垄作和覆膜下盐碱地水盐运移和大豆产量的变化

选择河北省黄骅市中度盐碱土区布置夏播大豆[Glycine max(L.)Merr.]田间试验,共设平播(对照)、平播覆膜、垄作及垄作覆膜4个处理,研究垄作和覆膜对土壤水盐运移和大豆产量的影响。结果表明,与传统平播方式相比,平播覆膜处理对土壤水盐运移和大豆产量的影响不显著;垄作处理能显著改变土壤水盐分布,特别是大豆生长中后期降雨量开始减少后,垄作定植沟会产生叠加集雨效果,显著提高大豆生长中期0~20 cm和20~40 cm土壤含水量,减缓作物生长后期向表层返盐进程,有效降低土壤表层盐分含量,对保障大豆植株生长和产量均有一定的促进效果,可增产27.2%;垄作覆膜处理效果与垄作处理类似,覆膜措施影响不显著。垄作技术可以作为滨海盐碱地夏播大豆种植的农耕措施。

滴灌水盐氮调控对棉田水肥盐运移及棉花产量的影响

为明析覆膜滴灌条件下水盐氮调控对土壤水盐养分运移变化、棉花生长指标及产量的影响,通过两年三因素全组合大田试验,设置灌水量三水平(W1:2700 m^(3)·hm^(-2)、W2:3600 m^(3)·hm^(-2)和W3:4500 m^(3)·hm^(-2))、含盐量三水平(S1:3 dS·m^(-1)、S2:6 dS·m^(-1)和S3:9 dS·m^(-1))、施氮量三水平(F1:105 kg·hm^(-2)、F2:210 kg·hm^(-2)和F3:315 kg·hm^(-2)),研究了不同水盐氮组合对土壤水分、盐分、氮素分布及植株生长、产量的影响。结果表明:土壤水分主要聚集在30~40 cm土层,不同土层深度的含水率基本呈先增大后减小的变化趋势;蕾期和花铃期的S3F3W1和S2F3W1比S1F3W1的0~40 cm土层平均含水率增大1.3%~21.8%;同一灌溉量下S1F3组合的平均含水率比S1F2和S1F1增大1.39%~13.83%。土壤盐分生育期内呈现先减少后增加的变化趋势;S1土壤盐分随施氮量的增大而先增大后减小,S2、S3土壤盐分随施氮量的增加而减少。W2、W3处理中,氮素在40~60 cm土层中缓慢积聚;S1处理的氮素含量明显高于S2、S3。土壤水分、盐分、氮素含量交互影响,在适宜的土壤水分、氮素条件下,较低的土壤含盐量,能使植株更好地利用养分,利于植株的生长进而促进产量的形成。为获得较高的经济效益,低、中盐土壤推荐灌溉量为3600 m^(3)·hm^(-2),施氮量为210 kg·hm^(-2);高盐土壤推荐灌溉量为4500 m^(3)·hm^(-2),施氮量为315 kg·hm^(-2)。研究为探索干旱区多年膜下滴灌棉花农田生态系统水盐养分运移机制及水肥高效利用提供科学的理论依据。

河套灌区垄膜沟灌不同灌水量对土壤水氮迁移转化的影响

在引黄配额减少情况下,节水优先、减少污染和稳定粮食产量势必成为河套灌区未来的发展方向。垄膜沟灌方式具有提高水肥利用效率的功能,但其节水保肥增产机理尚不明确。因此,通过在河套灌区进行5个灌水量的垄膜沟灌春玉米田田间试验(T1,200 mm;T2,275 mm;T3,350 mm;T4,425 mm,T5,500mm),探讨不同灌水量下的土壤水分、土壤硝态氮及土壤铵态氮迁移转化特征。结果表明:土壤耗水量从T1处理的326.8 mm随灌溉定额的增加线性增加到T5处理的487.1mm;T2与T3处理下收获时硝态氮贮量高于播种前,保肥能力强;T3处理的春玉米籽粒氮含量显著高于其他处理;T3处理与T4和T5处理的春玉米产量无显著差异;T3处理与T1和T2处理的春玉米氮素利用效率无显著差异;春玉米水分利用效率则随灌溉定额的增加呈先增加后减少趋势。综上,垄膜沟灌下350mm灌溉定额可有效提升春玉米的水氮利用效率,并在节水保肥增产的基础上提升春玉米籽粒品质。

