Moisture Movement and Transformation Law under Soil Moisture Conserving Irrigation in Winter Wheat Field

[Objective] The aim was to provide theoretical basis for field moisture conserving irrigation.[Method] With Xiaoyan No.6 as tested material,three different kinds of mulching irrigation treatments were carried out （straw mulching;plastic mulching;PAM control adjustment mulching）.With non-mulching treatment as control,moisture conserving effect of different treatments were compared.[Result] The results showed that the water consumption of winter wheat under different soil moisture conservation treatments was low at earlier stage and later stage,but high at mid-stage,which was consistent with the water consumption law of control.There were some differences in terms of consumption intensity because of irrigation schedule and growth condition;soil moisture conservation treatments could restrain ineffective evaporation of soil moisture before anthesis.We also found that the variation of soil moisture at depth of 0-20 cm in PAM and control treatment was dramatic.The soil moisture of the former was lower than the latter at the depth of 0-20 cm,but higher at the depth of 20-50 cm.The difference of soil moisture at the depth of 0-50 cm was significant.[Conclusion] Plastic mulching and straw mulching could restrain evaporation effectively.

河套灌区垄膜沟灌模式对春玉米田水热运移及籽粒产量的影响

河套灌区降水稀少、昼夜温差大,早春温度偏低影响春玉米生长,为改善灌区春玉米水热环境,以不同覆膜与灌溉组合为研究对象,探究适宜的保墒增温和提质增效的覆膜灌溉耕作模式,为河套灌区水热资源的高效利用提供理论指导与技术支撑。试验布设4个处理:畦灌+不覆膜(CK)、畦灌+透明地膜覆盖(QB)、沟灌+透明地膜垄体覆盖(GB)、沟灌+黑色地膜垄体覆盖(GH),以探究不同覆膜灌溉方式下春玉米田土壤含水率和土壤温度变化规律、春玉米产量及水热资源利用效率。结果表明:垄膜沟灌可提高表层土壤含水率和根区储水量。播后61d,GH、GB和QB处理根区土壤储水量分别较CK增加36.01%、36.61%和21.37%,且垄膜沟灌显著高于覆膜畦灌。播后133 d,GH根区土壤储水量较CK和QB增加19.02%和17.40%。垄膜沟灌有效提高日均土壤温度,GB生育期日均土壤温度较QB和CK平均增加1.01℃和1.59℃,GH较QB和CK平均增加0.86℃和1.44℃。垄膜沟灌土壤有效积温显著高于畦灌处理,其中GB较QB和CK提高7.78%和16.70%;GH较QB提高6.26%,较CK提升14.46%。春玉米产量呈现出与百粒重结果相同的显著性差异,其中QB较CK提升16.19%,GB较QB提升13.64%,较CK提升32.04%。GB处理下水分利用效率(WUE)和土壤有效积温生产效率(TUE)较QB提升25.79%和5.41%,较CK提升45.69%和13.66%。GB可有效提升根区土壤储水量及温度,改善春玉米水热资源利用效率,提高籽粒产量。综上,建议在内蒙古河套灌区推行沟灌+透明地膜垄体覆盖技术,以提高春玉米产量及水热资源利用效率。

定向渐变智能喷灌系统的开发与应用

随着经济的快速发展,我国城市绿化规模逐年扩大,传统浇灌方式存在浇灌不均匀、浇灌出界、浇灌盲区等问题,绿地浇灌方式函待优化。文章对定向简便智能喷灌系统的开发及应用展开了研究,该系统可利用土壤湿度传感器采集土壤含水量信息,并根据土壤湿度进行科学浇灌,从而有效解决传统浇灌方式中存在的问题,进而实现智能型、节约型、高效型浇灌。

免耕条件下秸秆覆盖保墒灌溉的土壤水、热及作物效应研究

该文从目前中国干旱半干旱地区发展起来的较为成熟的保墒技术得到启迪，提出了“保墒灌溉”这一新理念。重点通过小区试验研究了免耕条件下秸秆覆盖保墒灌溉的农田效应。结果表明，覆盖处理0～50cm土壤含水率明显高于对照，地表温度日变化趋势缓和，日最高最低温度差为12．43℃，而对照则高达50．03℃。覆盖处理耕层土壤细菌、放线菌、真菌分别是对照的1．63倍、1．68倍和1．07倍，玉米株高、茎粗和叶面积均明显大于对照，相对于覆盖处理和对照本身而言，各指标均有随灌水量的增加呈上升的趋势。覆盖处理后，玉米的光合作用速率、蒸腾速率等均大于对照，但是单叶水分利用效率却相差不大。玉米产量随灌溉水量的增加较对照平均增加22．16％、20．28％和12．75％，且基本随灌溉量的增加呈上升趋势。

