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基于HYDRUS-2D的滨海地区膜下滴灌土壤水盐运移模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以春玉米“郑单958”为供试作物,采用膜下滴灌灌水方式,设定2种不同灌水定额,分别是单次灌水定额20 mm和10 mm,测定试验区土壤水分、盐分含量,利用HYDRUS-2D模型对土壤水盐运移进行模拟,将模拟值与实测值进行对比分析,探究滨海地区盐碱化土壤水盐运移规律。结果表明：滴灌过程中,水平方向土壤盐分由膜下向膜边运移,膜下土壤淋洗效果好于膜边;竖直方向0~20 cm土壤水分、盐分变化幅度最大,土壤含盐量降低16.1%,淋洗效果明显;下层土壤盐分淋洗效果一般,土壤含盐量降低值仅为9.6%。土壤水分重分布过程中,0~20 cm土层土壤含水率和含盐量变化幅度比20~60 cm土层大。0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层高灌水定额（20 mm）处理对土壤盐分的抑制作用分别比低灌水定额（10 mm）处理高26%、11%、19%,并且高灌水定额滴灌将土壤盐分淋洗到60 cm土层以下,而低灌水定额滴灌未能将土壤盐分淋洗到60cm土层以下。HYDRUS-2D模拟得到的土壤含水率与含盐量和实测值基本吻合,模型可靠。 相似文献
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甘肃河西地区膜下滴灌条件下春玉米田水盐特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对甘肃河西地区膜下滴灌春玉米种植条件下土壤水分、盐分的观测,分析了膜下滴灌春玉米生育期土壤水分、盐分动态变化及其产量和水分利用效率。结果表明:不同生育期,同一土层深度,土壤水分含量高低分布与土壤盐分含量高低分布相反,均表现出土壤不同深度盐分含量高的区域相应水分含量低,滴灌带之间土壤盐分积累较滴头之间显著;灌水定额480 m~3·hm~(-2)处理,灌溉水分在土层纵向运移显著,深层渗漏明显,灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理,灌溉水在土壤不同深度横向层面运移显著,有利于作物吸收利用;膜下滴灌能够在滴水过程中明显降低土壤表层0~40 cm盐分含量,土壤下层40~100 cm为盐分聚集区域;灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理,春玉米产量构成和水分利用效率较高。从作物生长水盐环境及高效节水的角度出发,灌水定额420 m~3·hm~(-2)处理的效益最优。 相似文献
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玉米膜孔灌农田土壤水氮分布特性 总被引：1，自引：1，他引：0
通过大田玉米灌水试验,研究了畦灌和膜孔灌条件下农田土壤水氮运移特性。结果表明:在相同灌水定额条件下,膜孔灌土壤剖面含水率比畦灌土壤剖面含水率变化均匀,0~30 cm土层灌水后1天和灌水后5天膜孔灌土壤含水率比畦灌土壤含水率高19.2%和18.3%;在相同灌水定额条件下,土壤铵态氮含量受土壤水分运动的影响较小,主要分布在30 cm以上土壤层,膜孔灌条件下土壤铵态氮含量随时间分布比畦灌均匀,其含量最大值为41.6 mg/kg,同畦灌相比铵态氮含量增加了4.3%;硝态氮含量受灌水方式的影响较大,在相同灌水定额条件下,10~50 cm各土层硝态氮含量膜孔灌比畦灌分别增加了41.3%、96.3%、55.3%、50.7%和46.5%,膜孔灌土壤硝态氮含量随时间和垂直土壤剖面分布均匀,其硝态氮含量主要集中在0~50 cm土层,有利于作物对氮素的吸收,提高氮素利用率。 相似文献
4.