膜下滴灌条件下沟垄规格对水分运移过程影响研究

沟垄栽培措施为重要的农艺耕作方式,研究膜下滴灌条件下沟垄规格对土壤水分运移的影响有利于提高水分利用效率。通过室内土箱模拟试验,探究了沟底宽度等沟垄规格参数对土壤湿润体的形状及水分分布的影响,采用多元线性回归方程构建了湿润锋运移距离模型,模拟了试验工况下土壤水分输运过程,并验证了模型的预测效果,最后基于构建的运移距离模型确定了试验工况下3 a生枸杞栽培种植最优沟垄规格。研究结果表明:随着沟底宽度的增加,湿润体形状愈发扁平,湿润体中水分分布重心会随沟底宽度的增加而逐渐上移;土壤含水率等值线分布图与湿润体形状图大致相似,呈由密至疏分布格局;构建的湿润锋运移距离模型预测的水分运移距离与试验结果误差较小,模型精度较高;试验工况下,采用膜下滴灌技术的3 a生枸杞栽培种植最优沟底宽度为22.50~28.90 cm。

高浓度水煤浆管道气膜减阻两相流模拟及代理辅助优化

为解决高浓度水煤浆管道输送阻力大的问题,提出在水煤浆管道中通入气体,采用气膜减阻以降低管道的阻力损失。针对宾汉非牛顿流体水煤浆,基于流体体积(VOF)多相流模型,通过数值模拟研究分析了加气管关键参数对管道阻力系数的影响,并结合遗传聚合响应面模型与二次拉格朗日非线性规划(NLPQL)算法进行代理辅助优化。结果表明:在水煤浆管道中通入气体能够有效降低壁面剪切应力,气体速度与加气管直径对管道阻力系数影响较为显著,并且提升气体速度与增大加气管直径能够降低阻力系数,而管道阻力系数基本不受加气管道角度影响。优化以阻力系数最小化为目标函数,得出一组加气管参数,优化后管道阻力系数降低了0.0207,减阻率增加了16.90%,研究结果为高浓度水煤浆管道加气减阻机理及结构优化提供了理论指导。

膜下滴灌水氮调控对甘薯品质、产量及土壤水氮分布的影响

【目的】探究甘薯在膜下滴灌条件下的需、耗水规律与生长特征,明晰水氮调控对甘薯品质、产量及土壤水氮分布的影响。【方法】基于二因素田间裂区试验,设置3个滴灌水平(0、800、1600 m^(3)/hm^(2),分别记为W1、W2、W3)和4个施氮水平(0、120、240、360 kg/hm^(2),分别记为N0、N1、N2、N3),研究灌水量和施氮量对甘薯干物质量、产量、品质及水氮利用效率的影响。【结果】增加灌水量能够显著提高0~60 cm土层的土壤含水率,降低土壤硝态氮、铵态氮量,促进土壤养分流动与转化。土壤氮素的赋存形态以硝态氮为主,0~60 cm土层的土壤硝态氮量随施氮量的增加而升高;甘薯干物质量随灌水量的增加而增大,随施氮量的增加呈先增后减的变化趋势。灌水量、施氮量及其交互作用对甘薯营养成分均有显著影响,甘薯可溶性糖量随施氮量的增加而增加,淀粉量与粗蛋白量随施氮量的增加呈先增后减的变化趋势,W3N3处理下的淀粉量与粗蛋白量相比W3N2处理分别降低了3.97%、14.27%;不同处理下的甘薯产量与水氮利用效率差异显著,甘薯产量、水分利用效率和氮素农学利用效率在W3N2处理下最高,分别相比其他处理提高了7.81%~61.61%、0.38%~21.51%和20.23~145.61%。【结论】本试验条件下,适宜甘薯生长的最佳灌水量为1600 m^(3)/hm^(2),最佳施氮量为240 kg/hm2,在保证水氮利用效率的同时可促进甘薯增产。

