喷灌与地面灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆过程特性分析

为比较喷灌和地面灌溉条件下冬小麦籽粒灌浆过程特性的差异,进而探讨喷灌对作物产量形成的影响机制,该研究以百农矮抗58为试验材料,采用大田试验的方法,应用Richards模型对喷灌和地面灌溉条件下冬小麦强势粒、弱势粒的籽粒灌浆过程进行了模拟。建立在Richards模型基础上的籽粒生长分析显示:与地面灌溉相比,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的千粒质量均显著性提高。灌浆特征参数的比较表明,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的起始势增强,到达最大灌浆速率的时间提前,平均灌浆速率和最大灌浆速率均增大。阶段灌浆特征参数的比较表明,在籽粒灌浆的前期,喷灌处理使冬小麦强势粒、弱势粒的灌浆持续期缩短,平均灌浆速率增加;在籽粒灌浆的中期和后期,喷灌处理使强势粒的灌浆速率均得到了提高,但对其灌浆持续期没有显著影响,使弱势粒的灌浆持续期均延长,灌浆速率均得到了提高。总体上讲,喷灌处理对弱势粒粒质量的影响程度大于强势粒,表明喷灌提高冬小麦的千粒质量主要是通过提高弱势粒的千粒质量来实现的。

喷灌与地面灌溉条件下冬小麦光合作用的日变化研究

为比较不同灌溉方式下作物光合作用日变化的差异,该试验选择晴朗天气,采用LI-6400便携式光合作用仪观测了喷灌和地面灌溉条件下冬小麦灌浆期光合作用参数的日变化.试验结果表明:与地面灌溉条件下相比,喷灌条件下冬小麦旗叶的净光合速率增加,细胞间隙CO2浓度减小,蒸腾速率和气孔导度除在光合'午休'期间(12:00～14:00)较大外,在其它时段均低于地面灌溉条件下;喷灌和地面灌溉条件下冬小麦的光合'午休'均是'气孔限制'与'非气孔限制'共同作用的结果,但在喷灌条件下,光合'午休'主要由气孔限制引起的,而在地面灌溉条件下,光合'午休'主要由叶肉细胞光合活性下降导致的非气孔限制引起的.试验结果表明喷灌可以改善叶肉细胞的光合能力,使光合'午休'期间阻碍光合速率进一步提高的主要因素由非气孔限制逐渐转变为气孔限制.

喷灌与地面灌溉冬小麦干物质积累、分配和运转的比较研究

以中优9507为材料,采用大田试验的方法,研究了喷灌和地面灌溉条件下冬小麦干物质积累、分配和运转状况。试验结果表明:与对照地面灌溉相比,在冬小麦生长的中前期(分蘖期～拔节期),喷灌条件下冬小麦地上部干物质总量较小,但是在冬小麦生长的中后期(抽穗期～成熟期),喷灌有利于植株对干物质的积累,其干物质总量明显高于地面灌溉条件下;在抽穗前,喷灌和地面灌溉条件下各器官干物质的分配率差异不显著,在抽穗后的灌浆期,喷灌条件下叶片、籽粒中的干物质分配率提高,其茎鞘的干物质分配率则降低;喷灌条件下叶片、颖壳、茎鞘贮藏物质的转化率均低于地面灌溉,其抽穗后生产的干物质对籽粒的贡献率较地面灌溉显著提高;喷灌条件下冬小麦的结实率、千粒重、产量分别较地面灌溉提高了5.9%1、.23 g、491.4 kg/hm2,差异在处理间均显著;喷灌条件下冬小麦的耗水量小于地面灌溉,水分利用效率高于地面灌溉。

喷灌和地面灌溉条件下冬小麦的生长过程差异分析

采用作物生长分析的方法,研究了喷灌和地面灌溉条件下冬小麦生长动态的变化规律.结果表明:与对照地面灌溉相比,在分蘖～抽穗期,喷灌条件下冬小麦的生物产量较小,抽穗后,喷灌有利于植株对干物质的积累,成熟时其生物产量比地面灌溉条件下高8.9%;在分蘖～拔节期,净同化率较低,孕穗～成熟期比地面灌溉高15.7%～30.9%;从第一次灌水处理至成熟,群体生长率平均比地面灌溉高10.1%;在生长前期(分蘖～孕穗期)叶面积指数增长较慢,在生长后期(抽穗～成熟期)叶面积指数衰减率低,从而使生长后期的叶面积持续时间比地面灌溉高15.5 d.综上所述,喷灌对冬小麦群体生长的影响具有前控后促的特点,其生长优势主要表现在生长后期.考种结果显示,喷灌条件下冬小麦的结实率、千粒重、产量分别较地面灌溉提高了5.9%、 2.8%、 11.3%,二者差异显著.

