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干旱半干旱区不同灌溉方式对苜蓿产量及水分利用效率的影响

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黑龙江畜牧兽医 2019年第5期 93-97,103页

作者：彭文栋马锋茂冯其春兰剑胡凤巧冒秀凤盐池县农牧科学研究所宁夏盐池751500 盐池县水务局宁夏盐池751500 宁夏大学农学院银川750021

为了探讨相同灌水量、不同灌溉方式对宁夏盐池地区苜蓿产量、经济效益及水分利用效率的影响,试验设计了大水漫灌、喷灌和埋深分别为10,20,30 cm 3种地下滴灌处理,分析了不同灌溉方式下的水分分布特点、水分利用率及苜蓿的产量和经济效... 详细信息

为了探讨相同灌水量、不同灌溉方式对宁夏盐池地区苜蓿产量、经济效益及水分利用效率的影响,试验设计了大水漫灌、喷灌和埋深分别为10,20,30 cm 3种地下滴灌处理,分析了不同灌溉方式下的水分分布特点、水分利用率及苜蓿的产量和经济效益。结果表明:在0～100 cm深的土层中,相同灌水量、不同灌溉方式下土壤的含水率呈地下滴灌>大水漫灌>喷灌的趋势,分别为21.20%、19.13%、18.38%;不同灌溉方式的水分利用率为地下滴灌>大水漫灌>喷灌,分别为5.2,5.0,4.9 kg/m^3;全年风干草总产量以埋深30 cm的地下滴灌年产量最高,为16 191.75 kg/hm^2,显著高于喷灌的产量(14 670.15 kg/hm^2,P 0.05);埋深为30 cm的地下滴灌处理纯利润(19 673.40元/hm^2)显著高于喷灌的纯利润(17 238.45元/hm^2,P地下滴灌可有效提高灌溉水的利用效率和苜蓿收益,该灌溉方式可在宁夏盐池干旱半干旱地区进行大面积推广应用。

关键词：紫花苜蓿灌溉方式地下滴灌风干草产量水分利用效率经济效益

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韭蛆无药化防控技术及应用效果研究

韭蛆无药化防控技术及应用效果研究

作者：尹怀富山东农业大学

学位级别：硕士

韭菜生产中韭蛆发生普遍、为害严重。目前生产中防治韭蛆的方法主要是采用化学防治,为了达到较好的防治效果,生产者往往使用大量化学农药,甚至使用高毒残留期长的农药,造成产品和环境污染,也给人们的健康带来影响。为此,本试验分别利用... 详细信息

韭菜生产中韭蛆发生普遍、为害严重。目前生产中防治韭蛆的方法主要是采用化学防治,为了达到较好的防治效果,生产者往往使用大量化学农药,甚至使用高毒残留期长的农药,造成产品和环境污染,也给人们的健康带来影响。为此,本试验分别利用地下滴灌控制水肥来维持土壤和沙子表层干燥,及覆盖防虫网,来探讨不同栽培方式对韭蛆的防控效果以及对韭菜生长、品质的影响。旨在采用非化学的方法防治韭蛆,达到韭蛆的无药化防控和韭菜安全生产。主要研究结果如下:1.在沙培和土壤栽培韭菜过程中利用地下滴灌供应水分,使土壤或沙子维持表层干燥,能够抑制韭蛆成虫产卵,降低幼虫密度,减少对韭菜的为害。2.沙培方式中,利用营养液供给充足的矿质营养和水分,能够显著增加韭菜叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,同时促进韭菜株高和单株鲜重的增加,韭菜的产量比对照增加49.7%。3.覆盖20目、30目、50目防虫网均可对韭蛆成虫起到有效的隔离作用,越冬韭蛆虫口密度分别降低74.72%、94.85%和91.03%,对韭菜的为害降低46.53%、93.96%和81.04%。在3月中旬至11月下旬全程覆盖30目防虫网,冬季进行拱棚生产,可以完全控制韭蛆为害。4.覆盖30目防虫网,使网内的光照强度降低20%0%,土壤10cm地温降低。春季覆盖防虫网,减少了网内水分的蒸发,从而促进韭菜生长,韭菜产量比对照增加25.64%7.17%。在雨水季节覆盖防虫网,使韭菜产量降低;覆盖防虫网一年内韭菜总产量比对照增加2.11%。覆盖30目防虫网还能够促进韭菜分蘖,比对照增加7.60%2.18%。5.覆盖30目防虫网,韭菜可溶性蛋白含量增加7%9%,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别增加12.5%、20.0%和12.5%,粗纤维含量降低7.6%,硝酸盐含量降低10.5%1.6%,能够使韭菜保持鲜嫩洁净,提高了商品性。

