邵光成[1]2001年在《膜下滴灌作物最优灌溉模式及毛管布置方式的研究》文中研究指明膜下滴灌是先进的栽培措施与节水技术相结合的产物。本研究旨在探讨膜下滴灌的节水、高产机理，膜下滴灌的作物需水量、需水规律及调亏灌溉下的作物蒸腾量。2000年4-9月在新疆石河子121团炮台试验站的试验地上进行了系统的膜下滴灌实验。观测了各处理灌前、灌后的土壤水分、作物生长状况（株高、根长、叶面积、茎粗、花、蕾、铃、果枝数）、作物的冠层温度，挖剖面观测了灌水24小时后湿润体的大小等项目，并对各小区处理进行了最终测产。根据观测资料，分析了不同滴头流量下湿润体的大小及其变化规律，得出了加大滴头流量有利于加长湿润体水平距离与垂直距离，但降低了垂直距离与水平距离的比值。作物生长及产量与土壤的供水有着密切的关系，本文通过分析各处理计划湿润层内生育阶段的土壤含水率动态变化及其对作物生长及产量的影响，认为平稳的土壤含水率动态变化有利于作物的最终高产。棉花生育阶段的耗水量、耗水模数、日耗水强度是制定灌溉制度的重要依据。根据试验研究结果，棉花生育阶段的耗水量，苗期43.02-54.34mm；蕾期61.2-99.65mm；花铃前期108.34-135.45mm；花铃后期91.87-142.27mm；全生育期的耗水量变化幅度为304.79-426.44mm；日耗水强度苗期1.388-1.75mm/d；蕾期3.06-4.98mm/d；花铃前期5.09-6.67mm/d；花铃后期3.06-4.64mm/d。作物作为一个整体，器官间的协调关系对最终产量有较大的影响，研究表明：株高、叶面积与总生物量成二次抛物线关系，作物的根长与株高成较好的幂指数关系。干铃重随茎、叶、根重的增加而增加，但到一定程度后却随之下降。通过分析不同处理对作物生长及产量的影响，确定出最佳的灌水处理，在苗期正常灌水，蕾期、花铃前期、花铃后期分别较常规灌水周期延长1天、0.5天、1天有利于提高产量。另外在苗期较常规灌水周期延长2天，蕾期正常灌溉，花铃前期、花铃后期较常规灌水周期分别推后0.5天、1天，使最终的皮棉产量达到最高。本文还分析膜下滴灌产量及水分利用效率与全生育期耗水量（ET）的关系，结果表明，WUE的最高点对应ET为338mm,小于产量Y的最高点对应的400mm。在Jensen模型的基础上,应用动态规划方法分析优化了膜下滴灌棉花最优灌水模式。对膜下滴灌作物水分亏缺的诊断进行了研究，测定了不同水分下的覆膜滴灌棉花的作物水分胁迫指标CWSI及冠-气温差 Ta-Tc的日变化，并拟和了CWSI、Rn VPD、θ、Ta-Tc的多元线形回归关系。 膜下滴灌是一种节水、高产的栽培与灌溉方式，但由于其一次性投资及运行费用较高，大面积推广却有一定的难度。为了进一步降低投资，探索节水、高产的毛管布置方式，在试验区进行了140双管、110单管、140单管不同毛管布置方式的试验研究，从一定流量下湿润体的大小入手，分析了不同毛管布置方式的经济可行性，110单管、140单管膜下滴灌棉花阶段耗水量、日耗水量及单管不破膜的提墒作用，并对110单管、140单管内外行棉花的作物生长状况和最终的产量、品质进行分析比较研究。初步认为在砂壤土上110单管灌水390mm已经基本满足膜下滴灌棉花的生理需水，而且具有明显的增收优势。
曹玉斌[2]2017年在《机采棉滴灌管网布置优化设计研究》文中研究指明机采棉已在新疆得到了大面积推广,并取得了良好的效益。但其管网布置方式,尤其是毛管布置方式还未得到系统的研究。出现同一地区毛管的布置方式各异,沿用传统膜下滴灌人工采摘种植模式下的灌水计划,单纯为了方便机采而使用机采模式等不良现象。鉴于此,本文从机采棉滴灌管网布置优化设计的角度出发,选取当前机采棉种植中常用的几种毛管布置方式、毛管布置长度占设计毛管极限长度的比例值、毛管滴头流量,作为设计基本参数,进行机采棉滴灌管网布置方案设计。通过经济评价与田间土壤水分运移试验的方法,从设计方案投入与灌水效果上对各设计方案进行优化比选研究。研究主要结论如下:(1)通过对不同机采棉滴灌管网布置方案的设计,对《滴灌工程设计图集》中的部分计算公式做了改进与完善。