不同畦面结构下地面灌溉效果的对比分析

为研究畦面结构变化对地面灌溉效果的影响,在4种不同畦面结构的大田灌溉试验基础上,用WinSRFR3.1模型对平作畦灌、细沟灌、畦作浅沟灌和微垄沟灌的田面土壤特性参数和灌水效果进行估算和模拟,比较了不同灌溉方式由于畦面结构改变引起的田面土壤特性和灌水效果差异,并提出不同畦面结构的适宜畦田规格。研究认为,不同畦面结构的田面糙率系数和土壤入渗特性差异明显,微垄沟灌糙率系数最大而平作畦灌糙率系数最小,平作畦灌入渗速率最快而畦作浅沟灌入渗速率最慢;对长畦田来说,畦作浅沟灌灌水效果最好,微垄沟灌次之,平作畦灌最差;在单宽流量为4.5L/(m·s)条件下,畦作浅沟灌灌水效率达到80%的最大优化畦长为200～220m,微垄沟灌为170～190m,细沟灌为150～170m,平作畦灌为150～170m。畦面结构是影响地面灌溉效果的重要因素,在地面灌溉研究和实践中都需考虑进去。

地面灌溉土壤入渗参数时空变异性试验研究

基于典型田块的试验观测数据,开展地面灌溉条件下冬小麦生长期间土壤入渗性能时空变异性的试验研究,描述土壤入渗参数的时空变异分布特征,分析各参数间存在的相关关系。结果表明,在冬小麦生长期内,土壤入渗参数的空间变异强度呈持续性减弱趋势,其时间变异性逐渐下降并趋于稳定。土壤入渗性能在冬灌后各时段间的差异并不显著,故在此后的灌溉试验设计与管理或地面灌溉模拟中,可基本无需考虑土壤入渗性能的时间变异性影响。考虑到土壤入渗参数f0和Z180之间存在着强烈的互相关性和非常相近的时空变异分布特征,可借助f0的时空变异分布特点达到描述土壤入渗性能、衡量土壤入渗能力的目的。

地面灌溉技术参数对氮素运移分布影响的研究进展

地面灌溉是应用最广泛的灌水方法,通过优化地面灌溉设计和管理减少水氮淋失,正在成为研究的热点问题,该文对有关成果进行了综述。由于地面灌溉的尺度较大,加之土壤水力参数和溶质运移参数的空间变异,使得地面灌溉施肥条件下溶质(N)运移分布的田间试验研究,无论在技术上还是在投入上都具有一定难度。有关沟灌、畦灌和水平畦田灌溉施肥时水氮分布的田间试验结果指出,肥料(N)分布没有入渗水深分布均匀,且与土壤初始含水率、流量、土壤入渗参数、田面糙率和施肥时机等因素密切相关。在模拟研究方面,文献中报道的模型有纯对流模型、对流-弥散模型、基于活塞流的水平衡模型和传递函数模型等。鉴于地面灌溉条件下水氮运移的复杂性,在水氮运移分布的数学模拟、灌水技术参数和施肥方式对水氮淋失的影响以及灌溉施肥质量评价指标体系等方面尚需要进一步研究。

精细地面灌溉技术体系及其研究的进展

对基于激光控制土地精细平整技术、地面灌溉过程精量控制技术和精细地面灌溉系统设计与评价方法构建的精细地面灌溉技术体系及其研究进展进行综述,探讨了相关发展趋势和研究方向。现有研究成果表明,借助激光控制技术、GPS与GIS技术、计算机模拟技术、自控技术等现代高科技手段对传统地面灌溉技术进行升级改造构建的精细地面灌溉技术体系具有十分鲜明的高科技特征,其推广应用可在明显改善田面微地形条件基础上,提升对地面灌溉过程实时反馈控制的能力,有效改进地面灌溉系统设计和评价方法,大幅提高地面灌溉系统性能,获得显著的节水、增产、环保效果。

