基于电磁感应的不同膜灌模式下棉田土壤盐分分布研究

选择"1膜1管4行"(114模式)、"1膜2管4行"(124模式)以及覆膜漫灌3种不同膜灌模式下典型棉田地块点位,同时测定膜上宽行(W)、膜上窄行(N)以及膜间(I)3个位置不同离地高度的大地表观电导率(ECa),建立不同土层深度盐分含量解译模型,研究不同膜灌方式下盐分的垂直和水平分布特征。研究结果表明:水平方向上,0～10 cm土层,114模式下膜上窄行盐分含量高于宽行,124模式下膜上窄行盐分含量低于宽行,漫灌模式下膜上宽行和窄行盐分含量差异不大;垂直方向上,3种模式下盐分均呈现一定的表聚趋势,盐分最大值出现在10～20 cm土层,80 cm以下土层土壤盐分含量趋于稳定。基于电磁感应建立的土壤剖面盐分解译模型具有良好精度,方便快捷,可实现不同膜灌方式下棉田土壤盐分分布的快速预测,对指导农业生产具有重要意义。

低压孔口式膜灌袋水力特性研究

为了提高灌水效率,实现高效节水目的,提出一种基于蓄水于袋理念的灌溉技术。通过自制试验装置在0.3 m低压水头下对不同规格的膜袋进行出流试验,运用水力学原理,对水头损失、沿程孔口出流量的变化进行研究,并对灌水器制作精度及灌水均匀度进行分析。研究表明:孔距相同时,孔径为0.6 mm的膜袋水头损失大于孔径0.5 mm的;孔径相同时,孔距为30 cm和40 cm的水头损失基本相同。孔距相同时,孔径0.6 mm膜灌袋的孔口平均流量均大于孔径0.5mm的;孔径相同时,孔距40 cm膜袋的孔口平均流量均大于孔距30 cm的。试验处理条件下的孔口制作偏差均小于等于0.10,优良率为100%,满足灌水器质量标准。孔距30 cm和40 cm、孔径0.5 mm和0.6 mm的4种规格膜袋灌水均匀度均在80%以上,属于高均匀度节水灌溉技术。

汾河灌区玉米膜灌技术应用探讨

玉米是汾河灌区种植面积最大的作物,在灌区推广运用玉米膜灌节水灌溉技术可有效节约农业用水,提高灌溉水利用率,从而扩大灌溉面积,提高灌区农业产值。介绍了玉米膜灌技术及其技术要点,分析了采用膜滴灌技术所产生的节水效益,并对在灌区广泛推广使用膜灌技术可能出现的问题进行了探讨。

农田地膜灌水内涵与形式

农田地膜是一种投资少、节水、增产、效益高、简便易行的节水灌溉技术,为干旱缺水地区开辟了一条节水增产的灌溉新路。

膜调控润灌在不同土壤类型下的技术参数确定

【目的】探究膜调控润灌在不同土壤类型和滴头流量下的土壤水分运移规律,确定不同土壤类型下的技术参数。【方法】基于室内试验数据建立HYDRUS-2D模型,设置4种土壤类型(砂土、壤土、砂质黏壤土、粉土)和3个滴头流量(0.9、2.1、3.2L/h),探究膜调控润灌在不同土壤类型和滴头流量下的技术参数。【结果】HDYDRUS-2D模型可以准确模拟膜调控润灌条件下的土壤水分运移及分布,相对误差在5%以内,决定系数(R2)和均方根偏差(RMSE)分别为0.97和0.007;砂土因其饱和导水率大易造成渗漏,在膜调控润灌系统下需要进一步调整滴灌管埋深和流量,膜调控润灌能较好地适应其余3种土壤,灌水结束时膜上水量占总灌水量的比例高于70%,大大减少了灌溉水渗漏量;随着滴头流量的增加,壤土膜上水量的占比逐渐减小。【结论】砂土条件下,需要调整滴灌管埋深以减少水分深层渗漏;推荐在砂质黏壤土和壤土条件下采用2 L/h的滴头流量进行灌溉;随着流量的增加,粉土膜上水量占比不会降低,推荐采用3 L/h的滴头流量进行灌溉。

