直插式根灌技术的研究与应用

直插式根灌技术,是一种新型的节水灌溉技术,它结合了地面滴灌与地下渗灌的优点,能够把水直接灌溉到一定深度土壤层,起到对植物根系层,进行直接灌溉的目的;能有效减少表层土壤水分蒸发损失,提高灌水效率、提高灌溉水的有效利用率。过去的地埋式渗灌技术,有较好的灌水效果和抑制表层土壤水分蒸发损失作用,但其易堵塞、检修难的缺点,限制了地下渗灌技术的发展。地表滴灌技术成熟,但其表层土壤水分蒸发损失,影响滴灌水分的利用效率和灌水效率。为了结合滴灌与渗灌的优势,克服滴灌与渗灌的缺点;所以,开展对直插式根灌技术的研究,把地表滴灌的水分,直接引灌到一定深度的土壤层,实现土壤的越层灌溉,起到较好的灌水效果,根灌产品,安装简便,便于维护。

沙坡头区直插式根灌条件下土壤水分变化分析

为提高沙坡头地区造林过程中的水分利用效率,制定最优化的灌溉制度,在宁夏中卫沙坡头自然保护区,两年生固沙梭梭(Haloxy lonammodendron)林展开直插式根灌节水试验,分析和模拟直插式根灌过程中土壤水分入渗和消退规律。结果表明:1)直插式根灌过程中,土壤含水量随灌水时间的变化符合Logistic曲线变化;停灌后,土壤水分消退规律符合幂函数模型变化。2)本试验条件下,不同土层土壤水分最大入渗速率依次为60 cm>40 cm>80 cm>100 cm>20 cm,达到最大入渗速率的时间40 cm土层最短,平均为1.22 h,100 cm土层最长,平均为4.57 h;1 m深土层土壤水分最大入渗速率平均为1.65%·h-1,达到最大入渗速率的时间平均为2.16 h。3)根据模拟结果,建议沙坡头区梭梭林直插式根灌灌溉周期为4 d左右,单次灌水时间以6~10 h为宜。4)停灌2 h后,各土层土壤含水量消退速率随土层深度增加而增大,停灌后48 h,各土层土壤水分消退速率基本为零;梭梭全生长期,1 m深土层土壤水分消退速率在结实期最大,为2.20%·h-1,休眠期最小,为1.31%·h-1。5)直插式根灌对20 cm土层土壤水分的影响最小,对60 cm土层土壤水分影响最大;灌溉过程中,土壤水分等值线以60 cm土层等值线为中心,向表层和深层土壤辐射状分布,灌后各土层平均土壤含水量,20 cm和60 cm土层与其他各土层之间差异显著(P<0.05)。研究表明,直插式根灌的土壤水分入渗规律符合Logistic曲线变化,消退规律符合幂函数曲线变化,直插式根灌对20 cm土层土壤水分的影响最小,对60 cm土层土壤水分影响最大,沙坡头区梭梭林直插式根灌灌溉周期为4 d左右,单次灌水时间以6~10 h为宜。

直插式根灌的土壤水分时空分布与节水效率

在塔里木河下游枣树生态经济林进行根灌试验,研究了直插式根灌条件下的土壤水分时空分布和节水效率。结果表明:(1)灌水过程中直插式根灌的土壤水分分布在0~100 cm土壤层,随灌溉时间增加,土壤含水量,0~20 cm土层呈波动变化,80~100 cm土层基本稳定,其余各土层呈S型增加;(2)不同时期1 m深土层平均土壤体积含水量最大值及达到最大值的时间,枣树生长初期为44.62%、7.5 h,花期为43.26%、12.5 h,幼果期为46.3%、15 h;(3)根灌过程中,各土层土壤含水量变异系数大小次序为80 cm>20 cm>40 cm>60 cm>100 cm;灌后土壤平均含水量,80、100 cm土层与其余各层之间差异显著,20、40、60 cm土层之间差异不显著,80 cm土层土壤含水量空间异质性最高;(4)三次试验后20 d内,0~100 cm土层的平均土壤体积含水量消退速率分别为0.21%·d^(-1)、0.19%·d^(-1)和0.17%·d^(-1),土壤体积含水量60 cm和100 cm土层消退速率稳定,40 cm土层呈先消退后增加的趋势,20 cm土层0~10 d迅速消退,80 cm土层11~20 d迅速消退;(5)直插式根灌的节水效率比地表滴灌高27.78%,水分利用效率分别比地表滴灌和漫灌高8.12%、52.46%。

直插式根灌节水装置设计及应用示例

干旱区高效节水灌溉技术的创新与发展,是干旱区水资源高效利用的主要举措之一。针对我国西北干旱地区人工生态林和经济林节水灌溉技术发展的需求,结合干旱地区水文、气候、土壤特点,为解决干旱地区高效节水灌溉中存在的一些科学问题及技术难点,达到有效抑制干旱地区表层土壤水分蒸发损失,解决干旱区灌溉水利用效率低下、浪费等问题。本文提出了一种"直插式根灌节水技术",并对其根灌技术装置,进行了一系列设计、制作及试验,为直插式根灌节水技术的进一步研究与推广应用,提供相应的试验数据及成果。直插式根灌技术是一种高效节水的地下滴灌技术,能提高灌溉水的有效利用率、提高灌水效率,增加土壤含水率、增加土壤层的湿润深度。直插式根灌节水技术为我国西北干旱区水资源的高效利用、果树经济林发展、人工生态林建设、荒漠化治理、高效节水灌溉技术的发展,开创一条高效节水灌溉技术新途径,起到积极的推动作用。

地下节水灌溉技术研究综述

地下节水灌溉技术作为一种新型灌溉方式备受关注,对缓解农业水资源不足,保证粮食安全及促进农业现代化具有重要意义。概述了地下节水灌溉技术的研究进展,探讨其在农业生产中的应用潜力和发展前景。通过对地下滴灌、地下渗灌、微润灌溉、直插式根灌、涌泉根灌与微孔陶瓷根灌6种地下节水灌溉技术要点、存在问题及研究现状进行详细总结与分析,指出地下节水灌溉技术面临的主要挑战以及未来发展方向,这不仅对于深化人们对该技术工作原理和应用方式的理解起到重要作用,而且对于该技术创新及科学高效灌溉方案的提出具有重要指导意义。