机采棉毛管布置方式的滴灌管网布置设计方案下,同一膜内的相邻毛管间距与相邻膜的相邻毛管间距不相同,故在利用公式P = Sw/SL×100%计算土壤湿润比时,式中的SL应该为整个地块的平均毛管布置间距。同理在计算管网系统一次灌水时间、毛管用量和每条支管上的毛管条数时,带入公式中的毛管布置间距,也应该是整个地块的平均毛管布置间距,如果按同一膜内的相邻毛管布置间距计算,得到的结果会出现偏差。目前《滴灌工程设计图集》中利用一膜内的毛管布置间距计算上述各量,只适用于整个地块上的毛管均为等间距布置的情况。(2)对研究设置的18个机采棉滴灌管网布置方案进行经济评价,得出在使用相同毛管布置方式的每6个设计方案中,经济评价结果最优的设计方案分别是方案1-4、2-2和3-5。使用SPSS对18个设计方案选取的设计基本参数与设计管网系统每亩一次性投入的关系进行逐步回归分析。结果显示设计方案每亩一次性投入,主要受到一膜下的毛管条数(X1)、滴头流量(Z2)、毛管布置长度占设计毛管极限长度的百分比(Z3)3个因素的影响。回归拟合得出回归模型Y= 106.205X1 + 42.325X2+112.222X3-78.849(R2=0.975),在本研究方案的条件下可以通过此模型来计算设计方案每亩一次性投入。(3)设计试验条件下,滴头流量为2.6 L/h的土壤表面湿润锋运移速度,大于滴头流量为1.8 L/h的;滴头流量为2.6 L/h的土壤表面湿润锋运移速度呈平缓减小趋势,滴头流量为1.8 L/h的土壤表面湿润锋运移速度也呈减小趋势,但会出现突变。采用机采棉毛管布置方式的方案灌水效果要优于使用传统毛管布置方式的方案。对比a、b、c叁个采用机采棉毛管布置方式的方案发现,适当减小同一膜下的毛管布置间距,可以提高膜下表层土壤的湿润均匀度,改善棉花生长的土壤水分环境;采用一膜叁管毛管布置方式的方案a、b的灌溉土壤湿润均匀度要优于采用一膜两管毛管布置方式,且灌水量更大的方案c。(4)本文通过对18个机采棉膜下滴灌管网布置设计方案进行经济评价与灌水试验,确定的最优设计方案为方案2-2。方案毛管段的具体布置模式为:1膜3管6行,棉花按10cm,66cm,10cm,66cm,10cm的宽窄行布置,中间毛管布置于棉花中间窄行的正中位置,两侧毛管布置于宽行中,距中间毛管56 cm的位置,滴头流量采用2.6 L/h,毛管布置长度采用设计毛管极限长度的80%。根据研究结果,给出了机采棉滴灌管网布置优化设计方案。
贾运岗[3]2008年在《膜下滴灌布置方式对棉花生长和根区水氮运移的影响》文中研究说明膜下滴灌技术是滴灌技术与地膜覆盖技术的结合,既有节水增产效果,也有增温保墒促使作物早熟的特点。虽然该技术在国内外多种经济作物上都有应用,但是其节水机理的研究和肥料的高效利用并不深入。本文通过大田试验,采用膜下不同滴灌带布置下水肥耦合的方法较为全面和系统的研究了滴灌湿润区水分和氮素运移的问题、膜下不同滴灌带布置下水分和氮素运移状况、膜下不同滴灌带布置时水肥耦合下棉花生长状况和水分利用效率及土壤温度等有关滴灌和膜下滴灌技术进行了试验、观测、分析和研究,得出了如下结论:(1)在大田滴灌条件下,地表沿滴头土壤湿润锋基本呈圆形分布,在一定滴灌流量条件下,土壤垂直湿润锋明显地大于水平湿润锋,且随着灌水量的增加呈线性关系;在同一灌水量下,随着滴头流量的增大,湿润体水平扩散半径(r)和竖直入渗深度(h)也相应变大;在不同灌水量下,湿润体水平和竖直湿润速度随着时间的增大都逐渐变小;随着剖面土壤容重的增加,水平湿润锋的迁移加快,水平湿润锋随时间的变化呈显着的幂函数关系,随着灌水量的增加,不同容重下的土壤水平湿润增加的速率逐渐变小,而垂直湿润锋则呈变大的趋势。另外,滴头流量和灌水量的变化,对土壤NH4+-N和NO3- -N的分布也有影响。随着灌水量的增大,NH4+-N随水扩散的距离增大,并且在湿润区域内NH4+-N的浓度得到提高,垂直方向NH4+-N的入渗距离也在增大。滴头流量的增大会影响NH4+-N的最大扩散距离。在灌水结束后,随着滴头流量和灌水量的增大土壤含NO3- -N量在增加,滴头附近NO3- -N的变化不太明显,而在湿润体边缘NO3- -N产生累积。