新疆干旱区成龄核桃滴灌制度优化

科学合理的灌溉制度是提高灌水利用效率的主要因素。该研究采用HYDRUS-2D模型结合寻优模型相结合的方法,研究新疆核桃滴灌优化制度。利用2018年和2019年定点观测土壤水分数据进行模型率定与验证;利用模型设定128种情景进行模拟研究,分析南疆干旱区滴灌成龄核桃不同灌溉制度下的深层渗漏和水分胁迫。应用模型结合灌溉制度寻优函数探求滴灌条件下成龄核桃各灌溉制度土壤水分通量。结果表明:HYDRUS-2D模型模拟土壤含水率精度较高,R2为83.03%~83.73%,均方根误差在0.016~0.017cm^3/cm^3范围。根据模型模拟结果,推荐新疆干旱区核桃滴灌制度为灌水定额35 mm,灌溉11次,灌水周期9 d,灌溉定额385 mm或者灌水定额50 mm,灌溉7次,灌水周期14 d,灌溉定额350 mm,在以上滴灌制度下,可最大限度减少农田水分损失和提高灌水利用效率。该研究可为制定南疆滴灌条件下成龄核桃适宜灌溉制度提供参考。

和田河流域近60年降水、气温与径流演变特征研究

以新疆和田河流域为例,采取Mann-Kendall趋势检测法、Pettitt突变检测法与小波分析等方法剖析了研究区近60年气温、降雨和径流变动特点。结果显示:(1)研究区降水、气温和径流均有增加或升高趋势,其中气温变化呈显著增加;(2)研究区降水、气温、径流突变分别发生于1986年、1996年和1993年;(3)研究区降水、气温和径流均无显著性周期性变化,但存在短时间段周期变化,降水在研究时段内呈现丰枯交替变化,自20世纪90年代逐渐湿化。气温呈现逐渐升高的发展趋势。20世纪90年代以前,径流年代际变化以偏枯为主,近20年年代际变化以偏丰为主。

滴灌条件下成龄核桃根系空间分布特征和模型研究

以阿克苏地区进行地表滴灌的成龄核桃树为研究对象,基于Hydrus 1D软件进行地表滴灌条件下的4种一维根系密度分布函数(实测根系数据模型、指数分布模型、线性分布模型和分段分布模型)进行土壤水分数值模拟研究。结果表明:根系行方向浅层(0~40 cm土层)、中层(50~80 cm土层)、深层(>90 cm)分布差异性极显著(P<0.01),株方向差异性显著(P<0.05)。滴灌条件下,核桃树根系分布主要位于浅层土壤区(0~40 cm),是根系主要吸水部位,占比65%~73%。指数分布模型、线性分布模型和分段分布模型精度均较高,误差在4%范围内;在根系数据缺失条件下,推荐使用线性分布函数和分段分布函数来模拟根系分布。

不同灌水定额对成龄核桃耗水量及水分利用效率的影响

为探究滴灌条件下不同灌水定额对成龄核桃耗水规律及植株生长、产量及水分利用效率的影响,并确定适宜的灌水定额,试验以10 a生成龄核桃为研究对象,设置3种灌水定额(375、450、525 m3/hm2)作为处理开展田间试验研究。结果表明:核桃树新梢长度与果实横、纵径大小均随灌水定额的增加而增大,耗水量则随生育期的推移逐渐增大。在硬核期和油脂转化期,核桃的蒸发蒸腾量达到峰值,耗水量也达到全生育期最高,3个处理这两个生育期的耗水模数之和分别达到66.52%,70.25%,72.00%。不同灌水处理下核桃的Kc整体上均呈单峰曲线变化,成龄核桃单日ET0从开花结果期至油脂转化期整体呈抛物线特征。综合分析试验结果,认为灌水定额为450 m3/hm2的处理2为最优处理,适合在实际生产灌溉中推广应用。

南疆成龄核桃滴灌条件下根区土壤水分运动数值模拟

【目的】探究南疆滴灌成龄核桃根系分布和根区土壤水分运动规律,为南疆成龄核桃灌溉制度的确立提供科学指导。【方法】以阿克苏地区进行地表滴灌的成龄核桃树为研究对象,基于Hydrus 2D软件进行地表滴灌条件下的土壤水分数值模拟研究。【结果】①水平方向根系主要分布在0~120 cm范围,垂直方向主要分布于0~60 cm范围。②滴灌带应布设于距树60 cm处;中水处理灌后垂直向浸润可达到60 cm,且均匀度>87%。;③Hydrus 2D模型率定和验证精度较高,RMSE介于0.016~0.022cm^3/cm^3范围,Re介于0.04~0.12范围,R^2介于81.03%~97.19%范围,表明模型模拟土壤水分运移较可靠。【结论】在研究不同灌水定额条件下成龄核桃树的根系分布和土壤湿润区结合Hydrus2D模型,得出成龄核桃的滴灌带应布设于距树60cm处,灌溉定额为450m^3/hm^2的中水处理作为成龄核桃果树地表滴灌的指导灌溉定额。