关键词：韭蛆韭菜无药化防控沙培表层干燥地下滴灌防虫网

加气灌溉对温室番茄根区土壤环境及产量的影响研究

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加气灌溉对温室番茄根区土壤环境及产量的影响研究

作者：尹晓霞西北农林科技大学

学位级别：硕士

加气灌溉作为一种新型的高效灌溉技术，能够解决滴灌造成的根系缺氧问题，实现根域气体环境的优化，促进作物生长，从而获取农作物的增收，同时还能达到节水、节能的效果。这对于更进一步推动节水农业技术的发展有着重要的意义。通过研... 详细信息

加气灌溉作为一种新型的高效灌溉技术，能够解决滴灌造成的根系缺氧问题，实现根域气体环境的优化，促进作物生长，从而获取农作物的增收，同时还能达到节水、节能的效果。这对于更进一步推动节水农业技术的发展有着重要的意义。通过研究对比不同灌水水平结合不同加气方法处理下温室番茄根际环境的各项指标，得到以下结论：（1）在灌水条件一致的情况下，相较于不加气，文丘里加气处理和水气分离加气处理均能够明显增加土壤中的氧气含量，从而改善土壤呼吸功能，使得土壤中的好氧性微生物（细菌、真菌和放线菌）数量显著增加，根区氧气相对充足也促进了番茄根系的生长。但是加气处理对土壤含水量和土壤温度的影响不显著，土壤含水率的差异主要是由灌水量的不同造成的，土壤温度的差异主要是气候变化造成的。（2）加气处理和较高的灌水量均能提高温室番茄平均单株果质量、作物灌溉水分利用效率、植物干物质累积量及根冠比，而且加气处理的影响要明显大于灌水量。在相同的灌水水平下，文丘里加气处理对这些指标的影响较水气分离加气处理更为明显。（3）加气处理对于增加温室番茄可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、番茄红素及VC含量有着明显效果，并且文丘里加气处理的影响要大于水气分离加气处理。适当的亏水和高灌水量也能提高番茄品质，但是加气处理对品质的影响要大于灌水量的影响。综合分析，加气灌溉能够有效改善温室番茄土壤环境并促进产量，高水灌溉条件下利用文丘里加气处理对于改善温室番茄土壤中的缺氧状态最优的，但是在水资源相当匮乏的地区，利用低水灌溉的同时进行加气处理，也能明显提高温室番茄产量，改善根区环境。

关键词：温室番茄地下滴灌加气灌溉产量土壤

膜调控润灌对土壤水分运移特征及冬小麦生长的影响研究

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膜调控润灌对土壤水分运移特征及冬小麦生长的影响研究

作者：韩明明河北农业大学

学位级别：硕士

地下滴灌作为一种高效节水灌溉技术在大田作物种植中广泛应用,但在实际推广应用中出现水分上移量不足,易发生深层渗漏等问题,针对此现象本文提出了膜调控润灌技术。为探究该技术对水分运移特征和冬小麦生长状况的影响,本研究开展了室内... 详细信息

