刘海军[1]2000年在《喷灌条件下田间小气侯的变化和SPAC系统土壤水分运移规律的研究》文中提出喷灌具有明显节水增产效益，我国目前喷灌面积已达200万hm~2。但是喷灌系统设计时，应用的一些基础参数如腾发量等，一般都是在传统地面灌溉条件下通过试验得出的，由于没有考虑喷灌的特点，所以在实际的应用中，灌水定额、灌溉定额及灌水时间等的确定都会不同程度的出现偏差。本文正是针对这种情况，着重研究喷灌条件下水滴的蒸发、喷灌对田间小气候的影响、喷灌条件下土壤水分运移模型的建立和求解、喷灌条件下冬小麦和夏玉米的生育状况以及适宜灌水定额和灌溉定额的确定等项内容，为应用喷灌技术实现作物的高产栽培提供依据。 喷灌水舌在空中飞行时被空气击碎成大小不同的水滴，水滴的大小对蒸发影响很大，统计分析认为喷灌水滴呈上限对数正态分布。水滴在空中飞行的过程即为蒸发的过程，水滴飞行可用弹道微分方程来模拟。单个水滴的蒸发量通过比较喷嘴出口处水滴大小和落地时水滴的大小求得。本文应用水滴运动模型和水滴分布模型对喷灌水滴蒸发进行了模拟，并用统计水滴平均直径进行计算，将预测值和实测值进行比较，结果显示两者比较吻合，其中有接近60％的预测误差在1％以内。对直径为6.0/3.1mm和8.0/3.1mm的喷头在各种环境下的喷灌蒸发量进行了预测，预测蒸发量变化范围为2.06％～7.57％。 喷灌水滴的蒸发影响了田间小气候的变化，观测到喷灌区域内温度下降、湿度增加。单支管喷灌时，各点的温度和湿度变化相差很大；在有风时，这种变化更为显著，顺风侧的温差和相对湿度差要明显的大于逆风侧的。当多支管喷灌时，各喷头喷灌区域相互重叠，这可以有效的减小风对温度和湿度变化不均匀的影响。喷灌对田间小气候有滞后效应，喷灌区域的温度较低和湿度较大可以延续一段时间。喷灌后由于土壤含水率的增大，土壤温度发生了变化，在冬季表层增温较大，增温幅度随着深度的增加而逐渐减小，从多日变化的趋势来看，温差的变幅随时间的推移而减小。 喷灌时，地表受水是瞬时的，即当水幕到达时地表受水，而在喷头旋转周期的其它时间内，土壤水分处于蒸发和扩散状态，这说明地表得到的是瞬时喷灌强度。本文用瞬时喷灌强度和传统的平均喷灌强度分别对喷灌下的土壤水分运移进行了模拟，从土壤剖面水分分布曲线和水量平衡的计算结果显示，用瞬时喷灌强度模拟的结果和实测数值的更加吻合。 喷灌对田间小气候的影响使作物的生育规律发生了部分的变化。对冬小麦来说，表现为有效分蘖率的提高，根系在表层分布较多，以及水分生产率较高等。灌水效果显示，冬小麦的灌水定额宜为45mm或52.5mm，灌溉定额为0.83ET_c，对夏玉米来说，分别为52.5mm和0.89ET_c。
桑永青[2]2016年在《蓄水坑灌下不同灌水处理对苹果园SPAC系统水势影响研究》文中研究表明蓄水坑灌法是孙西欢教授于1998年提出的一种中深层立体灌溉方法,其土壤水分分布不同于其他灌水方法,受土壤水分分布的影响,蓄水坑灌条件下苹果树根系的发育分布也有其自身的特征,这直接影响果树根系的吸水能力、果园SPAC系统水分运移。