石河子垦区连作膜下滴灌棉田盐渍化土壤盐分空间变异性研究

为探索长期连作膜下滴灌棉田积盐区盐分空间变异规律和空间分布特征。运用传统统计学与地统计学方法,结合ArcGIS10.2软件对主要积盐区的空间变异性进行分析。结果表明:随土层深度的增加,50×50 m网格及基线加密的50×50 m网格两种取样方式下土壤含盐率均增加,含盐率的变异性均增强;采用高斯模型对研究区土壤含盐率进行半方差函数模型拟合较好,各土层基台值均为正值,存在由采样误差、最小距离内的变异或随机和固有变异引起的正基底效应。该积盐区水平方向上,各土层含盐率整体由南向北递减,盐分主要积累在80~100 cm及100~120 cm土层内;垂直方向上,随土层深度的增加,土壤含盐率呈递增趋势。

荒漠区绿洲滴灌核桃耗水规律与产量研究

在滴灌模式下,为探究成龄核桃在不同灌水处理下核桃耗水规律、产量和水分利用效率,在阿克苏地区进行大田实验。研究表明:处理C1-375 m^3/hm^2入渗深度在60 cm范围内,不能满足核桃需水;处理C2-450 m^3/hm^2入渗深度达到80~100 cm范围,可满足核桃需水;处理C3-525 m^3/hm^2土壤水分向深层运移,造成灌溉水浪费。耗水规律从大到小依次为:油脂转化期、硬核期、果实膨大期、开花结果期。当灌溉定额超过375 m^3/hm^2,灌水量和产量呈线性增长关系;当灌溉定额大于450 m^3/hm^2,产量增长速率趋于平缓。

膜下滴灌棉田盐分空间分布特征分析

为探索长期连作膜下滴灌棉田盐分高值区土壤盐分空间分布特征,采用经典统计学方法,根据北疆连作膜下滴灌棉田生育期内2016、2017、2018年土壤盐分监测数据,分析了膜下滴灌棉田土壤盐分不同土壤剖面的积累及变化特征。结果证明该研究区域内土壤含盐率逐年增大,且随时间推移,由非盐渍化土或轻度盐渍化土逐渐转化为中度盐渍化土,部分区域转化为重度盐渍化土,连续三年内各剖面土壤盐分均由北向南呈增大趋势;在水平方向上,盐分主要聚积在6、7、8剖面,垂直方向,0~20 cm土层土壤含盐率变化较大,土壤含盐率随土层的增加而增加,主要积累在80 cm以下土层。

基于两种不同质地土壤浅沟排盐效果分析

通过田间及室内试验和数值模拟,对比研究土壤浅沟排盐对不同类型土壤的排盐效果。以土壤颗粒分析、水分运动参数及土壤盐分弥散系数为基础,通过建立的数值模型,探讨膜下滴灌棉田设置浅沟排盐时生育期内土壤水盐运动规律。通过模型对比两组土壤在设置排盐浅沟的情况下土壤水分及盐分的分布规律,分析土壤类型对膜下滴灌棉田土壤水分、盐分分布情况的影响。结果表明粉壤土对土壤的持水效果明显优于壤土;相对于壤土,排盐浅沟在粉壤土中的排盐效果更佳,且盐分主要集中于排盐浅沟坡面处。

不同灌水定额下枣树光合响应特征研究

为探究不同滴灌定额下6年生枣树的光合响应特征,采用田间小区试验对比方法,在阿克苏地区红旗坡农场研究不同灌水定额22.5、30.0、37.5、45.0、52.5 mm对枣树叶片光合响应特征的影响。结果表明,6年生枣树的灌水定额为30.0 mm时净光合速率最大,水分利用效率的增长速率达到最大值,水分利用效率均值也较高。光合有效辐射强度是影响枣树生理特征的主要因素;土壤含水量与细胞间隙CO2浓度和叶片水分利用效率呈负相关,与光合有效辐射强度、蒸腾速率、气孔导度、水蒸汽压亏缺呈正相关。