(2)灌水量及水肥供应方式是决定氮素在土壤中迁移、转化和淋失的关键因素。膜下滴灌条件下,地膜阻隔地表积水区向膜外扩展,使膜内土壤含水量远高于膜外含水率,形成膜下整体灌溉的土壤湿润形式,但是不同的滴灌带布置方式导致了水分的分布不同。硝态氮其运移规律和土壤水分相似,硝态氮在土壤中的分布范围和土壤湿润体保持一致;但硝态氮在土壤中的分布有其自身的特点,在滴头的周围,硝态氮易随水流运动,并在湿润土体的横向边缘产生累积。(3)一带四行能比两带四行明显提高水分利用效率,但是产量不会明显的减少。得出结论,一带四行可以满足棉花生发育各个阶段对土壤水分和氮素的要求。本研究表明一膜四行是一种切实可行的节水灌溉技术,可以在干旱缺水的棉花生长地区进一步研究和推广应用。(4)试验研究田间膜下滴灌棉花根际土壤的温度变化表明,覆膜能使土壤明显增温,温度梯度变化使地膜覆盖具有提墒作用。在一日内和棉花整个生育期的温度,膜中明显比膜边偏高,土壤浅层温度增加较快且变幅很大。不同深度土壤温度出现最高温度时间随深度增加而延迟。地温变幅与深度可以拟合成指数函数关系,且膜中14:00时两者相关性最好。
王振昌[4]2008年在《民勤荒漠绿洲区棉花根系分区交替灌溉的节水机理与模式研究》文中研究表明甘肃石羊河流域下游的民勤沙漠绿洲区位于腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠之间。由于降水稀少,地表水资源不足,该地区农业生产主要依赖开采地下水来维持,近年来由于进入该地区的地表水资源逐渐衰减,过度开采地下水,导致了严重的生态环境问题。因此,寻求切实可行的节水灌溉技术来提高水分利用效率是解决当地干旱缺水问题的一项有效措施。棉花是当地特色农业经济中的支柱作物,发展棉花种植有利于提高当地农民的收入水平。本论文的主要研究目标是探索沟灌和滴灌模式下棉花分根区交替灌溉的节水机理以及其在民勤荒漠绿洲区的应用模式。本文对隔沟交替灌溉和膜下交替滴灌对棉花光合作用、生长、产量、品质、WUE和经济效益的影响以及不同灌溉模式下的土壤热状况进行了研究,取得了如下一些主要成果。(1)在根系分区交替灌溉试验中,为了保证灌溉水既能被作物充分的吸收又能防止深层渗漏的发生,灌水定额适宜取在240～480 m~3hm~(-2)。在交替滴灌试验中,为了使交替灌溉的调控效应更加明显,灌水频率不宜过大,灌水定额为180 m~3hm~(-2)情况下,建议灌水周期为7～14d。(2)两年的沟灌数据表明,隔沟交替灌溉可以显着降低棉花株高和叶面积指数,提高结铃率,起到了抑制冗余营养生长,促进生殖生长的作用。灌水后随着时间的延长,根系分区交替灌溉方式对棉花叶片气孔调控作用有逐渐变弱的趋势。(3)在隔沟交替灌溉处理中,灌水周期内灌水沟地面以下5～25cm平均地温值小于相应深度的非灌水沟,随着灌水后时间的延长,两沟剖面的等温线图逐渐对称,这与不同沟内水分变化过程相似,表明地温与土壤水分含量存在一定的关系。发现隔沟交替灌溉垄上温度比相应常规处理高,并且其差值在后期有逐步增大的趋势。(4)两年沟灌试验数据表明,当次灌水定额为当地畦灌水平的50%左右时,隔沟交替灌溉既可以显着提高棉花的产量水平和霜前花比例,实现水分利用效率和经济效益的同步提高。在灌水定额为180 m~3hm~(-2)的膜下交替滴灌试验中,花期和铃期分别每20d和15d交替一次的ADI处理,籽棉产量、霜前花比例、纤维品质均优于CDI。不同灌溉方式和灌水定额对棉花衣分影响很小。灌溉方式和灌水量会影响棉花的纤维长度,随着总灌溉定额增加,纤维长度有逐渐增加的趋势,在膜下滴灌试验中,ADI可以显着提高棉花纤维长度。(5)发现不同灌水沟地温比值与不同灌水沟土壤含水量比值之间存在着显着的线性关系,初步提出了隔沟交替灌溉方式下以地温为指标的判定合理交替灌水时间的方法。