地下膜调控润灌对冬小麦土壤水分及生长的影响

【目的】探索地下膜调控润灌下冬小麦适宜灌溉制度。【方法】针对地下膜调控润灌,设定300 m^(3)/hm^(2)(W1)、450 m^(3)/hm^(2)(W2)和600 m^(3)/hm^(2)(W3)3种灌水定额,采取连续灌溉(S1)、间歇灌溉(S2)和传统畦灌(CK)3种灌水模式,通过灌水定额与灌水模式田间小区组合试验,研究土壤水分分布和冬小麦的生长性状、耗水规律、产量构成和水分利用效率。【结果】①W3S1处理和W3S2处理较CK灌溉水更集中分布于作物根系层,下渗量减少,提高了株高、籽粒产量和水分利用效率(WUE);②地下膜调控润灌下,随着灌水定额的增加,20~60 cm土层土壤含水率增加;S2处理较S1处理可降低灌溉水向80~100 cm土层下渗;③冬小麦各生育阶段株高、叶面积指数(LAI)和全生育期耗水量均和灌水定额呈正相关;灌水模式对株高和LAI的影响不显著,但可显著提高全生育期耗水量;④随着灌水定额增加,S2处理较S1处理分别增产6.52%、13.11%和3.46%,籽粒产量和WUE呈现先增加后减少的趋势。【结论】相较于CK,地下膜调控润灌可实现节约灌溉用水并提高产量,综合考虑灌后土壤水分分布、作物生长性状、耗水规律、产量和WUE,W2S2处理是最优的灌溉制度,可以在获得更高籽粒产量的同时,提高WUE。

地下膜调控润灌对冬小麦耗水规律及水分利用效率的影响

通过测坑及田间试验,探究地下膜调控润灌条件下冬小麦各生育期的耗水量、耗水强度及模系数,研究不同供水条件对作物产量和水分利用效率的影响,提出该灌水技术条件下所研究作物的适宜灌水定额和灌溉制度。研究表明:在试验设定的灌水量范围内,较小的灌水定额可获得较高的水分利用效率;综合考虑产量和水分利用效率,地下膜调控润灌条件下冬小麦较优的灌水处理为SM处理,即灌水定额为450 m^(3)/hm^(2),灌水时期分别是返青、拔节、抽穗、灌浆4个时期,灌水次数为4次,灌溉定额为1800 m_(3)/hm^(2);在S_(M)处理下,冬小麦产量可达到9520.03kg/hm^(2),水分利用效率可达到2.85 kg/m^(3)。该试验结果可为缺水地区冬小麦种植探究高效可行的灌溉方式提供合理的参考依据。

西北干旱区膜上灌对玉米作物的高效节水机理研究

为探讨膜上灌对玉米水分利用效率的影响,在甘肃省景泰灌区进行田间对比试验。通过田间试验对比玉米膜上灌与传统畦灌玉米的叶面积指数、株高、叶面积、干物质积累等相关指标;进一步分析膜上灌增产与地温、灌水等相关指标的响应机制,为开展与膜上灌与其他农艺节水措施相结合灌水方法提供技术支撑。

甘肃砂田西瓜覆膜补灌效应研究

为证明集雨补灌对砂田西瓜是否有效,在甘肃省皋兰县进行了集雨补灌效应研究,结果表明:在西瓜全生育期,各处理的土壤水分呈波动性下降,0～120cm土层含水量下降幅度在2.59%～4.13%之间,补灌量愈大,土壤含水量的下降幅度愈小。砂田西瓜全生育期耗水较少,不同补灌量处理的耗水量在175.9～218.9mm之间,比小麦等大田作物低100mm以上。灌水量对结瓜期的耗水量影响很大,灌水量增加,结瓜期耗水量增大。不同补灌量处理的西瓜产量差异达显著水平,随灌水量的增加,产量、单瓜重和采收瓜数相应增加。补灌量对西瓜的含糖量也有影响,补灌量低于45mm,各处理之间含糖量的差异不大,补灌量为67.5mm,西瓜含糖量降低4.4%以上。适量补灌可以提高西瓜水分利用效率,其中滴灌67.5mm处理水分利用率最高,达到267.2kg·hm-2·mm-1,比不补灌处理提高17.0%。但随灌水量的增加,灌水效率降低,单方水产值减少。由于补灌对西瓜的产量、含糖量和水分利用率都有影响,只有适时适量补灌,才能即提高产量和水分利用率,又不降低品质。研究结果证明,砂田集雨补灌栽培西瓜是集雨水利用的一种较经济高效的方式,但最佳补灌量应控制在45mm左右为宜。