本文以三段砧木矮化型红富士长富二号为材料,设计六个灌水处理(T1、T2、T3、T5、T6和T7),对苹果园SPAC系统各水势及各处理的产量进行了测定,并以地面灌溉(D)做为对照,得到如下主要结论:1对苹果园SPAC系统水势变化特征的研究:①同一棵树不同高度的叶水势表现为低部>中部>高部,从低部到高部叶水势逐渐降低,同一枝条不同高度的叶水势则表现为中端的最高,低端和高端的较低;②土壤水势日变化特征不明显,各处理均在一个定值范围内微小波动,叶水势、茎水势的日变化则表现为先减小后增大的变化特征,最高值出现在清晨7:00左右,之后叶、茎水势均开始下降,13:00左右叶、茎水势均降至一天中的最低值,然后开始缓慢回升,但均回升不到清晨7:00时的水平,大气水势也表现为先减小后增大的特征,清晨6:00左右达到一天中的最大水平,15:30降至一天中的最低水平,18:00之后大气水势逐步回升,到凌晨恢复至清晨时的水平;③土壤的清晨水势在整个生育期内波动不明显,叶、茎的清晨水势大致呈抛物线形,生育前期水势低,然后逐渐升高,9月中旬以后水势又逐渐下降,大气的清晨水势在5月份和10月份较低,7、8月份大气水势高,整个生育期的大气水势变化呈“n”型;④土壤到叶片的水势梯度日变化表现为早晚低、中午前后高的明显趋势,整个生育期清晨水势梯度变化表现为先减小再增大的变化特征;叶片到大气的水势梯度主要取决于大气水势,整个生育期清晨水势梯度变化也表现为先减小再增大的变化特征;水分在spac系统内能量主要消耗在叶片-大气这一环节上;t2处理单位灌水量的果实产量为13.14g/l,远高于其他处理;⑤地面灌溉(d)下苹果树的土壤体积含水率阈值为14%左右,对应的土壤水势为-0.25mpa左右,在生产实践中要确保苹果园的土壤水分高于田间持水量的44.5%;蓄水坑灌下土壤体积含水率低至15.3%时还没达到其阈值,由于蓄水坑灌具有保水的优越性,预计其阈值比地面灌溉低。(2)对苹果园spac系统水势及其影响因素的关系研究:①土壤水势与土壤体积含水率呈正相关关系,土壤水势与土壤体积含水率间的相互关系可用ψs=aθv+b表示,a、b为经验参数;②从环境因子综合分析来看,大气温度、大气相对湿度均是影响叶水势变化的主要环境因子;通径分析表明5月份大气温度(ta)是叶水势变化的最大影响因子,大气相对湿度(rh)和太阳净辐射(r)依次次之;7月、9月,大气相对湿度(rh)则是叶水势变化的最大影响因子,大气温度(ta)略微次之,太阳净辐射(r)的影响最弱;太阳净辐射对叶水势产生的直接影响小于其通过大气温度和大气相对湿度对叶水势产生的间接影响,大气温度和大气相对湿度是直接影响苹果树叶水势变化的主要环境因子,可以通过大气温度和大气相对湿度预测叶水势的变化;③茎水势与茎流速率的日变化特征呈相反的趋势,茎水势表现为先减小后增大的特征,茎流速率反之,二者具有较好的负线性相关关系。④清晨叶水势随土壤水势的升高而升高,二者呈二次抛物线关系,有较好的相关性;叶水势与茎水势呈很好的正线性相关关系;叶水势与大气水势也呈正线性相关关系。(3)综合各处理的叶水势、茎水势、水势梯度的变化特征以及果实产量,可得T2处理为最优灌水上下限,即田持的60%~90%,用以指导生产实践;新梢旺长期是苹果树需水的关键时期,这一时期的缺水会在一定程度上对苹果树的正常生长造成不可逆转的生理伤害,生产实践中要格外重视这一时期的灌水。
参考文献：
[1]. 喷灌条件下田间小气侯的变化和SPAC系统土壤水分运移规律的研究[D]. 刘海军. 中国农业科学院. 2000
[2]. 蓄水坑灌下不同灌水处理对苹果园SPAC系统水势影响研究[D]. 桑永青. 太原理工大学. 2016
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