孟杰[5]2008年在《膜下滴灌条件下土壤水盐运移田间试验研究》文中认为膜下滴灌己在新疆盐碱地开发利用和次生盐碱地防治方面有所应用,但对于指导农业生产合理的洗盐模式及灌溉制度方面,仍有许多期待改进的地方。本论文利用在新疆巴音郭楞蒙古自治州重点灌溉试验站进行的裸地点源入渗试验和田间膜下滴灌试验数据,借鉴国内外研究成果基础,对棉花膜下滴灌入渗条件下,水分入渗过程及土壤水盐分布特征进行了研究,得出以下结论:(1)裸地点源入渗实验地表积水范围与水平湿润半径变化规律较类似,水平湿润锋和入渗时间之间存在着显着的幂函数关系,而且利用开始阶段的短期试验资料得到的关系式来预测未来时段的湿润锋位置时,预测值偏大。(2)大田膜下滴灌实验中,滴灌前,滴头附近土壤含水量较低,并且以滴头为中心向四周递增;滴灌后,土壤含水量较滴灌前土壤含水量普遍升高,土壤盐分较滴灌前有明显的淡化,并以滴头为中心向四周递减,这与裸地点源入渗实验较为相似。棉花生育期内,各处理土壤含水量灌前灌后差异明显,灌后随着时间的推移各层土壤含水量均呈减小趋势。(3)田间试验中,60cm以内土层土壤含水量与灌溉定额基本呈正相关。当灌溉定额一定时,要保持较高的土壤含水量就要兼顾灌水周期和灌溉定额,即不仅要保证“勤灌”,又不能灌得“太浅”。此外,灌水频率高、灌溉定额小对土壤盐分淋洗有显着的作用。随着灌溉周期的延长,覆膜对土壤的保水、抑盐作用就越显着,在不能保证“勤灌”的地区,覆膜相当重要。(4)通过对棉花主根区范围内土壤盐分含量及棉花产量对比分析可知,灌水定额对产量的影响最显着,其次是灌水周期。综合土壤水分、抑盐和产量等因素得出灌水周期7天,灌溉定额为260 m3/亩的处理为2007年适合当地条件的最优灌溉方案。
赵波[6]2017年在《膜下滴灌棉花自动化灌溉控制指标研究》文中进行了进一步梳理随着计算机技术和数据通讯技术的飞速发展,以及现代化农业中灌溉技术对作物生长以及水资源有效利用的影响日益显着,自动化控制技术应用于农田灌溉中已成为实现灌区信息化和灌溉自动化发展的必然趋势,因此探索和尝试自动化灌溉滴灌大田棉花代替传统滴灌,以期为新疆农业灌区信息化、灌溉自动化、灌区管理现代化发展提供理论依据和技术支撑。通过大田自动化滴灌试验,选取“新陆早48号”棉花为研究对象,在3个灌水阈值(高等阈值、中等阈值、低等阈值,以土壤含水率占田间持水率的百分数,含水率上下限±3%)与3种决策传感器埋深(20cm、40cm、60cm)中,依据正交试验设计,再经优化处理设计LLD1-LLD7共7个自动化灌溉试验小区,与1个CK常规灌溉对照,监测自动化灌溉条件下棉花生育期水分、盐分运动规律、光合指标、生理指标、干物质以及棉花产量,计算耗水量、棉花经济系数及边际产量;选取最优试验方案参数进行自动化灌溉设计,并与传统滴灌设计对比,主要取得以下研究成果:1、自动化滴灌棉花全生育期内土壤水分变化趋势与土壤盐分变化趋势基本相反,能够充分体现了“盐随水来,盐随水去,水去盐留”的水盐运动特点。适宜的阈值与决策传感器埋深条件下自动化滴灌对棉花株高、叶面积、生育进程以及叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等光合生理特性指标均具有重要影响,其最终结果大大影响棉花的水分利用效率和产量。自动化灌溉通过合适的灌水阈值与决策传感器埋深确保棉花主要根系分布区有充足稳定的水分供给,调节合适的灌水量与增加一定的灌水频率从而促进棉花株高、叶面积、叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及产量增长,同时能够促进棉花尽早地进入下一生育期。2、通过耗水量与产量、水分利用效率拟合方程yY=-0.31805ET~2+305.57737ET-67621.63459(R~2=0.94723),WUE=-2.57079×10~(-5)ET~2+0.02385ET-5.03968(R~2=0.93223),以及求导计算边际产量dyY/dET=-0.31805×2ET+305.57737,dWUE/dET==-2.57079×10~(-5)ET+0.02385,得出在耗水量在461.54mm~480.50mm范围内为水量分配最合理的阶段,该区间中出现最佳耗水量。LLD5处理(决策传感器埋深20cm,高等阈值)的棉花产量最高,较CK处理产量提高了31.67%,LLD6处理(决策传感器埋深40cm,中等阈值)的水分利用率最高,较CK处理水分利用效率提高了16.67%,并且LLD6处理经济系数(籽棉)最大为0.3337。