不同水分处理干播湿出水热盐效应对棉花出苗率的影响

【目的】研究适合双膜覆盖条件下棉花干播湿出的灌溉方案。【方法】在新疆阿克苏市沙雅县设置大田试验,设计3个灌水定额处理(S_(1):675 m^(3)/hm(2),S_(2):900 m^(3)/hm(2),S_(3):1125 m^(3)/hm(2))、2个滴水频次处理(S_(4):675 m^(3)/hm(2)+450 m^(3)/hm(2),S 5:675 m^(3)/hm(2)+300 m^(3)/hm(2)+150 m^(3)/hm(2))和1个冬灌对照处理(CK:2700 m^(3)/hm(2)),共6个处理。分析不同灌溉定额及滴水频次对土壤水盐运移、水热效应及出苗率的影响。【结果】(1)在0~40 cm土层,滴水频次相同,随灌水定额增加土壤平均含水率逐渐增加,表现为S_(1)<S_(2)<S_(3);灌水定额相同,随滴水频次增加土壤平均含水率逐渐增加,表现为S 5>S_(4)>S_(3);CK处理土壤平均含水率显著小于各干播湿出处理。(2)0~40 cm土层,滴水频次相同,灌水定额越大灌后土壤脱盐率越高;灌水定额相同,滴水频次越少,土壤脱盐率越高;CK处理脱盐率显著大于各干播湿出处理。(3)0~40 cm土层,滴水频次相同,随灌水定额增加土壤日均温度逐渐减小,表现为S_(1)>S_(2)>S_(3);灌水定额相同,随滴水频次增加土壤日均温度逐渐降低,表现为S_(3)>S_(4)>S 5;CK处理土壤日均温度与S_(1)处理无明显差异,且显著大于其余各干播湿出处理。(4)出苗率随灌水定额的减少而升高,随滴水频次的减少而降低。各处理出苗率表现为CK≈S_(1)>S_(2)≈S 5>S_(4)>S_(3)。【结论】综合各处理土壤水盐、地温及出苗情况,S_(1)(675 m^(3)/hm(2))为最佳出苗水处理。

膜下滴灌盐碱地水盐运移特征研究

覆膜种植是一种新型的农业种植技术 ,而滴灌是一种农业节水灌溉技术 ,将覆膜种植技术与滴灌技术有机结合起来形成一种开发利用盐碱地的新方法。该文通过室内模拟实验 ,研究了滴头流量、灌水历时、土壤含盐率对滴灌过程中水盐运移特征的影响 。

