蔬菜保护地节点式渗灌管的研制与应用

针对保护地渗灌存在的问题 ,研制了高效节水、经济耐用、性能优良的节点式渗灌管。试验结果表明 ,此种渗灌管节水效率是普通渗灌管的一倍以上 ,生产番茄的灌溉定额为 12 2 5 5～ 12 90m3 hm- 2 ,植株间番茄果实的均匀度达到了0 .75以上 ,单位面积产量 58680～ 59910kghm- 2 ,水资源的效率为 46.44～ 47.88kgm- 3 。

节点式PE渗灌管灌水效果的研究

为了探求更加经济节水的保护地蔬菜栽培灌溉技术,应用特殊打孔工艺研制了节点式PE渗灌管。田间灌水性能试验表明,自行研制的渗灌管灌水均匀度达到了90%以上;豇豆试验结果表明,相同的田间管理条件采用节点式渗灌技术的灌水量仅为沟灌用水量的1/3,而每方水豇豆的生产力为沟灌的3.42倍。

节点式渗灌的节水机理及其水分生产力

为了展示节点式渗灌管的优良性能和较高的水分生产力,对其做了出水性能检验和不同灌溉方法水分生产力的比较试验,结果表明:节点式渗灌管的灌水均匀度达到90%以上,比普通渗灌管灌水均匀度提高了15%,其节水原理是将土壤通体湿润转化为作物根区灌溉;铺设防渗层有效地阻止了灌溉水的下渗,计划湿润层的变浅和单次灌水量的减少是节点式渗灌能够大量节水的根本所在,节点式渗灌的水分生产力最高,达到70.37kg/m3,其次是普通渗灌54.55kg/m3,再次为膜下滴灌53.96kg/m3,最低为沟灌,仅为42.00kg/m3。

一种温室节点式渗灌控制系统的改进试验

为了提高已研制的温室节点式渗灌自动控制系统的可靠性和快速性,进一步节约水资源、降低作业成本,对系统程序进行了改进,将原来仅控制1个土壤最佳含水率值和具有线性特征的恒值控制系统改进为控制土壤含水率值在上、下限范围内,修改了模糊控制器的相关参数,使系统具有非线性控制特征。田间试验结果表明:改进后系统的灌溉特性更适应作物需水规律,相对于手动灌溉,可节水1007m·3hm-2、节省作业成本1316元·hm-2。系统电磁阀的启动频率明显降低,可靠性和快速性显著提高。在控制参数范围内,系统仍表现为一阶惯性特征,稳定性好,控制精度满足温室作物灌溉技术要求。

灌溉方式对设施土壤温室气体排放的影响

为了寻求在高产、高效、节水的同时能够最大程度促进温室气体减排的灌溉方式,以长期定位灌溉设施蔬菜(以番茄为例)栽培土壤为研究对象,探讨覆膜滴灌、节点式渗灌、沟灌3种不同灌溉方式对土壤温室气体(N2O、CO_2、CH4)排放特征的影响,以及温室气体排放与土壤温度和湿度两大环境因子的相关性,并运用产气比概念对温室气体累积排放量进行比较.结果表明:1在番茄生长季,不同灌溉方式下N2O排放总量表现为沟灌(25.33 kg/hm^2)>覆膜滴灌(23.87 kg/hm^2)>节点式渗灌(10.04 kg/hm^2),土壤温度适宜条件下,N2O排放通量与土壤湿度呈极显著相关(P<0.01).2CO_2排放通量随着气温升高及植株生长而逐渐增大,具有明显的季节性变化.不同灌溉方式下CO_2排放总量表现为节点式渗灌(11.84 t/hm^2)>沟灌(10.45 t/hm^2)>覆膜滴灌(9.53 t/hm^2);覆膜滴灌和节点式渗灌处理下CO_2排放通量与土壤温度呈极显著相关(P<0.01),沟灌处理下二者呈显著相关(P<0.05).3在番茄整个生长季期间,土壤总体表现为大气CH4的汇,不同灌溉方式下CH4吸收总量表现为节点式渗灌(1.98 kg/hm^2)>覆膜滴灌(0.93 kg/hm^2)>沟灌(0.71 kg/hm^2),CH4排放通量与土壤湿度呈显著相关(P<0.05).研究显示,采用覆膜滴灌方式不仅可以达到高产、高效、节水的目标,而且综合排放的温室气体量最少,可达到土壤温室气体最大程度的减排效果,减缓全球气候变暖趋势,是一种最佳的灌溉方式.