3、通过自动化灌溉与传统滴灌进行设计对比,自动化灌溉轮灌组为8个,较传统滴灌的轮灌组减少了22个,大大减少了轮灌组的数量,即减少了操作成本;毛管实际运行利用率高;轮灌组面积较大,系统总轮灌组较少,水流相对较为分散,可相对降低系统投资;自动化灌溉灌水周期短,“少吃多餐”的灌溉模式可以保证较高的灌水频率,有利于作物根层土壤持续保持在最优的含水状态,更有利于作物生长;本次对比自动化灌溉较传统滴灌设计,其额定流量与水泵扬程分别降低了87.77m~3/h和6.07m;但自动化灌溉单位面积投资较高,较传统滴灌每公顷提高0.27万元。4、自动化灌溉棉花较传统的人工管理膜下滴灌棉花具有较好的节水、增产效果,虽然单位面积投资成本相对传统滴灌较高,但综合考虑控制面积大、节省劳动力以及自动化程度高等特点将使该技术在西北干旱区乃至全国自动化、规模化种植都具有较大的应用潜力。
申孝军[7]2011年在《棉花滴灌节水机理与优质高效灌溉模式》文中研究指明新疆荒漠内陆气候为棉花生长提供了得天独厚的自然生态环境,已发展成我国最大的优质棉生产基地。但是,水资源匮乏、农业水资源供需矛盾突出等问题又在一定程度上限制了棉花产量的提高。如何高效利用有限水资源进行灌溉已成为当地棉花生产中急需解决的突出问题之一。本文以新疆大田棉花为研究对象,探讨膜下滴灌和地下滴灌条件下,水分调控对棉花根区土壤水分、棉株生长发育、籽棉产量和棉纤维品质等指标的影响,确定适合新疆滴灌棉花的优质高效灌溉模式及相应灌溉指标。取得了以下主要成果：(1)提出了膜下滴灌条件下土壤剖面平均含水率计算方法。采用3点取样(膜下宽行中央、膜下窄行中央和膜外裸地),在水平方向上利用面积加权平均法计算各层土壤平均含水率,然后在垂直方向上利用积分中值定理法计算平均值,其结果与真实值(高密度取样积分法求解)最接近;膜下滴灌棉田墒情监测的土壤水分传感器适宜埋设位置是地表下0～10cm、20～30cm、40～50cm和60～80cm(选膜下宽行中央、膜下窄行中央和膜外裸地3个观测点)。(2)分析了蕾期和花铃期水分调控对棉花株高、茎粗、叶面积以及根系生长发育的影响。蕾期适度水分胁迫(灌水下限为60%田间持水率(θf)),既能适度抑制地上部分营养生长,促进根系生长发育,又能促进光合产物向生殖器官的运转,为棉花的优质高产奠定基础；蕾期水分过低(灌水下限为50%θf)会抑制棉花植株的正常生长发育,水分过高(灌水下限为75%θf)又会造成棉株旺长,均不利于棉花高产。花铃期水分胁迫不仅抑制棉株生长,还导致棉花蕾铃大量脱落,这种负面影响随水分胁迫的加剧而加重(与75%θf灌水下限处理籽棉产量相比,50%θf灌水下限处理减产24.19%～29.17%)。与膜下滴灌相比,地下滴灌能促进深层根系发育(花铃期调查发现,地下滴灌43～70cm土层平均根重密度比膜下滴灌高37.64%),有利于提高水分利用效率。(3)阐明了不同生育期水分调控对棉花品质的影响。蕾期适度水分胁迫有利于霜前花衣分以及棉纤维上半部平均长度和断裂比强度的提高,但过度水分胁迫会使其降低；花铃期水分胁迫降低了棉纤维上半部平均长度,而且随着水分胁迫的加剧而加重;花铃期适度水分胁迫有利于棉纤维断裂比强度的提高,但过度水分胁迫则会降低棉纤维断裂比强度。棉纤维整齐度、伸长率和马克隆值对水分调控的敏感性非常小。除受水分调控的影响外,棉花品质指标还受灌水方式的影响,地下滴灌更有利于棉花品质的改善,棉纤维上半部平均长度、断裂比强度、伸长率和整齐度分别比膜下滴灌提高了0.18%～0.97%、0.84%～1.88%、0.99%～2.53%和0.96%～1.61%。(4)分析了不同灌水方式对棉花耗水量和水分利用效率的影响。高产条件下棉花全生育耗水量为453～540mm,苗期、蕾期、花铃期和吐絮期的耗水量分别占全生育耗水量的17%-22%、14%～19%、49%～58%和6%～15%；阶段耗水量和总耗水量均随水分胁迫程度的加剧而降低。相同水分处理条件下,地下滴灌耗水量比膜下滴灌增加了4.42%～8.98%,产量除蕾期重度亏水处理外其他处理均比膜下滴灌有不同程度的增加,而水分利用效率差异相对较小。