地下滴灌作为一种高效节水灌溉技术在大田作物种植中广泛应用,但在实际推广应用中出现水分上移量不足,易发生深层渗漏等问题,针对此现象本文提出了膜调控润灌技术。为探究该技术对水分运移特征和冬小麦生长状况的影响,本研究开展了室内试验和大田试验,室内试验中,以地下滴灌为对照,设置了 3种流量（1.0、1.3、1.6 L/h）和3种膜规格（40×30 cm、40×25 cm、40×20 cm）,共12种处理,分析膜调控润灌条件下的水分运移特征,以及流量和膜规格对湿润体形状大小、水量垂向分布和水量横向分布的影响规律;大田试验中,以地下滴灌为对照,设置不同膜规格（40×30 cm、40×20 cm）、灌水总量（1350 m3·hm-2、1800 m3·hm-2）和滴头间距（80 cm、100 cm）,共12种处理,探究膜调控润灌对冬小麦田间水分状况、生长指标、产量和水分利用效率的影响。主要结果如下:（1）膜调控润灌的膜上湿润体形状近似以湿润体水平宽度和垂直高度为长半径和短半径的半椭球体,膜下近似截面形状为半圆形的环状湿润体;其湿润体膜上垂直高度和水平宽度较地下滴灌均增大,最高可分别增大30.7%和45.6%,膜下垂直深度减小,最高可减小69.4%;湿润体水平宽度和垂直深度随上膜尺寸和流量减小均减小,垂直高度则增大;（2）膜调控润灌湿润体的膜上总水量较地下滴灌增大,最高可增大91.9%,膜下湿润体内总水量减少,最高可减少72.4%;膜上湿润体内不同深度土层的水量随上膜尺寸和流量减小均增加,膜下湿润体各土层水量均减少;膜调控润灌湿润体在距滴头水平0～10 cm范围内水量较地下滴灌减少,水平10～25 cm范围内的水量增大,湿润体内各水平位置的水量变化幅度较地下滴灌减小,且变化幅度随上膜尺寸和流量增大均有减小的趋势;（3）与地下滴灌相比,膜调控润灌在冬小麦田间10～40 cm 土层水量增大,40～70 cm 土层水量减少;减小滴头间距、上膜尺寸或灌水量均可促进水分向膜上各深度土层运移,减少膜下下渗量;膜调控润灌在冬小麦田间距滴头水平0～20 cm范围内水量较地下滴灌减少,20 cm至相邻滴头中心范围内的水量增大,不同水平位置之间的水量分布差异降低,最高可降低53.61%;减小滴头间距、增大上膜尺寸或灌水量均可降低不同水平位置间的水量分布差异;（4）膜调控润灌下的冬小麦株高、叶面积指数、干物质积累量等生长指标均高于地下滴灌,并且孕穗期之后差异逐渐显著;增大灌水量、减小滴头间距或上膜尺寸均可增大上述生长指标,在开花期之后影响显著;（5）与地下滴灌相比,膜调控润灌下的产量和水分利用效率分别增大1.36%～12.60%和 5.09%～17.39%,最高分别可达 8 839.9 kg·hm-2 和 2.87 kg·m-3;减小滴头间距和上膜尺寸可增大产量和水分利用效率,增大灌水量可增大产量,而水分利用效率有一定程度减小。综上所述,与地下滴灌相比,膜调控润灌可增大湿润体向上和水平湿润范围,增大水分上移量和湿润体外侧水量分布,同时减少下渗范围和下渗水量,更有利于水分集中分布在上层土壤,并提高水量横向分布均匀性;冬小麦生长指标、产量和水分利用效率均有不同程度的提高。

关键词：膜调控润灌地下滴灌水分运移特征冬小麦生长状况水分利用效率

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根层水分变化对加工番茄生长调控效应的研究

根层水分变化对加工番茄生长调控效应的研究

作者：高继华石河子大学

学位级别：硕士

目的：探索根区水分变化对加工番茄根系生长的调节作用,加深对番茄生长发育及产量形成调节作用的理解,明确干旱区膜下滴灌加工番茄产量及水分生产效率的生理调节机制,为加工番茄增加产量,提高水分利用效率,进一步优化灌溉制度提供参考。... 详细信息

