非充分灌溉条件下波涌沟灌与喷灌的节水效果研究

作     者：刘星星 

作者单位：山西农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高昌珍

授予年度：2014年

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：波涌沟灌 喷灌 土壤含水率 垂直方向 水平方向 灌溉水生产率 

摘      要：作者先在山西农业大学工学院工厂土槽之中进行了波涌沟灌与喷灌的室内模拟试验,然后在山西农业大学信息学院和山西凤翼山庄生态经济发展有限公司玉米地采用优化试验设计进行了室外波涌灌沟灌试验和喷灌试验。试验采用室内土槽试验与室外试验相结合的方法,室内土槽研究了波涌沟灌、喷灌2种灌水方式灌溉后水分入渗特征,然后在室外分别对春玉米进行了非充分灌溉条件下波涌沟灌和喷灌,比较了春玉米出苗率、产量和灌溉水分利用效率。主要研究结果如下。 (1)对波涌沟灌与喷灌土壤水分在垂直方向分布特征进行了分析,波涌沟灌与喷灌法等量灌水定额灌溉后土壤含水率在垂直方向的主要区别在于其分布深度范围不同。在土槽试验中,喷灌后土壤含水的增加主要集中在0-9cm(灌水定额为10mm)、0-15cm(灌水定额为20mm)、0-20cm(灌水定额为30mm),而波涌沟灌在沟中心处进行测量(沟深为20cm),土壤含水率主要集中在21-40cm(灌水定额为10mm)、21-45cm(灌水定额为20mm)、21-50cm(灌水定额为30mm)。 (2)对波涌沟灌与喷灌条件下土壤水分在水平方向分布规律进行了室内土槽研究,波涌沟灌与喷灌土壤含水率在水平方向差异很明显。喷灌条件下,土壤含水率在水平方向上分布较为均匀,而波涌沟灌条件下,土壤含水率则集中分布于灌水沟两侧与底部,灌水后湿润锋呈卵形状。 (3)对波涌沟灌与喷灌法灌溉后土壤含水率再分布情况。再分布阶段伴随着蒸发过程进行。与喷灌相比较,采用波涌沟灌法灌溉后土壤水分分布更有利于减小土壤水分蒸发,能够长时间保持含水率。 在灌水定额10mm条件下,波涌沟灌灌溉水分生产效率比喷灌高出16.2kg/m3,在灌水定额20mm条件下,波涌沟灌灌溉水分生产效率比喷灌高出9.6kg/m3,在灌水定额30mm条件下,波涌沟灌灌溉水分生产效率比喷灌高出4.1kg/m3。灌水定额10mm～30mm范围内灌水定额越小,波涌沟灌比喷灌的灌溉用水效率就越高。