不同麦秆覆盖量对夏玉米耗水量和生理性状的影响

采用盆栽试验方法,研究了覆盖小麦秸秆保墒措施+灌溉条件下,对夏玉米生育期耗水量、生理性状和光合特性的影响,其中秸秆覆盖量分别为0(对照)、3000、6000、9000和12000 kg/hm2。结果表明:秸秆覆盖显著地减少了夏玉米生育期耗水量、增加了玉米株高和叶面积,秸秆覆盖量9000 kg/hm2时效果最佳;夏玉米的光合速率和蒸腾速率随着秸秆覆盖量的增大而增加。

农作物高产的适宜土壤水分指标研究

依据大量的实测试验资料，论证了土壤水分对小麦、玉米、棉花生长发育的影响及不同土壤水分与作物产量的关系，分析确定了三种作物高产的适宜土壤水分上、下限指标，为实现高产及节水灌溉提供了依据。

保墒灌溉条件下冬小麦地土壤水分迁移转化规律研究

[目的]为田间保墒灌溉提供理论依据。[方法]以小麦品种小燕6号为供试材料,对其进行3种不同的覆盖灌水处理(①秸秆覆盖;②地膜覆盖;③PAM化控调节覆盖),以非覆盖处理为对照,比较不同处理的蓄水保墒效果。[结果]不同保墒措施下冬小麦的耗水量均表现出前期小、中期大、后期小的特点,与对照小麦的耗水规律基本一致,但不同处理冬小麦的耗水强度因灌溉时间及小麦生长状况的不同而有所差异;各保墒处理均可抑制冬小麦开花前土壤水分的无效蒸发;PAM处理0～20cm土层土壤含水量略低于对照,但20～50cm土层土壤含水量略高于对照;不同处理土壤水分的差异主要体现在0～50cm土层。[结论]秸秆覆盖和地膜覆盖的抑蒸效果较好。

不同保墒条件下土壤温度日变化效应研究

通过田间试验监测和分析，研究了不同保墒条件下土壤温度日变化，结果表明，一日内不同处理的0～15cm处地温均可拟合为时间的正弦函数，其相关系数大小分别为：CK〉PAM处理〉地膜覆盖〉秸秆覆盖。研究确定了保墒灌溉条件下不同深度土壤温度的日表征时刻，分析了各表征时刻土壤温度沿深度变化的关系，发现任何处理的剖面土壤温度最大日变幅均有随土壤深度增加呈指数递减的趋势。研究结果显示，不同保墒条件下土壤温度日变化可以通过相同的方法进行预测。

间歇灌节水高产机理研究

本试验研究采用灌溉──土壤水分──植物系统──小气候系统理论体系，测定间歇灌供水条件下土壤水分入渗特性的变化、作物生育性状和农田小气候相互关系，定量地提出间歇灌节水高产机理在于土壤表面形成了致密层，沟（畦）土壤表面糙率的降低和适时适量地满足作物各生育期的需水要求．

物联网与太阳能发电在智能灌溉系统中的应用

为了解决边远地区市政供电网建设落后、稻田依靠电力灌溉困难的问题,采用光伏发电技术和传感器物联网模糊控制技术,设计了水稻自动灌溉系统。太阳能电池板驱动灌溉水泵,实现了太阳能转化为直流电能、直流电能转化为交流电能、交流电能转化为机械能的能量转化过程;建立了太阳光照强度模型和水泵工作效率模型,推导出太阳能光强和水泵灌溉排水量之间的关系。采用物联网系统采集不同地点的土壤湿度数据,通过模糊控制系统实现水稻田土壤湿度的自动控制。模糊控制系统输入为土壤湿度、最适宜土壤湿度差值及差值变化率,输出为水泵开机时间。以5月5日为样本,测试太阳能驱动模型可靠性,结果表明:误差在14%以下,且一天中土壤湿度一直处于最适宜土壤湿度和最适宜土壤湿度下限之间。

浅议保墒灌溉技术新体系及其理论基础

从干旱半干旱地区发展起来的较为成熟的保墒技术得到启迪,提出了“保墒灌溉”这一新理念.初步探讨了保墒灌溉提出的现实背景、基本理论基础、今后应该研究的重点以及该领域研究的重大意义,以期为我国节水事业的发展起到抛砖引玉的作用.