目的：探索根区水分变化对加工番茄根系生长的调节作用,加深对番茄生长发育及产量形成调节作用的理解,明确干旱区膜下滴灌加工番茄产量及水分生产效率的生理调节机制,为加工番茄增加产量,提高水分利用效率,进一步优化灌溉制度提供参考。方法：进行了2年的田间试验,试验处理包括两种灌溉方式：滴灌管位于膜下地表的地面滴灌DI及滴灌管被埋在地面以下30cm位置的地下滴灌SDI。地面滴灌D11、DI2、DI3三个水分处理0-60cm剖面土壤水分含量分别设定为田间持水量的（80±5）%、（60±5）%、（40±5）%。地下滴灌SDI1、SDI2、SDI3三个处理灌水量及灌水时间分别与地面滴灌DI1、D12、DI3相同。结果：（1）在相对水分亏缺处理中,各处理根系的垂直分布中,地下滴灌各处理显著增加了加工番茄直径为0-1mm根系单位面积根长密度、根重密度,初期主要影响0-30cm根系生长,中后期主要影响30cm以下根系生长。红果期地下滴灌处理加工番茄的根系,在土壤30-80cm垂直分布的重量分布比例显著高于地面滴灌处理。花期后14天,地面滴灌及地下滴灌各处理根长密度在0-30cm土层内无显著差异,但红果期地下滴灌处理根长密度在30-80cm土层内显著大于地面滴灌处理,尤其是在水分相对亏缺的状态下。（2）在各处理根系的水平分布中,红果期地下滴灌处理根系分布明显比地面滴灌分布均匀,各水分处理根长密度在水平分布上显著大于地面滴灌,尤其是在水分相对亏缺状态下。（3）在花后土壤水分变化对加工番茄干物质积累与分配的影响上,在花期后14天时相对水分亏缺处理显著降低了加工番茄叶面积指数;在红果期与地面滴灌相比,相对水分亏缺处理显著提高了地下滴灌加工番茄叶面积指数。花期后14天地下滴灌SDI2、SDI3处理植株地上部生长量都显著低于DI2、DI3,且SDI2与DI2、SDI3与DI3之间存在显著差异;红果期地下滴灌各处理植株总体上在株高及主茎分支数、花蕾数上显著高于地面滴灌,地下滴灌SDI2、SDI3其植株无论地下部或地上部生长量都得到快速生长发育,显著优于DI2、DI3,使SDI2与DI2、SDI3与DI3之间存在显著差异。花期后14天水分处理对地面滴灌和地下滴灌加工番茄根干重密度影响不显著,但红果期则显著增加了地下滴灌处理根干重密度。（4）在土壤水分变化对加工番茄水分利用效率及产量形成的影响上,在加工番茄红果期,SDI2、SDI3单位干物质耗水量分别显著低于DI2、DI3,说明在加工番茄花期后,与地面滴灌相比,地下滴灌水分利用效率较高,尤其在相对水分亏缺状态下。（5）在土壤水分变化对加工番茄生育期进程的影响上,花后DI1最早到达坐果期,其次是SDIl、DI2、SDI2、DI3,最后是SDI3,总体上,地面滴灌比地下滴灌相应较早到达坐果期;而在中后期,DI3最早到达红果期,其次是DI2、SDI3、SDI2、SDI1,最后是DI1。结论：（1）在土壤水分充足条件下,地下滴灌与地面滴灌相比,根系生长特性无显著差异。在根系水平分布上,地下滴灌处理根系分布明显比地面滴灌根系分布均匀。在水分相对亏缺处理中,与地面滴灌相比,地下滴灌显著有利于加工番茄根系的生长。（2）在红果期相对水分亏缺处理中,地下滴灌群体光合速率总体上显著高于地面滴灌,而叶片叶绿素含量与此相反;在花期后14天时相对水分亏缺处理显著抑制了加工番茄地上部分的生长;在红果期与地面滴灌相比,相对水分亏缺处理显著有利于地下滴灌加工番茄地上部分的生长。（3）各处理在水分相对亏缺状态下,地下滴灌水分利用效率显著高于地面滴灌。在相对水分亏缺处理中,地下滴灌总体上从单果重、单果数都显著优于地面滴灌。（4）从整个加工番茄生育期来看,在水分充足状态下,与地面滴灌相比,地下滴灌对加工番茄生育进程影响不显著,但在水分相对亏缺状态下,地下滴灌较明显的推迟了加工番茄的生长发育进程,果实成熟时间推迟。（5）与地面滴灌相比,地下滴灌在水分相对亏缺的状态下,虽然提高了加工番茄茄红素含量,但降低了形成果实风味的主要物质,游离氨基酸、可溶性蛋白质、可溶性糖、可溶性酸含量、可溶性固形物含量及果实糖酸比,增加了果实硝酸盐含量,因此,降低了果实品质。

