,研究限量水氮对盐渍化农田玉米生殖生长阶段土壤水盐状况、光截获率、光能利用效率（RUE）及产量的影响,并基于通径分析方法探讨了产量形成机制。结果表明：相同施氮量下,W3和W2在玉米抽雄-灌浆期的光截获率显著高于W1（P＜0.05）,W3与W2差异不显著;水、氮及交互效应显著影响RUE,特别在灌浆期,RUE与灌溉量和施氮量在一定范围内呈正相关,而过量灌溉或施氮对RUE有抑制作用,适度减氮控水能显著提高RUE;W2N2的产量分别较W3N3、W3N2增产4.01%、3.91%（P＞0.05）,适度节水节氮不会显著影响产量;产量与灌浆期叶面积指数（LAI）、光合势、光截获率呈显著正相关,RUE对产量的直接贡献最大,生物累积量、LAI、光合势和光截获率均通过RUE对产量的间接贡献较大;W2N2相比其他处理明显改善了玉米生长后期土壤水盐状况,有利于促进冠层发育和提高光合生产力,其较小平均叶倾角和较大LAI有利于提高光截获量和光合作用面积,特别是其灌浆后期LAI和光合势较其他处理提高7.15%~42.24%和5.95%~37.60%,LAI下降速率分别较W3N3、W3N2减缓37.35%、53.49%,具有更加合理的冠层结构,表现出较高的光合性能,显著促进了生物量的累积（P＜0.05）,灌浆期RUE较其他处理显著提高18.61%~66.93%,在本试验条件下产量最高。W2N2处理具有节水、节肥、稳产及高光效的优势,可作为河套灌区盐渍化农田玉米适宜水氮模式。