与对照处理相比,蕾期适度水分胁迫处理的籽棉产量提高了11.28%～13.10%,水分利用效率提高了9.91%～12.40%。(5)建立了3种棉花需水量估算模型,包括基于恒水位蒸发皿蒸散量模型、基于有效积温模型以及基于叶面积指数模型。利用2008年棉花生育期内的实测资料进行模型验证,模拟值的相对误差分别为2.37%～13.53%(基于叶面积指数模型)、0.68%～21.72%(基于有效积温模型)和1.77%～4.35%(基于蒸发皿蒸发量模型)；蕾期和花铃期累积需水量的模拟值与实测值的相对误差分别为1.52%-5.53%和0.29%～8.88%,能够满足实时灌溉对作物需水量计算精度的要求。(6)初步确定了适合不同毛管布设方式下的新疆滴灌棉花优质高效灌溉模式。一膜一管四行：出苗水45mm,苗期和吐絮期不灌水,蕾期和花铃期灌水定额分别为22.5mm和37.5mm,灌水周期均为7d；一膜两管四行和地下滴灌：出苗水45mm,苗期和吐絮期不灌水,蕾期和花铃期的灌水控制下限分别为60%和75%田间持水率(以窄行土壤含水率为依据),灌水定额均为30mm。出苗水灌45mm,苗期和吐絮期不灌水,蕾期和花铃期当冠层上方恒水位蒸发皿累积蒸发量达到75mm和50mm时进行灌水,灌水定额分别为30mm和35mm。本研究的主要创新点：①提出了适宜滴灌棉田土壤剖面平均含水率的计算方法以及膜下滴灌棉田墒情监测的土壤水分探头布设方案；②构建了滴灌条件下基于恒水位蒸发皿蒸散量的棉田需水量估算模型,模型精度高、操作方法简单,便于推广应用;③提出了适合新疆滴灌棉花优质高产的节水灌溉模式及相应的灌溉指标,基于恒水位水面蒸发量的优质高效灌溉模式,以设备简易、操作简单的优势可以大范围推广应用。
李宝珠[8]2007年在《微灌工程干管环状管网模式研究》文中进行了进一步梳理微灌,即是按作物需水要求,通过管道系统与安装在末级管道上的特制灌水器,将水和作物生长所需的养分以较小的流量均匀、准确的直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中的灌水方法,包括滴灌、微喷灌、涌泉灌、渗灌等,由水源工程、首部枢纽、输配水管网、灌水器4部分组成。微灌属局部灌溉,以低压(工作水头相对较低)小流量出流为主要特征,一次灌水延续时间长、灌水周期短、可精确控制水量和灌溉湿润范围,并能把水与养分直接输送到作物根部的土壤中去,节水、节地、节能效果显着,易于实现自动化控制管理。随着水资源开发利用率的提高,微灌技术应用推广面积不断增加,关于微灌工程投入主体输配水管网的优化设计理论方法层出不穷。尽管如此,还存在着诸多值得研究的问题:优化设计基于既定的管网布置,难以实现整体优化;管网布置很大程度上决定于规划设计工作者的经验;微灌工程管网布置形式单一,环状管网、树状管网和混合管网叁大类管网布置形式中,树状管网是最常见的管网布置形式,特别是在微灌工程中应用广泛。基于微灌工程管网研究中存在的问题,本论文对环状管网用于微灌工程时的水力解析、优化设计及环状管网在微灌工程中应用投资低于树桩管网的条件、环状管网系统运行特性等,进行了系统研究,并通过设计实例进行了验证分析,得出主要结论如下:1.微灌工程环状灌网水力解析单环与双环单出水口微灌工程水力解析较为简单,当系统流量、管道布置等确定时,可通过数学运算计算管段流量和水头损失,求解管径。双出水口及多出水口管网水力解析复杂一些,可试算确定。2.微灌工程环状灌网设计水头优化微灌系统设计水头决定了选用管材的压力等级,和工程输配水管网投资基本成正比例关系,选用0.3MPa的管材比选用0.4MPa的管材节省25%以上的干管投资费用;微灌系统设计水头与运行电费成正比例关系;当管网投资相同或相近时,可选用管径较大、承压等级较小的管道以降低能耗。对流态指数大于0.571的微灌灌水器,降低工作水头运行在一定范围内有利于延长毛管铺设长度或提高灌水均匀度,减少轮灌组数,提高管道利用率。3.微灌工程环状管网技术经济指标对于单环管网,当管网布置长宽比LB:LA>0.8时,采用环状管网布置较为经济,较树状管网布置可节省40%以内的干管投资费用;对于双环管网,当LB:LA>1时,采用环状管网布置较为经济,较树状管网布置可节省55.5%以内的干管投资费用。输水能力相同时,采用树状管网布置比采用环状管网布置管径要大一至两级以上。环状管网管道利用率为100%,较相应的树状管网管道利用率可提高一倍以上;出水口距流量入网节点的距离最接近环长二分之一时,环网总水头损失最大;最大需要扬程(最大水头损失)相同时,环状管网较树状管网需要扬程变化范围小,即出水口间压力差较小,系统运行时水泵工况点分布相对集中,利于系统稳定运行。