新疆规模化农业类型区改进地面灌溉技术的初步成果

本文总结了 2 0 0 0年在新疆兵团农七师 12 7团进行的田间闸管灌溉技术和改进畦沟灌溉技术的初步成果 :①在棉花沟灌区 ,闸管灌溉的田间水利用率达到了 80 %以上 ,比现状节水 3 0 %～ 40 % ,而且节地省劳效果明显。②通过灌溉技术要素的的优化组合 ,其田间水利用率也达到了 80 % ,比现状节水 3 0 %左右 ,说明只要合理确定畦沟规格并实行封闭灌溉 ,精心管理 ,即使不增加任何设备投资也可以有效地改进地面灌溉状况。③根据试验结果得知 ,现状地面灌溉的田间水利用率为 45 %左右 ,节水潜力为 2 5 %～ 3 5 %。

地面灌溉土壤入渗参数及糙率系数确定方法研究综述

土壤入渗参数的确定包括由田间试验测定、基于水量平衡原理根据灌水资料直接估算和借助灌溉模拟模型优化反求3种方式;田面糙率系数的确定包括由灌溉经验确定、根据灌水资料采用曼宁公式直接估算和借助灌溉模拟模型优化反求3种方式。对地面灌溉土壤入渗参数和田面糙率系数的各种确定方法进行总结,分析了各种方法的特点。结果表明,根据灌水资料推求平均入渗参数和糙率系数已成为主要趋势,各种确定方法之间的差异有待通过田间试验资料进一步分析,与参数值密切相关的水力要素的分析研究需加强。

地面灌溉田间灌水控制技术与设备研究进展

改进地面灌溉田间灌水控制技术与设备是提高地面灌溉田间灌水效率的有效手段。系统地对田间灌水控制技术与设备在近十几年的研究成果进行了总结和归纳,指出了我国地面灌水控制技术与设备发展过程中存在的问题,并初步探讨了地面灌水控制技术与设备的发展趋势与研究方向。

地面灌溉水流特性及水分利用率的田间试验研究

在内蒙古风沙区一种砂土和壤质砂土的春小麦生育期内进行了畦田规格和灌水技术要素对水流推进和消退过程、田间水利用系数、灌水效率及灌水均匀系数影响的田间试验。试验中畦田坡度基本一致 ,畦长均为 60 m ,畦宽变化范围为 1～ 4m ,单宽流量为 3 .8～ 15 .2 L / ( s· m )。结果表明 ,畦田水流推进曲线可用幂函数表示。在所研究的畦田中 ,1m宽度的畦田灌水效率最低 ,宽度 2 m和 3 m的畦田灌水效率相近 ,畦宽由 3 m增加到 4m时 ,灌水效率呈降低趋势 ,因此试验条件下的畦田适宜宽度为 2～ 3 m。对所研究的土壤来说 ,春小麦生育期内平均灌水效率 (田间水利用系数 )仅为 0 .5左右 ,与规范规定值 ( 0 .90以上 )尚有很大差距。利用水量平衡法求出的土壤入渗参数和观测的入渗时间 ,计算了入渗水深均匀系数。结果表明 ,入渗水深均匀系数随畦宽的变化趋势与灌水效率相同 ,但可以达到 0 .8以上。对地面灌溉来说 ,高均匀系数并不一定意味着高灌水效率 (田间水利用系数 )。

南疆沙壤土地面灌溉高产棉田施肥灌水数学模型研究

在南疆沙壤土棉田,设置了3个处理因子(施氮、施磷和灌水),每个因子依施用量设4个水平,开展了水肥耦合效应对棉花产量影响的田间试验研究。试验结果表明,棉花产量对氮肥、磷肥、水的依赖程度顺序是:氮肥>磷肥>水,并建立了地面灌溉条件下高产棉田水肥施用的多元回归数学施肥模型:y=-677.8075+0.5889 xN+11.1649 xP+1.0266 xW-0.0098 x2N-0.0421 x2P-0.0001 x2W+0.0130 x2NP+0.0012 x2NW-0.0002 x2PW(r=0.9825*),方差分析达到显著水平(P=0.0138<P0.05)。经过回归曲面分析,当纯氮量、纯磷量和灌水量分别为545.50 kg.hm-2,199.72 kg.hm-2,6429.37 m3.hm-2,能够获得最佳皮棉产量3897.88 kg.hm-2。

多孔软管地面灌溉技术研究及应用

针对我国农田地面灌溉面积大 ,深层渗漏损失严重 ,灌溉效率低等问题 ,结合农村生产承包责任制的特点 ,设计了一种价格低廉 ,使用方便的地面灌水方法 ,生产应用中表明 ,多孔软管地面灌溉 1次灌水定额3 75～ 45 0 m3/hm2 ,比常规的沟畦地面灌水技术灌溉速率提高 3～ 5倍 ,节水 40 %～ 60 %。