膜下滴灌间作盐生植物棉田水盐运移特征及脱盐效果

盐生植物改良盐碱地作为改良盐碱地最有效的方法之一,具有成本低,效率高,环境友好等特点,有良好的应用前景。该文包括2个研究目标:1)研究间作不同盐生植物的膜下滴灌棉田水盐运移特性;2)研究不同地下水埋深条件下盐生植物的盐碱地改良效果。针对第1个研究目标,设置了3种(孜然、碱蓬、苜蓿)间作盐生植物,进行大田试验,分析地下水埋深相似条件下间作不同盐生植物时土壤水盐分布状况;针对第2个研究目标,设置了4种地下水埋深(1.5、2.0、2.5、3.0 m),进行均衡场试验,研究不同地下水埋深条件下间作盐生植物时地下水的补给比例和土壤脱盐效果。结果表明:1)膜下滴灌棉田间作盐生植物能明显提高棉花生育期膜间和膜内0~30 cm土层平均含水率,且碱蓬效果最明显;间作条件下苜蓿、碱蓬、孜然、对照0~100 cm土层平均脱盐率依次为55.97%、-18.77%、-21.43%、-307.52%,即苜蓿的总脱盐率效果最好;间作盐生植物能在一定程度上抑制0~100 cm土层钠离子和氯离子的聚集,同时增加棉花产量和提高其水分利用效率,且碱蓬对抑制盐离子累积的效果最好;2)间作条件下,地下水埋深越浅,0~100 cm土层平均含水率越高,膜内膜间的含水率差异越小,土壤的脱盐率越低。与未间作相比,间作种植有效的提高了土壤脱盐率,增加了棉花产量、提高了地下水补给比例和水分利用效率。可见,膜下滴灌棉田间作盐生植物不仅可以有效降低土壤含盐量,增加其含水率,还可以增加棉花产量和提高其水分利用效率,且间作碱蓬和苜蓿的节水、脱盐、增产效果较好,这为膜下滴灌土壤盐碱地改良提供了有效的理论支撑。

浑水含沙率对膜孔灌肥液入渗土壤水氮运移特性的影响

为研究浑水膜孔灌条件下含沙率对膜孔灌肥液入渗土壤水氮运移特性的影响,通过室内膜孔入渗试验,设5个含沙率水平(0、3%、6%、9%、12%),观测累积入渗量、湿润锋运移距离、湿润体内水分以及NO-3-N和NH4+-N运移变化特性。结果表明:浑水含沙率越大,湿润锋运移距离越小,相同入渗历时内湿润体体积和高含水率区域越小,湿润体内同一位置处土壤含水率越小。单位膜孔面积累积入渗量与入渗时间符合Kostiakov模型(R2>0.9,P<0.01);随着浑水含沙率的逐渐增大,入渗系数逐渐减小,而入渗指数基本不变。垂直湿润锋运移距离和减渗率均与入渗时间呈极显著的幂函数关系,含沙率对减渗率的影响主要是通过对减渗系数的影响来实现。湿润体土壤NO-3-N和NH4+-N含量随着浑水含沙率的增大而减小,且在膜孔中心附近区域其含量均较高。土壤NO-3-N主要集中分布在湿润半径10 cm范围内,湿润体水平方向及膜孔垂向土壤NO-3-N含量均随着距膜孔中心距离的增加而降低;而土壤NH4+-N主要集中分布在湿润半径5 cm范围内,湿润半径5~10 cm范围内的土壤NH4+-N含量随着土壤深度的增加而降低。研究结果可为进一步深入研究浑水膜孔灌肥液入渗提供理论依据。

膜下滴灌棉田土壤水盐运移规律研究

基于田问试验，分析了不同滴灌年限下棉田土壤水盐变化。结果表明，土壤水分与盐分负相关，滴灌对土壤盐分有淋洗作用，且随着滴灌年限的延长，对土壤盐分淋洗作用减弱。滴灌1a对土壤盐分淋洗作用明显，尤其是对上层土壤（0-40cm）盐分的淋洗作用更明显。

盐碱地膜下滴灌水盐运移规律试验研究

通过室内模拟实验,进行灌水量恒为10 L,采用土壤初始含水率为7.6%、14.8%和21.3%及滴头流量为1 L/h、2 L/h和3 L/h,探求土壤初始含水率和滴头流量对盐碱土水盐运移的影响,结果表明:在相同灌水量及滴头流量下,随着土壤初始含水率的增大,滴头附近高含水率的区域增大,水分水平运移速率减小,垂向运移速率增大,利于水分的向下运移,在水平方向的脱盐区域减小,而在垂向的脱盐区域明显增大;在相同的土壤始含水率条件下,随着滴头流量的增大,水分水平运移距离增大,水平脱盐效果明显,而垂向脱盐区减小,小滴头流量利于土壤中盐分的向下运移,有助于压盐;以滴头为中心,湿润锋水平、垂向运移距离及两滴头湿润锋交汇宽度与时间t具有良好的幂函数关系。