吕望[9]2017年在《微润管埋深与密度对日光温室番茄生长及土壤水盐运移的影响》文中指出番茄营养丰富,味道鲜美,深受人们所喜爱,是我国北方地区日光温室广泛栽培的蔬菜之一,而土壤次生盐渍化是日光温室种植中最为突出的问题,严重制约现代设施农业土地生产力的可持续发展。微润灌溉是一种新型地下灌溉技术,以微润管内外的土壤水势差为动力,对作物进行持续、微量灌溉,具有节能、运行成本低、易操作、抗堵塞性能好、深层渗漏小等优点。微润管通水后,在土壤中形成以管轴为中心的近似圆柱状的湿润体,并随通水时间的延长,湿润体不断向周围扩大,基于“盐随水动”的理论,可持续淡化植物根区的盐分,为作物生长创造适宜的环境,达到节水抑盐的效果,但微润管上部土壤在蒸发作用下,有盐分累积的可能。为了探寻微润灌溉在日光温室的适宜应用技术参数,以膜下滴灌(CK)为对照,微润管设置3种埋深(10cm、20cm、30cm)和3种密度[2行番茄埋设1条(1管2行)、2条(2管2行)、3条(3管2行)微润管],研究了微润管不同埋深与密度对日光温室番茄生长及土壤水盐运移的影响,主要结论如下:(1)整体上,微润灌溉较之膜下滴灌更有利于日光温室番茄果实及根系的生长发育。果实横径、平均单果质量、单果体积、总产量及灌溉水分利用效率增加显着,分别较CK平均增加8.58%、11.99%、18.79%、60.93%和103.40%,平均节水37.73%;对于番茄品质,微润灌溉显着提高了维生素C、可溶性糖及糖酸比的含量;对于番茄的根系,总根长、总根表面积、总根体积、根平均直径及根干重平均较CK增加11.25%、5.47%、9.45%、11.72%和8.10%,增幅水平显着。(2)番茄的总根长主要由0<d<1mm的细根长(占总根长的比例为80.82%~87.54%)所决定的,主要根长密度分布在0~30cm土层(占全部土层根长密度的比例为74.92%~86.70%),根长密度随土层深度呈现指数降低趋势,不同处理根长密度最大值均处于0~10cm土层。(3)微润管埋深10cm,3管2行下,番茄的株高、果实形态、单株产量及总产量最高;埋深10cm,1管2行下灌溉水分利用效率最高;埋深30cm,1管2行下维生素C、可溶性糖、糖酸比含量最大,综合品质排序第1。埋深10cm,2管2行最适宜番茄根系的生长,该处理下番茄的总根长(3570.22cm)、0<d<1mm的细根长(3032.19cm)、总根表面积(765.07cm2)以及根干重(5.71g)均最大,根系综合评价排序第1。(4)试验区日光温室土壤含盐量显着高于露天土壤,耕层土壤(0~20cm)平均含盐量达2.745g·kg~(-1),接近阻碍作物生长的临界点(2.75g·kg~(-1)),存在轻度次生盐渍化。(5)微润灌溉的脱盐效果优于膜下滴灌。0~60cm土层平均脱盐率较CK提高了32.49%,主根区(0~30cm)较CK提高了76.30%。微润管密度越大,土壤含水量越高,相对脱盐率越高,在微润管埋深处土壤形成一个高水低盐区,埋深分别为10cm和30cm时,主根区(0~30cm)和次根区(30~60cm)土壤含水量和相对脱盐率最高。微润管浅埋有利于主根区土壤盐分的淋洗,深埋有利于次根区土壤盐分的淋洗。埋深30cm,1管2行组合番茄生育末期土壤含盐量有升高趋势,可能会加剧土壤次生盐渍化。综上,在陕西杨凌地区日光温室应用微润灌溉技术种植中,微润管浅埋较为适宜番茄的生长,且可获取较好的番茄产量和品质,亦能避免盐分在表层土壤的累积,降低土壤发生次生盐渍化的风险,同时浅埋方式也可减轻田间操作挖沟埋管的工作量。对于轻度次生盐渍化土壤,建议采用浅埋疏管方式,本试验中埋深10cm,2行番茄埋设1条微润管,可在保证产量(87.38t·hm~(-2))不显着降低的前提下,使灌溉水分利用效率(108.91kg·m-3)和节水率(67.31%)达到最高,且管道投资成本也大大降低。对于重度次生盐渍化土壤,浅埋密管方式具有较好的淋盐效果。本试验虽为轻度次生盐渍化土壤,但所得结论可为重度次生盐渍化土壤提供参考,埋深10cm,2行番茄埋设3条微润管,0~60cm土层平均相对脱盐率为22.27%,番茄主根区(0~30cm)土壤相对脱盐率最高(29.86%)。