南疆棉区地面灌溉棉田高效节水灌溉方式研究

研究了南疆地面灌溉条件下棉花生育期不同灌溉定额的土壤水分动态、棉株叶片水势动态、棉花耗水规律以及对棉花生长发育、产量和水分利用效率的影响。结果表明,棉花全生育期灌溉定额345 mm,每次灌水量60～75 mm,土壤供水明显不足,叶片水势下降较快,棉株生育受到抑制,减产严重;灌溉定额480mm,每次灌水量90～105 mm,在15 d左右的灌水周期内,土壤供水适宜,棉株生长稳健,产量与充分灌溉相当,水分生产效率显著高于低量灌溉和充分灌溉;灌溉定额615 mm,每次灌水量105～135 mm,土壤水分偏多,棉株生长过旺,与适量灌溉相比并没有增产效果,且耗水量加大、水分生产效率下降。在试验结果的基础上提出了南疆棉区合理的灌溉制度。

地面灌溉的研究现状与发展趋势

本文简要介绍了地面灌溉田面水流运动、灌水质量评价指标及灌水新技术和设备方面国内外研究现状,分析了目前存在的问题、并探讨了地面灌溉未来的发展趋势;指出今后应把简捷易用的地面灌溉水流运动模拟软件开发,不同地区和土壤条件下田间入渗参数的取值及其地面灌溉合理灌水技术指标,不同地区阶式水平畦灌、膜孔膜侧灌、长畦分段灌等低成本地面灌溉技术的标准化灌水技术指标,适合国情的地面灌溉的实时反馈控制技术和设备、激光平地设备、波涌灌溉控制阀、闸管等的开发作为研究重点。

北京果类蔬菜节水型地面灌溉技术改进探讨

王克武，高级农艺师，北京市农业技术推广站，北京市朝阳区惠新里高原街4号，100029，电话：010-84643386，E-mail：wangkewu@china．

喷灌与地面灌溉冬小麦根系生长和分布的比较研究

以中优9507为材料,采用大田试验的方法,在分析喷灌和地面灌溉条件下冬小麦农田土壤水分分布特征的基础上,研究了不同灌溉下方式下冬小麦根系生长与分布状况。在根系发育达峰值的开花期,在0～30cm土壤表层,喷灌条件下冬小麦根长密度和根重密度大于地面灌溉,在土壤中下层(30～100cm),喷灌条件下冬小麦根长密度和根重密度小于地面灌溉。在根系逐渐衰老的灌浆期,在土壤表层,喷灌条件下冬小麦根长密度和根重密度仍大于地面灌溉。结果表明:在根系生长发育过程中,喷灌有利于根系在土壤表层发育,地面灌溉则促使根系在土壤中下层发育较多。在根系衰老过程中,与地面灌溉相比,喷灌延缓了根系的衰老。

地面灌溉水流运动数值模拟研究述评

对近10多年来地面灌溉水流运动数值模拟方面的国内外研究进展进行了归类整理,并就目前研究中存在的不足和未来急待深入研究的问题进行了探讨,认为在今后的研究中应把地面灌溉入渗参数和糙率的确定问题,不同地区和作物条件下合理的田块尺寸与灌水要素的优化组合研究及经济合理的田间土地平整度及平地模式的研究,长畦分段灌、阶式水平畦灌、覆膜灌溉条件下的水流运动和合理灌水技术指标的研究,浑水灌溉和土壤气阻对地面灌溉水流运动的影响机理研究等作为重点内容。

地面灌溉水深测量仪的研制及性能测试

对地面灌溉条件下水流扩散过程实时监测是地面灌溉系统田间评价的主要内容,观测数据为相应的数值模拟和系统性能评价奠定了基础。该文介绍了一种研制的梯度式地面灌溉水深测量仪,可在田间任意地点实现地表水深(位)变化过程和水流推进与消退时间的自动监测。室内外测试结果表明:仪器对地表水深(位)动态变化过程的反应灵敏,水深测量精度为±5 mm,但当仪器应用于首次灌溉的田块时,松软地面造成的仪器沉降对水深测量精度可能的影响范围为8±3 mm,在后续使用时就可以忽略仪器沉降的影响。仪器对地面水流推进时间的测定精度相对较高,相对误差小于11%,但测得的水流消退时间与人工观测结果最大相对误差为29%,表明使用仪器进行水流消退时间观测时有一定的条件限制。研制的仪器可基本满足地面灌溉试验中对地表水深(位)进行动态监测的需求。