膜下滴灌水盐运移影响因素研究

通过室内盐碱土入渗模拟试验 ,探求了膜下滴灌滴头流量、灌水量、土壤初始含水量、土壤初始含盐量等因素对土壤水盐运移的影响。研究结果表明 :滴头流量的增加 ,地表积水范围增大 ,湿润体垂直距离减小 ,滴头附近的含水量增加 ,不利于作物正常生长的淡化区的形成 ;灌水量的增加使得湿润体的范围增加 ,同时有利于作物正常生长的淡化区的形成 ;土壤初始含水量增加 ,湿润体范围增大 ,滴头附近的含水量增加 ,但不利于作物正常生长的淡化区的形成和超过作物耐盐度的淡化区的发展 ;土壤初始含盐量的增加使得达标脱盐系数减小。这对合理利用膜下滴灌技术体系开发盐碱地提供一定的指导 ,有利于为滴灌系统的设计提供更合理的技术参数和进行膜下滴灌条件下的盐分管理。

膜下微润带埋深对温室番茄土壤水盐运移的影响

为探讨微润灌溉对温室轻度盐碱地番茄土壤水盐的影响,通过设置3种不同埋深（10 cm、15 cm、20 cm）,探究了不同微润带埋设深度下,膜内（番茄种植行）、膜间（番茄行间）土壤含水量和含盐量的变化特征。结果表明,膜内、膜间土壤水盐的变化规律在不同埋深下保持一致,膜内土壤水分随时间推移先增大后减小,盐分随时间推移逐渐减小;膜间土壤水分、盐分均随时间推移逐渐增大。膜间土壤含水量始终小于膜内,随着土层深度增加,膜内、膜间土壤含水量差距减小;表层土壤膜内、膜间土壤含水量差距最大,50-60 cm土层膜间与膜内土壤含水量基本趋于一致。微润带埋深大时,土壤含水量较高,开花结果期,20 cm、15 cm、10 cm埋深的土壤含水量分别为23.31%、24.46%及22.42%;且微润带埋深为10 cm时,膜内、膜间土壤含水量差值小于埋深为15 cm和20 cm。膜内土壤含盐量始终小于膜间,微润带埋深越小,膜内、膜间土壤含盐量差异也越小;全生育期内,膜内0-40 cm土层处于脱盐状态,脱盐率随深度增加逐渐降低,离微润带越近,脱盐效果越明显;40-60 cm土层土壤含水量少,盐分含量也较小,为轻微积盐状态。10-20 cm土层水分含量最大、盐分含量最小、脱盐率最高。膜间0-60 cm土层始终处于积盐状态,积盐率随深度增加逐渐降低,0-20 cm土层积盐率最高。开花结果期,20 cm、15 cm和10 cm埋深下,膜内10-20 cm土层平均最大脱盐率分别为24.66%、32.28%和14.71%,15 cm埋深下脱盐率最高;苗期和结果末期15 cm埋深处理脱盐率也达最高,平均最大脱盐率分别为27.42%、24.67%。研究结果充分说明微润带埋深对不同土层深度的洗盐效果具有显著影响。综合来看,微润带埋深15 cm时土层平均脱盐率和土壤平均含水率均最高,分别达到26.05%和25.1%,为番茄生长创造了一个良好的水盐环境,最有利于番茄生长发育,为最佳埋深。

新疆膜下滴灌棉田水盐运移特征研究进展

基于相关研究文献,系统地整理和总结了近些年来膜下滴灌棉田水盐运移研究的主要内容及其最新研究进展。从短期来看,膜下滴灌可以淋洗浅层土壤盐分,保证棉花正常生长;但是,从长远来看,由于膜下滴灌灌溉定额较小,无法将盐分从根区土体中排出,棉田始终处于积盐状态,土壤盐碱化程度不断增加。在探讨膜下滴灌棉田水盐运移特征和规律的基础上,探索性地提出了今后可能需要关注的研究方向和内容。