免耕与秸秆覆盖对绿洲灌区冬小麦产量及土壤水分的影响

通过田间长期定位试验,研究了西北内陆河绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦产量及土壤水分动态变化的影响。结果表明,冬小麦拔节期前,免耕秸秆覆盖处理和免耕秸秆立茬处理显著提高了0~30 cm土层贮水量,处理间差异较大,拔节后差异变小;而返青至成熟期,免耕秸秆覆盖处理和免耕秸秆立茬处理30~150 cm土层贮水量均大于传统耕作处理。免耕秸秆立茬处理和免耕秸秆覆盖处理均显著提高了冬小麦产量,较传统耕作处理分别增产6.98%~24.32%、15.65%~30.59%,较秸秆翻压处理分别增产2.94%~4.25%、8.01%~11.29%。免耕秸秆覆盖耕作措施和免耕秸秆立茬这2种保护性耕作措施均能提高冬小麦产量,适宜在西北内陆河绿洲灌区冬小麦生产上推广应用。

我国保墒灌溉技术的潜力及其效益分析

针对我国农业用水日趋紧张,农田环境污染严重,农产品中无公害产品减少,农业节水先进高效的技术由于其昂贵不能在中国广泛推广等问题,首次提出了保墒灌溉的概念,它是将旱作农业中的保墒覆盖技术和灌溉农业中的节水灌溉技术进行集成而形成新的节水技术体系。并对我国保墒灌溉的适宜性和节水效益、节肥效益、生态效益、经济效益进行系统分析。保墒灌溉在全国的灌区能推广应用一半的面积,其节水量可达199．98亿m3,相当于南水北调的东线年调水总量。

基于天气雷达估测降雨数据的节水灌溉系统设计与实现

农业用水在水资源的应用中占有很大比例,为节约农田灌溉用水,以满足农作物生长需求为前提,提出了一种基于天气雷达估测降雨技术的农田灌溉方法。结合概念模型预报技术和交叉相关法,对降雨进行临近预报,利用未来时间的降雨量对农田作物的需水量进行合理补充,并通过检测装置获取土壤含水量,计算出农田需水量,实现对检测区域作物的定量灌溉。系统试运行结果显示,在短时间内,采用天气雷达估测技术预测的结果与地面雨量计观测的降水结果在误差允许的范围内保持一致,验证了方法的准确性。该技术方案将天气雷达估测降雨技术与数据采集技术相结合,利用现代农业科学技术及设备,充分应用了自然降雨资源,在现有的农业技术水平基础上,既满足了农作物自身的生长需求,又避免了过量灌溉等问题,对中国水资源在农田灌溉中的合理应用有着一定的指导意义。

对山西省寿阳县机械化旱作农业的调查与思考

山西省寿阳县十余年来开展国内国际科技合作,试验示范机械化旱作农业技术、机械化保护性耕作技术和集雨利用工程技术,以科技进步促进了旱作农业持续发展,成绩显著,影响深远。建议进一步试验应用机械化行走式补灌种苗增墒技术,促进旱农作物尤其是当地优势资源小杂粮的增产增收。

内蒙古半干旱地区灌溉与覆盖保墒措施对昭林杨生长的影响

对昭林杨开展灌溉与不同覆盖保墒措施试验,探讨灌溉与覆盖保墒措施对昭林杨生长的影响,为内蒙古半干旱地区林木生产经营降低生产耗水、促进林木生长提供探索。本试验采取灌溉次数与覆盖保墒措施2因素4水平试验设计。结果表明:灌溉次数、覆盖保墒措施对昭林杨的生长存在显著差异(P<0.05),灌溉次数以6次·a-1最好,覆盖保墒措施以坑内施有机肥和地膜覆盖为佳;隶属函数评价表明,适宜昭林杨最佳的节水保墒措施为灌溉5次·a-1+坑内施有机肥和灌溉5次·a-1+地膜覆盖2种复合模式,采用地膜覆盖作为保墒措施更具时效性。