关键词：地下滴灌加工番茄根系物质分配生理特性水分利用效率产量品质

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世界农业 1989年第3期 60-61页

日本武田药品工业公司首次成功地开发了水稻静菌剂。该静菌剂具有抑制稻瘟病等水稻病原菌孢子的生长、增强植株抵抗作用而使水稻自身灭菌的功能。对病菌已进入叶片细胞的稻株喷施静菌剂后,可抑制病菌孢子的生长,同时使水稻的细胞

关键词：水稻病害稻作病害叶片细胞稻株稻瘟病稻瘟地下滴灌纹枯病科技动态植物防御素收获机粮仓

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微灌技术要素对土壤水分运动影响的数值模拟

微灌技术要素对土壤水分运动影响的数值模拟

作者：张珂萌西北农林科技大学

学位级别：硕士

滴灌作为一种高效的节水灌溉技术在新疆等干旱或半干旱地区得到广泛应用,为减小蒸发对土壤水盐运移的影响通常采用地埋的方式,即地下滴灌进行灌溉。微润灌则是以连续灌溉的方式通过地埋微润带将水分缓慢输送到植物根区的新型节水灌溉技... 详细信息

滴灌作为一种高效的节水灌溉技术在新疆等干旱或半干旱地区得到广泛应用,为减小蒸发对土壤水盐运移的影响通常采用地埋的方式,即地下滴灌进行灌溉。微润灌则是以连续灌溉的方式通过地埋微润带将水分缓慢输送到植物根区的新型节水灌溉技术。数值模拟具有简便、快捷、灵活等特点,在给定的初始、边界条件下,可用于模拟各因素及其组合对土壤水流、溶质运移、热运移、植物根系吸水等方面的影响。国内的大多研究者往往只是证明该模拟值与实测值较为接近,在经验证模拟数据合理并近似于真实值后利用软件进行多因素、长时间的模拟试验研究尚不足。探明滴灌系统毛管布置方式和微润灌土壤水分运动规律,对与科学设计滴灌和微润灌系统,合理控制土壤盐分的运动具有重要意义。本文通过应用HYDRUS-2D软件,对不同灌水方式下土壤水分运动过程进行数值模拟,重点研究了地下滴灌灌水时间、滴头流量、灌水间隔等技术要素以及地下滴灌和微润灌两种不同灌水方式对水分运动的影响。得到如下主要结论:1、随灌水时间的增加,湿润峰垂直向上运移到达表层所用时间以幂函数趋势减小,垂直向下、水平方向运移距离均服从幂函数递增;不同方向湿润峰运移距离随滴头流量的增大呈幂函数增长;随灌水次数的增加呈对数函数增长。2、随滴头流量的增加三个方向上湿润峰运移距离随灌水时间增加的幂函数系数和指数均呈抛物线变化趋势,其中垂直向上的指数抛物线开口向下,其他方向的系数和指数抛物线均开口向上;且在滴头流量为1.5L/h处接近峰值。3、湿润面积随滴头流量和灌水时间增加分别呈线性增大,随灌水间隔增大呈指数下降,其中递增的滴头流量湿润面积曲线斜率大于灌水时间湿润面积曲线斜率;湿润面积与滴头流量和灌水时间的增大呈正比与灌水间隔的增大呈反比。4、随着滴头间距的增加水平方向上湿润区交汇的时间、湿润区交汇后形成“鞍部”消失所用的时间均随之增加;在滴头埋深附近,不同灌水时间、滴头流量、灌水间隔和滴头间距组合对土壤水分运动影响较大,在以滴头为中心40cm以外土壤内水分运动受以上四个因素组合的影响不明显。5、利用数值模拟对比地下滴灌和微润灌下水分运动发现,在地下滴灌带和微润带附近(小于5cm)的含水量和土水势均呈对称分布,之后地下滴灌受重力和其间歇灌溉的特点垂直向下的含水量和土水势变化快于其他方向,而微润灌仍以微润带为中心基本呈现对称分布。灌水量相同时,地下滴灌湿润体呈近似椭圆形,而微润灌湿润体近似圆形且湿润面积略大于地下滴灌。地下滴灌湿润土壤水分分布均匀度随灌水-间歇呈周期性减小-增大,微润灌水分分布均匀度随灌水逐渐增大且大于地下滴灌。