渗灌灌溉湿润比对日光温室番茄生长发育和需水规律的影响

采用节点式渗灌番茄栽培小区试验的方法，通过比较番茄株高、茎粗、果实品质和产量以及水分生产效率，探讨了用节点式渗灌方法灌溉温室栽培番茄灌溉湿润比的适宜取值范围。研究结果表明：在砂质粘壤土试验地上，当节点式渗灌管埋深为30cm、计划湿润层深15～45cm（厚度30cm）、灌水控制上限和下限分别设定为土壤水吸力6kPa（田间持水量）和30kPa时，将湿润比（计划湿润层湿润土壤体积点总土壤体积比例）设定为0．20、0．35和0．50，并依此计算灌水定额进行灌溉，湿润比0．20处理的番茄株高、茎粗及番茄生物量均明显高于湿润比0．35和0．50处理。但从节水、增产和省工几方面综合考察，湿润比选在0．20～0．35有利于番茄植株生长发育，进而可以达到高产、优质、节水的目的。

渗灌条件下保护地黄瓜不同生育期适宜灌水定额

采用保护地黄瓜栽培小区试验的方法,将黄瓜全生育期分为前期、后期两个阶段,按生育阶段控制上、下限对黄瓜进行组合灌溉,通过比较黄瓜产量和水分生产效率,探讨了用节点式渗灌灌溉温室栽培黄瓜灌水定额(灌溉湿润比)的适宜取值范围。结果表明:在砂质粘壤土上,当节点式渗灌管埋深为25cm、计划湿润层深15～40cm(厚度25cm)、灌水控制上限和下限分别定为土壤水吸力6kPa(田间持水量)和30kPa时,将计划湿润层湿润比设定为前期0.37～0.38(灌水定额54～56m3/hm2)、后期0.34～0.37(灌水定额50～55m3/hm2),并依此进行灌溉,具有较好的高产、优质、节水效果。

渗灌控制下限对温室栽培非洲菊生长的影响

用温室小区栽培试验的方法探讨节点式渗灌灌水下限对非洲菊叶片数、叶片长度、花径和切花量以及水分生产效率的影响,结果表明:在壤质土壤上,渗灌管埋深30 cm、计划湿润层深20 cm、湿润比取0.7、灌水控制上限取田间持水量时,将土壤水吸力60 kPa作为控制灌水的下限,有利于非洲菊生长发育,可以达到高产、优质、节水的目的。

不同灌溉方法对保护地土壤温度的影响

采用日光温室栽培番茄的试验方法，就节点式渗灌、沟灌、滴灌、普通渗灌等4种不同的灌溉方法对土壤温度的影响进行了研究。试验结果表明，灌溉方法对土壤10cm深处土壤温度影响不显著；沟灌与节点式渗灌、滴灌和普通渗灌处理20-50cm土层土壤温度差异达到5％显著水平，在4种灌溉方法中，番茄全生育期0～50cm土层土壤的总积温为滴灌最高，达为6205．4℃，比节点式渗灌、普通渗灌、沟灌分别高了10．2℃、52．9℃和118．7℃。灌水方法对土壤温度日变化的影响为：10cm深土层土壤温度最大值节点式渗灌和普通渗灌的分别出现在13：00时和14：00时左右，滴灌在15：00时前后，沟灌出现在16：00时左右。