覆膜开孔条件下盐渍土壤的潜水蒸发及水盐运移特性

为研究地下水浅埋区不同覆膜开孔率盐碱土的潜水蒸发和水盐运动情况,在室内进行了土柱蒸发模拟试验(地下水埋深50cm)。结果表明,与不覆膜相比,覆膜可显著降低潜水蒸发强度、减少潜水累积蒸发量,同时也有效减少了盐分在土表的积累量。蒸发结束时,开孔率分别为3.24%、9.97%和20.27%的潜水累积蒸发量与裸土相比分别减少了79.87%、74.19%和77.93%,土层深度5cm范围内土壤电导率分别降低了36.93%、34.41%和5.16%,即覆膜开孔率的差异对盐分累积的影响小于对潜水蒸发的影响。三种处理中,9.97%开孔率的土表积盐量和潜水蒸发量均相对较大。随着蒸发历时的增加,不同处理土壤含水量剖面的变化相对较小,但潜水蒸发强度却有所降低,这与蒸发过程中盐壳形成后反过来又抑制了潜水蒸发有关。其次,覆膜阻滞不同盐离子表聚的效果不同,其中Cl-表聚作用受开孔率影响较大,而Na+和SO42-表聚作用受开孔率影响不大。

土壤质地对单膜孔肥液入渗水分及氮素运移的影响

为了探求特定条件下的水肥运移规律,该文通过室内试验,研究了土壤质地对单膜孔肥液入渗水分运移及NO3--N分布的影响。研究表明,不同土壤质地的单膜孔肥液入渗累积入渗量均符合Kostiakov入渗模型;水平湿润距离和垂直湿润距离随时间的变化均符合幂函数方程;质地对土壤含水率的分布和再分布的影响均较大;供水结束时,不同土壤质地的NO-3-N含量在湿润土体表层10cm范围内的高含水率段分布均比较均匀,且NO3--N含量相差较小;NO3--N本底值对湿润体表层10cm范围内NO-3-N含量分布和再分布的影响不大。

灌水量对膜孔灌农田水分运移分布和动态变化影响研究

通过室外测坑灌溉试验,分析了灌水量对膜孔灌玉米不同生育时期的土壤水分运移分布和动态变化的影响。研究表明,灌水后第1天,土壤含水率以膜孔为中心呈等值线分布,土壤水分在再分布过程中出现交汇情况,交汇后土壤水分向更深度方向运移;随着生育时期的递进,膜孔中心附近的土壤含水率逐渐减小,土壤含水率在膜孔中心处最小,随着距离膜孔中心距离的增大而增大;不同灌水量对作物吸收水分后水分分布影响明显,相同深度处,灌水量越大,土壤含水率越大;玉米耗水量随灌水量增大而增大,耗水量和灌水量之间存在显著的幂函数关系。

OFP黏弹性液体对水膜输送的影响

超稠油水膜面减阻输送技术是能源领域的一项节能技术。OFP黏弹性液体在超稠油水膜输送过程中起支撑作用,即产生法向应力使水膜能够稳定地存在于管道中从而不产生偏心现象。通过实验深入了解黏弹性液体的法向应力差的变化,研究了OFP黏弹性液体的剪切频率对水膜输送的影响。随着油品剪切速率的减小,溶液的溶解度、黏度、法向应力差均逐渐降低。

设施条件下膜孔灌土壤水氮运移分布特性研究

在室内进行了模拟设施条件下膜孔灌灌施硝酸钾肥液试验,分析测定了灌后不同时间的土壤含水量和硝态氮质量分数。研究表明,土壤含水率和硝态氮质量分数随着灌后时间延长逐渐减小,土壤水分和硝态氮在灌后1d内存在明显减少现象,灌后5d土壤硝态氮反硝化作用加强;土壤含水率和硝态氮存在耦合现象,二者分布趋势基本相同,以膜孔中心为最大,远离膜孔中心逐渐减小。