王新坤[10]2000年在《农八师节水灌溉发展模式及单井膜下滴灌优化研究》文中认为新疆生产建设兵团农八师石河子垦区属干旱地区，由于特定的地理位置和气候条件，形成了独特的荒漠绿洲农业。而其绿洲所处的环境特点：干旱缺水、沙漠戈壁包围，决定了其农业生态极为脆弱，农田、草场处于沙化、盐化、退化的“叁化”生态恶化状态。要根治“叁化”，首先必须降低地下水位，减少耕作层盐分积累。而实施高效节水灌溉，即可降低地下水位、减轻土壤次生盐渍化，还可节水、增地、种草、种树，使农业生态良性化发展，促进水资源可持续利用和农业可持续发展。因此，农八师于1996年开始，在垦区内进行膜下滴灌研究，并进行逐步推广。目前，膜下滴灌在农八师及新疆其它地区已发展至15万亩，而且计划在今后若干年内大力推广膜下滴灌技术。膜下滴灌技术首次大面积应用于棉花、西红柿等大田作物，迫切需要研究其适应性，灌溉制度及规划设计方法等，以便更好地指导膜下滴灌技术的推广应用。 本文正是结合了膜下滴灌技术特点，农八师垦区的水土资源、社会经济、灌溉技术等现状，及目前国内外灌溉制度、滴灌技术及规划设计的研究成果，完成了新疆兵团农八师节水灌溉发展模式研究，单井运行非充分灌溉条件下，大田作物膜下滴灌灌溉制度研究，及单井膜下滴灌系统优化设计的研究。给出农八师节水灌溉发展模式及膜下滴灌灌溉制度和管网优化方法，并用Visual Basic 5.0语言编制了相应的软件。本文的研究成果，为决策者提供了一种实用性很强的节水灌溉模式选择方法，为设计者提供了一种适合单井膜下滴灌系统灌溉制度及管网优化设计的方法，对膜下滴灌技术在垦区及新疆的推广应用有着一定的指导意义和实用价值。 首先，本文利用模糊综合评判法对各种节水灌溉方法进行评判、选择，并在此基础上，提出了农八师节水灌溉发展应采用膜下滴灌与改进地面灌溉技术同时发展的道路，并逐步过渡到以膜下滴灌，低压管道为主的高效节水灌溉模式。此外，本文针对单井膜下滴灌的特点，运用动态规划与枚举法相结合的方法，建立了灌溉制度优化模型，并给出了解法。运用该模型，可求得单井最优控制面积，各生长阶段灌水量及周灌水量，从而得到适合于滴灌的周时段灌溉制度。最后，本文运用动态规划法建立了滴灌田间管网及干管管网的优化 模型，并给出了解法。同时，对每一个优化模型都给出了实 例，实例分析演示了方法的应用过程，证明了本研究提出的 方法的准确性和实用性。
参考文献：
[1]. 膜下滴灌作物最优灌溉模式及毛管布置方式的研究[D]. 邵光成. 西北农林科技大学. 2001
[2]. 机采棉滴灌管网布置优化设计研究[D]. 曹玉斌. 石河子大学. 2017
[3]. 膜下滴灌布置方式对棉花生长和根区水氮运移的影响[D]. 贾运岗. 西北农林科技大学. 2008
[4]. 民勤荒漠绿洲区棉花根系分区交替灌溉的节水机理与模式研究[D]. 王振昌. 西北农林科技大学. 2008
[5]. 膜下滴灌条件下土壤水盐运移田间试验研究[D]. 孟杰. 新疆农业大学. 2008
[6]. 膜下滴灌棉花自动化灌溉控制指标研究[D]. 赵波. 石河子大学. 2017
[7]. 棉花滴灌节水机理与优质高效灌溉模式[D]. 申孝军. 中国农业科学院. 2011
[8]. 微灌工程干管环状管网模式研究[D]. 李宝珠. 西北农林科技大学. 2007
[9]. 微润管埋深与密度对日光温室番茄生长及土壤水盐运移的影响[D]. 吕望. 西北农林科技大学. 2017
[10]. 农八师节水灌溉发展模式及单井膜下滴灌优化研究[D]. 王新坤. 西北农林科技大学. 2000