膜上灌水技术的生态环境效应研究

该文依据膜上灌水技术室内外试验数据,分析探讨了膜上灌水对作物生长要素中土壤水、肥、气、热环境的影响。研究结果表明:膜上灌水技术与传统的沟畦灌相比,地膜覆盖灌水法在减少地面蒸发,实现节水的同时,可调节土壤温度,减少灌溉水的深层渗漏和保持土壤肥力,提高了水分利用率,增加作物产量。膜上灌水不仅节约用水,同时也为作物的生长发育创造了适宜的根部生态环境。

玉米膜上灌溉条件下土壤水、热运动规律的研究

通过玉米膜上灌与普通露地灌田间对比试验,分析了玉米生育期内土壤含水率与温度的动态变化。结果表明:两处理下土壤水热运动规律整体一致,均随土层加深,含水率增大、温度降低、相邻土层温差变小、温度峰值滞后、日变幅减小,日变幅随深度的变化可用指数函数拟合。相比而言,膜上灌有利于保墒调温,土壤含水率和温度均显著高于露地灌,温度变幅总体小于露地灌;随土层加深,两处理间温差和含水率差异均变小,试验证实膜上灌玉米的生产性状、产量及灌溉水利用效率均优于露地灌。可见,膜上灌有利于保证玉米对土壤水热的需求,能促进玉米生长和增产。

宁夏灌区不同水肥处理对膜上灌玉米性状影响的模糊评判

为了寻求一种适合相关地区膜上灌玉米的水肥组合方案,在宁夏引黄灌区进行了为期2年的试验,并保证2年试验方案完全相同。为避免只考虑产量这一单一因素便评价的不足之处,选择了典型性状和与产量构成密切相关的8个指标进行分析,经新复极差检验法检验,在选定的因素中,不同水肥处理间秸秆充实度和穗粒数差异显著,其余因素不显著;采用层次分析法确定各因素的权重,用多因素模糊综合评判法对其进行评价,得出了适合当地条件的水肥组合方案,即为整个生育期灌水2次,每次定额为1200 m3/hm2,纯氮和纯磷的比值为2.5。这一结论也可供条件相似地区参考。

膜上调亏灌溉对制种玉米产量的影响

通过大田试验,研究膜上不同水分亏缺灌溉对制种玉米产量的影响。结果表明,制种玉米在抽穗—灌浆期适度水分亏缺灌溉有利于提高籽粒产量,并能满足制种玉米对水分的需求。膜上适度调亏灌溉有利于增产,提高水分生产效率。

膜袋灌节水机理与效应

为了探索减少株间蒸发和深层渗漏,适时适量灌水,更好地精细控制灌溉水,提高灌水均匀度,实现高效节水目的,解决目前滴灌和渗灌等一些先进节水灌溉技术受水质限制问题,提出一种基于蓄水于袋理念的膜袋灌节水新技术。在阐述了膜袋灌灌水器结构的基础上,揭示其节水机理,分析了膜袋灌节水、节能、保温、灌水均匀度高、生态和环保效益高等8项效应。膜袋灌显著提高了灌溉水利用效率和植物水分利用效率,是一种切实可行的灌水技术。

膜侧灌甜菜水肥耦合产量效应研究

合理的灌溉和施肥是增加作物产量的重要途径。采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计方法,在宁夏引黄灌区进行了甜菜膜侧灌水肥耦合试验,结果表明:在该试验条件下,灌溉定额对甜菜产量的影响最大,其次是施氮量,最后是施钾量;水肥耦合对甜菜产量的影响顺序为水氮耦合最大,水钾耦合次之,氮钾耦合最小,且水氮耦合具有协同效应,水钾耦合和氮钾耦合具有替代效应;并且经过水肥耦合模型模拟,得到了实现不同产量目标的最佳水肥组合指标,可作为指导干旱地区甜菜施肥和膜侧灌溉的参考。