冬灌对宁夏灌溉水有效利用系数影响研究

通过理论计算,2015年前,宁夏灌溉水有效利用系数测算时引水量中计入冬灌水量,而净灌溉水量中未计入冬灌有效灌溉水量。经测算宁夏冬灌灌溉水有效利用系数为0.217,不同灌区在0.128~0.706之间变化。计入冬灌有效灌溉水量后,宁夏灌溉水有效利用系数由0.484提高至0.516,系数提高0.032。研究同时表明,灌溉水量与灌溉水利用系数直接相关:自流灌区冬灌灌溉灌水量为210 m^3/亩,冬灌灌溉水有效利用系数均值为0.175;扬水灌区冬灌灌灌水量为120 m^3/亩,冬灌灌溉水有效利用系数均值为0.604。因此,合理制定灌区灌水定额,特别是冬灌灌水定额,可以提高灌溉水有效利用系数。宁夏自流灌区冬灌灌水量偏大,造成灌溉水有效利用系数低,节水潜力较大。

保墒措施和调亏灌溉对寒区春玉米生长及产量和水分利用效率的影响

【目的】提高寒区春玉米产量和水分利用效率。【方法】设置保水剂(S)、秸秆(G)、地膜(M)保墒处理和无保墒(K)处理及W1、W2、W3、W4调亏处理和W5充分水分处理,进行测筒试验,研究了不同保墒措施和调亏灌溉条件下玉米生长生理及产量和水分利用效率对水分亏缺程度的响应。【结果】试验处理中,M-W4处理的玉米产量和水分利用效率均最大,分别为17 555.02 kg/hm2和3.77 kg/m3。与对照(K-W5处理)相比,S-调亏处理耗水量减少了12.86%~26.17%,产量亦减少了3.55%~19.42%,而水分利用效率提高了2.71%~18.24%;G-调亏处理耗水量减少了13.54%~20.98%,而产量和水分利用效率或有增减,G-W1、G-W2处理产量和水分利用效率分别减少了18.40%和0.22%、14.38%和0.84%,G-W3、G-W4处理产量和水分利用效率分别增加了2.33%和25.74%、2.31%和29.65%;M-调亏处理耗水量减少了17.45%~27.82%,M-W1、M-W2、M-W3产量分别减少了0.36%、9.38%、3.39%,M-W4处理产量增加了3.17%,而调亏处理水分利用效率提高19.36%~38.47%。【结论】保墒调亏优化处理确能提高产量和水分利用效率。

基于GM(1,1)的农田土壤湿度灰色预测模型

针对土壤湿度变化趋势对于分析区域旱情的重要性,研究了GM(1,1)模型的建模方法,建立了基于GM(1,1)的农田土壤湿度的灰色预测模型,并将试验数据和预测值进行对比。结果表明土壤湿度的预测值略大于试验值,且相对误差不大于5%,验证了所建立的预测模型的准确性。该模型为土壤湿度动态变化特征的深入研究提供了重要的科学依据,对农田水利灌溉具有重要意义。

秦王川灌区耕地撂荒、种植春小麦和牧草对地表微环境和土壤含水率的影响差异

以裸地(CK)、单播小麦(Triticum aestivum)、混播苜蓿/披碱草(Medicago sativa/Elymus nutans)牧草及其下部土壤为研究对象,通过测定植被的盖度、高度和生物量,地表微环境的光照强度、温度和湿度,以及土壤的温度和含水率,探究了秦王川灌区耕地撂荒、种植春播作物和牧草对地表微环境因素和土壤水分的影响差异,为该区防治耕地盐渍化提供科学依据。结果表明:生育期内,混播牧草的盖度和高度显著大于小麦(p<0.05);牧草地和小麦地的地表光照强度、温度、湿度和土壤温度与裸地间存在显著差异;0~5cm土层土壤含水率大小顺序为:牧草地>小麦地>裸地,而5~40cm土层土壤含水率正好相反,大小顺序为:裸地>小麦地>牧草地。综合以上,结论为:秦王川灌区耕地撂荒、种植春播作物和混播牧草后,地表微环境因素及土壤含水率间存在显著差异。