地面滴灌龙脑香樟人工林的土壤水分运动规律

【目的】研究在滴头流量恒定、不同滴灌时长下香樟人工林地黄红壤中水分的运动规律。【方法】以浙江余杭地面滴灌方式栽培的1年生龙脑香樟(Cinnamonmum camphora)人工林为对象,通过开挖土壤剖面,布设土壤湿度传感器,测定不同滴灌时长和停灌后土壤湿润锋的运移、土壤体积含水量的变化,以及最终形成的土壤湿润体的形态。【结果】(1)持续滴灌1~6 h,土壤湿润锋在垂直方向和水平方向上的转移速率均与入渗时间有极显著的幂函数关系,R~2值均在0.97以上,各滴灌时长的湿润锋最终水平运移距离最大值均在地表;(2)不同滴灌时长条件下,停灌后土壤湿润锋在垂直方向和水平方向上继续运移1~2 h,土壤湿润体的形状近似从1个平卧的圆锥体向直立的半椭球体转变;(3)持续滴灌6 h过程中,20和40 cm土层各测点土壤体积含水量都呈现先急速后缓慢增长到趋于平稳的变化规律,分别滴灌1.5、3.0、6.0 h可使20 cm土层的点源正下方、距点源水平20 cm和30cm的含水量达到田间持水量水平以上;分别滴灌2.0和4.0 h可使40 cm土层点源正下方、距点源水平20 cm的含水量达到田间持水量水平以上;停灌后48 h内各测点含水量均保持在田间持水量的70%以上。【结论】对于龙脑香樟人工林的栽培,地面滴灌的合理设计是滴头流量应为2 L/h,滴头间距应为40 cm;容器苗造林应在生根期每次滴灌2~3 h,高生长期每次滴灌4~5 h;灌溉应适时适量,以保证林分生长需要。     

点源滴灌滴头流量设计模式的试验研究

以室内试验为基础,测定了重壤土、中壤土、砂壤土在不同滴头流量、不同灌水量下的点源人渗运动过程,通过对点源人渗特性的单因子分析表明,湿润锋水平、垂直扩散距离不仅与滴头流量、灌水量关系密切,与土壤特性(土壤容重、初始含水率)也存在良好的幂函数关系,得出了以土壤物理参数和湿润比及湿润深度为基础的点源滴灌滴头流量的设计模式。     

地下滴灌条件下土壤水盐运移特点的试验研究

为探讨新疆盐碱土地下滴灌条件下土壤水盐运移的特点,进行了一定供水条件下地下滴灌入渗实验,并观测了大田地下滴灌条件下土壤水分和盐分数据,结果表明地下滴灌条件下土壤水盐运移的特点是：滴头附近含水量最高,并向周围湿润锋处逐渐降低,对于均质中壤土,则均匀降低,湿润体近似圆柱,垂直方向土壤含水量和含盐量的分布图类似抛物线,而含盐量的分布则是在滴头附近最低,向周围湿润锋处逐渐升高,即含水量和含盐量的分布范围基本相同,含量高低相反。     

地表滴灌条件下土壤湿润体运移经验方程

为给滴灌制度提供设计依据,研究了地表滴灌下土壤湿润体的运移规律。设置33种情景,采用SWMS_2D模型进行数值模拟实验,建立了描述土壤饱和导水率、初始含水率和滴头流量等影响湿润体运移规律的经验关系式。结果表明:湿润体体积与灌水量成正比,比例系数与土壤饱和含水率和初始含水率正相关,与滴头流量负相关;湿润锋比和灌水量之间呈幂函数关系,主要受地表积水入渗半径的影响,地表积水半径由滴头流量与土壤饱和导水率的比例决定。与其他试验数据对比表明,本经验关系式具有较高的模拟精度。     