关键词：地下滴灌土壤水分运动数值模拟 HYDRUS-2D 微润灌

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曝气灌溉对大棚黄瓜和番茄生长的影响研究

曝气灌溉对大棚黄瓜和番茄生长的影响研究

作者：范文涛西北农林科技大学

学位级别：硕士

曝气灌溉可以增加作物根区的氧气含量，有效的改善作物根区由于灌水后较长时段所处于的氧气胁迫状态，促进作物的根系有氧呼吸，进而提高作物的产量和品质。目前，国内外通过文丘里同步加气的方法已经应用到大田中，虽然这种方法可... 详细信息

曝气灌溉可以增加作物根区的氧气含量，有效的改善作物根区由于灌水后较长时段所处于的氧气胁迫状态，促进作物的根系有氧呼吸，进而提高作物的产量和品质。目前，国内外通过文丘里同步加气的方法已经应用到大田中，虽然这种方法可以同时将水气混合液输送到作物根区，但是其没有确定具体的适宜作物生长的加气量与加气时段，并且成本较高。针对这种状况，本试验在作物灌水后通过空气压缩机并利用埋设在地下的滴灌带将气体输送到作物根区，通过室内的机理试验研究不同土壤水分入渗和入渗后曝气与未曝气对土壤导气特性的影响;大田小区试验采用地下滴灌、沟灌2种灌水方式，并设置了3种曝气系数（0.5，0.75，1.0），以灌后不曝气为对照，研究了灌后曝气条件下对大棚黄瓜和番茄的生长发育，产量、水分利用率以及品质的规律变化。主要结论如下：（1）在相同压力水头下，同容重条件下，棕壤土的累计入渗量要高于塿土，其入渗性能较好。两种土壤入渗后的人工曝气与水分再分布过程都能提高湿润土体的导气率，并且人工曝气能更有效的改善湿润土体的通气性;从棕壤土与塿土两种土壤入渗后曝气对其导气率的影响变化来看，人工曝气对改善塿土湿润土体的通气性的效果好于棕壤土。（2）同种曝气条件下，不同灌水方式对黄瓜的株高、茎粗的影响不相同，与沟灌灌水方式相比，采用地下滴灌的黄瓜生长发育情况较好，其增长速度较快;同种灌水条件下，随着曝气系数的增大，黄瓜株高和茎粗增长量随着其曝气系数的增大而增大。（3）不同曝气灌溉处理对黄瓜叶绿素含量的影响比较大。其中地下滴灌曝气系数0.75处理的叶绿素含量较高，而曝气系数0.5和1.0处理的叶绿素含量相对较低。说明在地下滴灌条件下适宜的曝气量有助于叶绿素含量积累，能促进光合作用进行，也能促进作物干物质量的累积。（4）相同曝气系数处理下，地下滴灌与沟灌相比能显著提高黄瓜的产量和品质;相同灌溉方式下，曝气处理的黄瓜产量也明显高于无曝气处理的产量和品质。说明曝气地下滴灌处理可以促进产量增加和品质提高，并且有利于提高水分利用率。其中地下滴灌曝气系数1.0处理的黄瓜产量最高，比无曝气处理的产量增加47%。而且曝气地下滴灌比沟灌节水40.37%，黄瓜水分利用率提高10.53～16.68kg·m-3。地下滴灌曝气系数1.0处理的黄瓜Vc、可溶性糖、可溶性蛋白和可溶性固形物含量也较其它处理高。本试验还研究了不同曝气系数处理（设计同黄瓜）对地下滴灌条件下番茄生长影响的研究，以寻求适宜番茄生长的最优曝气量系数。研究结果表明，不同曝气量系数处理对番茄地上部分的生长状况影响显著，番茄株高、茎粗、叶绿素含量均随着曝气系数的增大呈先增高后降低趋势。可知适宜的曝气量可以保证番茄的正常生长。虽然曝气量系数0.75处理是番茄株高、茎粗、叶片生长所需要的最佳曝气量系数，但是该处理下番茄的产量和品质并不是最佳的。本试验结果表明曝气量系数1.0处理的番茄能获得较高的产量和优异的品质。其中曝气量系数1.0处理的产量、糖含量、糖酸比、Vc含量分别比无曝气处理提高21.9%，2.13%，22.03%，20.08%。产量和品质是作物研究的重点，所以我们认为地下滴灌下曝气系数1.0处理是较适宜推广应用的一种新型节水灌溉技术。