膜上灌作物需水量和地膜覆盖效应试验研究

1998年和 1 999年在新疆自治区乌兰乌苏农业气象实验站内进行了膜上灌条件下的覆膜棉花和玉米的需水规律及地膜覆盖效应的试验研究。结果表明地膜覆盖具有明显的增温保墒效应 ,在苗期增温效应尤为显著 ,覆膜农田地表下 5 cm、1 0 cm、1 5 cm、2 0 cm和 2 5 cm在 8:0 0、1 4:0 0和 2 0 :0 0等 3个时刻 ,苗期平均地温比露地棉田分别高 5 .7℃、3 .3℃、3 .5℃、1 .5℃和 1 .2℃。同一灌水下限条件下 ,在整个生育期内覆膜棉花、玉米耗水较未覆膜棉花、玉米分别减少水分蒸发损失 73 .6mm和 60 .1 mm。在当地气候条件、土壤质地和作物栽培方式下覆膜棉花、玉米在全生育期内分别耗水 3 74.5 mm和 3 74.81 mm,平均耗水强度为 2 .2 6mm/d和 2 .97mm/d。

膜上灌对河西绿洲灌区玉米水分利用效率和产量的影响

以不覆膜常规畦灌为对照,研究了膜上灌对河西绿洲灌区玉米水分利用效率和产量构成要素的影响。研究结果表明:全生育期内膜上灌玉米和对照玉米的耗水量差异达到显著水平,且宽膜膜上灌耗水量比窄膜膜上灌低;膜上灌处理的穗长和穗粗分别比对照高0.77 cm和0.32 cm,穗行数比对照多0.5行,行粒数比对照多2粒,穗粒重增加41.43 g/穗;宽膜膜上灌的穗长和穗粗比窄膜膜上灌的高0.12 cm和0.26 cm,同时,穗行数多0.06行,行粒数多0.85粒,穗粒重增加19.22 g/穗。宽膜和窄膜膜上灌的水分利用效率(WUE)分别为2.38 kg/m3和1.95 kg/m3,为对照WUE的1.86倍和1.66倍;产量分别为15 378.55 kg/hm2和12 706.40 kg/hm2,比对照提高40.65%和16.21%。经统计分析,宽膜膜上灌处理的产量较对照和窄膜膜上灌处理差异达到显著水平。由此可见,宽、窄膜膜上灌的效应都比对照好,且宽膜效应好于窄膜膜上灌,适宜在该区推广和应用1.25 m宽膜覆盖膜上灌。

西北旱区碎麦秸垫式膜上灌对玉米出苗及产量的影响

针对西北旱区秸秆覆盖的生态适应性和地膜覆盖的残膜难回收问题,设置了覆盖方式和灌水定额两个主导因素,研究了碎麦秸垫式膜上灌对玉米出苗和产量的影响。覆盖方式设有四个水平:无覆盖(N),秸秆覆盖(S),地膜覆盖(F),碎麦秸垫膜覆盖(SF);灌水定额设有高(H,900 m3·hm^(-2)、中(M,750 m3·hm^(-2)、低(L,600m3·hm^(-2)三个水平;结果表明:SF明显提高了出苗率和产量,与S相比,出苗率提高了49.50%,子粒产量提高了4 415.79 kg·hm^(-2),所以SF使解决秸秆覆盖在西北旱区的出苗低和产量低等问题有了可能。从产量方面来看,最佳组合为FL、SFM,分别可将灌水定额降至L(600 m3·hm^(-2)和M(750 m3·hm^(-2)水平,这凸显了SF和F的节水增产效果。SF中的碎麦秸有利于土膜剥离回收,解决了地膜覆盖中残膜难回收的环境问题。

地膜小麦膜缝灌节水增产试验研究

根据膜缝灌水试验资料 ,从膜缝灌的水流推进速度 ,节水节能效果及灌水均匀度等方面 ,分析了膜缝灌的优点 ,并从增产的角度分析了膜缝灌溉的经济效果 ,为地膜小麦在灌区推广及进行灌溉提供了理论依据。

膜上灌玉米水肥耦合模型及其最佳组合方案研究

采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计方法 ,得出宁夏引黄灌区利通区玉米膜上灌条件下 ,不同灌水量、施氮量和施磷量与产量的回归模型 ,并进行了主因素效应、单因素效应和交互作用分析。经模型寻优 ,求出了不同目标产量下的水、氮。