不同土壤质地的滴灌点源入渗规律研究

以试验为基础,测定了重壤土、中壤土、砂壤土在不同滴头流量、不同灌水量下的点源入渗运动过程,研究滴灌点源入渗土壤水分分布与运移规律。研究表明点源湿润锋的水平、垂直距离与入渗时间之间符合良好的幂函数关系,湿润锋水平、垂直运移速率与入渗时间均满足良好的幂函数关系,土壤含水率与湿润锋水平、垂直运移距离之间具有良好的线性函数关系,该研究结果对滴灌系统的科学设计和合理运用起到指导作用。     

农田微喷灌有效湿润层空间土壤含水量均匀性探析

以有效湿润层空间土壤含水量均匀度为对象,通过试验研究了微喷灌土壤水分空间再分布特性。结果表明,旋转微喷头布置间距≤0.85R可获得较好的空间土壤含水量均匀性,土壤含水量均匀系数较高值出现在15cm-25cm土层,且有效湿润层土壤含水量均匀系数更能客观地反应作物根系区土壤水分空间再分布状况。     

不同灌溉方式对土壤盐分、氮素分布和棉花生长的影响

通过盆栽试验研究2种灌溉方式下土壤水分、盐分、氮素分布特征及对棉花生长的影响进行了研究。对土壤水盐的监控结果表明：土壤水分、盐分分布受灌溉方式影响显著,滴灌处理水分下渗较深,使盐分主要分布在30cm以下土壤,同时由于覆膜减少蒸发,有效的抑制了土壤返盐,在距滴头纵向30cm、水平15cm范围内根区形成脱盐区,棉花根系更容易获得生长所需水分、养分,因此棉花比浇灌处理生长旺盛。     

棉花膜下滴灌湿润峰的试验研究

以试验为基础,对重壤土、中壤土和沙土的湿润峰与滴头流量间的关系,以及湿润峰的演变规律进行了研究,得出了适用于不同土壤的滴头流量和滴头间距。另外,验证了“一膜一管”布置形式的可行性,提出了该条件下棉花栽培方式的改进要求。试验结论与生产实际吻合很好。     

鲁北盐渍土区棉花微咸水滴灌技术研究

对春棉利用含盐量3.8g/L浅层地下微咸水及1.2g/L深井水进行膜下滴灌、无膜滴灌、覆膜畦灌及无灌溉田间对比试验,结果表明;1.2g/L膜下滴灌皮棉产量最高,其次为3.8g/L膜下滴灌,相差22％;两种灌溉水的无膜滴灌及覆膜畦灌4个处理的皮棉产量基本持平,无灌溉产量最低。3.8g/L微碱水灌溉条件下,膜下滴灌比覆膜畦灌增产38.6%,比无膜滴灌增产40.1%,比无灌溉增产92.5%。滴灌比覆膜畦灌省水60％左右,滴头的湿润半径能达到20cm左右,湿润深度能达到60cm左右;试验期间0－60cm土层土壤盐分含量低于0.2%,不会对棉花生长产生危害。     

基于HYDRUS-2D滴灌棉田不同深度排盐沟土壤水盐运移的试验及模拟

针对膜下滴灌引起的盐分累计问题,为探求不同深度排盐沟对滴灌棉田土壤水盐运移规律的影响,设计测坑排盐浅沟滴灌棉花种植试验,通过建立HYDRUS-2D模型对10 cm深度排盐沟、30 cm深度排盐沟土壤水分、盐分运动规律进行模拟,利用土壤实测数据与对模拟结果进行验证。结果表明:土壤电导率受到排盐浅沟影响较为明显,排盐浅沟深度越大,排盐效果越明显;深度为30 cm排盐沟滴头处形成盐分淡化区域,排盐沟处0-15 cm土层盐分呈现不同程度积累;相对于深度为10 cm的排盐沟,30 cm深度排盐沟盐分聚集区更接近于土壤裸露处,有利于进一步开展大水洗盐、机械刮盐等工作;由于试验在测坑中展开存在一定人为因素,因此需继续开展大田试验,以期对结果进行充分验证。