关键词：曝气灌溉地下滴灌黄瓜番茄生长发育产量水分利用效率品质

冬小麦不同灌溉方式适用性评价及田间土壤水分分布规律研究

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冬小麦不同灌溉方式适用性评价及田间土壤水分分布规律研究

作者：陈乐河北农业大学

学位级别：硕士

发展节水灌溉是农业节水的有效途径,目前已有多种较成熟的节水灌溉技术(如滴灌、微喷带喷灌等)在实际生产中应用,地下膜调控润灌是由地下滴灌改进而来的灌水新技术,具有节水、节肥、增产等优点,与较成熟的节水灌溉方式相比,哪种方式在... 详细信息

发展节水灌溉是农业节水的有效途径,目前已有多种较成熟的节水灌溉技术(如滴灌、微喷带喷灌等)在实际生产中应用,地下膜调控润灌是由地下滴灌改进而来的灌水新技术,具有节水、节肥、增产等优点,与较成熟的节水灌溉方式相比,哪种方式在华北地区主要粮食作物冬小麦生产中更加适用、哪种方式土壤水分空间分布更有利于提高灌溉水利用效率还有待于深入研究探明。基于此,本文首先对膜调控润灌、地表滴灌、地下滴灌和微喷带喷灌四种节水灌溉方式对冬小麦的适用性进行了评价,然后构建不同节水灌溉方式土壤水分运移模型,并利用田间试验和数值模拟相结合,研究了灌水量对不同灌溉方式湿润锋运移的影响,最后利用构建的模型分析了不同灌溉方式下灌水量对土壤水分空间分布的影响规律,取得主要结论如下:(1)通过查阅文献和实地调研,选取技术评价指标(灌溉水利用系数、灌水量、灌水时间)、经济评价指标(作物产量、管理难易程度、用工管理费用、工程投资)、社会评价指标(农民欢迎程度、推广难易程度)、生态评价指标(土壤改善程度、地下水改善程度、环境污染程度)共12个指标,选用层次分析法和灰色关联度分析法对不同灌溉方式对冬小麦的适用性进行评价,结果得出膜调控润灌加权关联度为0.7438、地下滴灌为0.5733、地表滴灌为0.5676、微喷带喷灌为0.5399,即将膜调控润灌用于冬小麦是最优的灌溉方式,其次依次为地下滴灌、地表滴灌和微喷带喷灌。(2)构建了不同灌溉方式下的土壤水分运移模型,利用田间试验数据对模型中土壤水力特性参数进行了率定与验证,得出:膜调控润灌模拟值与实测值之间的误差为0.41%～15.4%、地表滴灌为0.34%～10.71%、地下滴灌为0.86%～11.56%,三种灌溉方式大多数误差在10%以内。(3)本研究设定20、30和40m3/亩3个灌水量,利用评价结果优选的膜调控润灌方式的模型开展数值模拟,分析对比了不同灌水量土壤湿润锋在水平和垂直两个方向的运移距离,结果得出灌水量为20m3/亩时,能够使主要根系层(10～40cm)土壤达到全面湿润。(4)在灌水量20m3/亩时利用构建的模型对地下滴灌和地表滴灌分别开展数值模拟,对比在相同灌水量条件下不同灌溉方式土壤湿润锋运移范围。结果表明,在水平方向上膜调控润灌>地表滴灌>地下滴灌;在垂直方向只对比膜调控润灌和地下滴灌,其中垂直向上是膜调控润灌>地下滴灌,垂直向下是地下滴灌>膜调控润灌。由此得出,在灌水量相同条件下,膜调控润灌方式根系层土壤的湿润范围要大于其他两种灌溉方式,该方式既可以使作物主要根系层全面湿润还减少了重力作用下灌溉水的深层渗漏。

关键词：膜调控润灌地下滴灌地表滴灌层次分析法灰色关联法湿润锋 HYDRUS-2D