在塔里木河下游枣树生态经济林进行根灌试验,研究了直插式根灌条件下的土壤水分时空分布和节水效率。结果表明:(1)灌水过程中直插式根灌的土壤水分分布在0~100 cm土壤层,随灌溉时间增加,土壤含水量,0~20 cm土层呈波动变化,80~100 cm土层基本稳定,其余各土层呈S型增加;(2)不同时期1 m深土层平均土壤体积含水量最大值及达到最大值的时间,枣树生长初期为44.62%、7.5 h,花期为43.26%、12.5 h,幼果期为46.3%、15 h;(3)根灌过程中,各土层土壤含水量变异系数大小次序为80 cm20 cm40 cm60 cm100 cm;灌后土壤平均含水量,80、100 cm土层与其余各层之间差异显著,20、40、60 cm土层之间差异不显著,80 cm土层土壤含水量空间异质性最高;(4)三次试验后20 d内,0~100 cm土层的平均土壤体积含水量消退速率分别为0.21%·d~(-1)、0.19%·d~(-1)和0.17%·d~(-1),土壤体积含水量60 cm和100 cm土层消退速率稳定,40 cm土层呈先消退后增加的趋势,20 cm土层0~10 d迅速消退,80 cm土层11~20 d迅速消退;(5)直插式根灌的节水效率比地表滴灌高27.78%,水分利用效率分别比地表滴灌和漫灌高8.12%、52.46%。 相似文献
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微润带埋深对温室番茄生长和土壤水分动态的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
为探明微润灌溉对番茄生长和土壤水分的影响,设置了3种不同埋深和2种不同工作压力,研究了微润带埋设深度和压力对番茄生长、产量及水分利用效率的影响。结果表明:定植后94天,微润带压力水头为180cm、埋深为15 cm时的番茄株高分别比埋深10 cm和20 cm的处理增加9.17%和7.55%;此时番茄气孔导度最小,光合速率和水分利用效率最大,分别比埋深为10 cm和20 cm的处理增产3.24%和7.45%;不同埋深土壤含水率垂直分布随时间的变化存在差异,15 cm埋深时的土壤含水率最大。微润带埋深是影响土壤水分时空变化的主要因素;压力对土壤含水量时间变化影响不显著。 相似文献
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微润灌溉对日光温室番茄生长及水分利用效率的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
在日光玻璃温室内,通过微润灌溉和滴灌的对比试验,来研究微润灌溉这项新型灌水方式对番茄生长及水分利用率的影响。研究结果表明：滴灌处理土壤水分的动态变化大于微润灌溉,滴灌处理最大变幅达60.9%,微润灌处理含水量基本维持在20%左右;至生育期末,微润灌溉处理株高、茎粗比滴灌处理分别高6.36%、3.11%,微润灌溉更有利于植物生长;同时两种处理番茄的光合速率日变化呈近似双峰曲线,叶片的蒸腾速率和气孔导度日变化呈单峰曲线;滴灌处理的折算产量为98 654.45 kg·hm-2,微润灌溉处理的折算产量为99 142.25 kg·hm-2,水分利用效率滴灌为53.33 kg·m-3,微润灌溉为60.42 kg·m-3,无论是单位面积产量还是水分利用,微润灌溉处理都优于滴灌处理;两种灌水方式下,番茄的耗水规律较为相似,但滴灌处理番茄的耗水量大于微润灌溉处理。 相似文献
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试验采用规格为30m×3m条田,分别沿畦长中心位置布设了5个测点(每个测点距畦首依次为3、9、15、21、27 m)用于定点测定不同生育期春小麦0~100 cm土层深度内灌前2 d和灌后2 d土壤含水量和硝态氮的含量,评价了土壤水氮空间分布的变异性、土壤水氮贮存效率和土壤水氮沿畦长空间分布均匀性。结果表明:不同生育期内不同处理间灌前2 d和灌后2 d土壤水分空间分布均为中等变异性,灌后2 d的变差系数小于灌前2 d的变差系数;土壤硝态氮空间分布状况除拔节期灌前2 d灌水量90mm和灌水量60mm为强变异性外其余均为中等变异性;不同生育期灌水对不同处理间的土壤水贮存效率无显著影响,成熟期春小麦不灌水处理的土壤水贮存率明显低于灌水处理;不同生育期灌水对不同处理间土壤硝态氮贮存率有显著影响,其中成熟期不灌水处理能使土壤硝态氮的贮存率增加,灌水减少了根系层内土壤硝态氮的贮存率;不同生育期灌水对不同处理间土壤水分和土壤硝态氮含量沿畦长的空间分布均匀性均无显著影响,其中成熟期不灌水处理对土壤水分沿畦长的空间分布均匀性的影响显著小于成熟期灌水处理,而对土壤硝态氮的空间分布均匀性无显著影响。 相似文献
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灌溉频率对滴灌小麦土壤水分分布及水分利用效率的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
通过田间试验,研究了不同灌水频率对滴灌小麦农田土壤水分分布及小麦水分利用效率的影响。结果表明:从整个生育期来看,在灌水量375 mm条件下,高频灌溉(每4天1次)处理0～40 cm土层含水率和土壤贮水量较高,而深层（40～100 cm）土壤较低;低频灌溉(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率和土壤贮水量较高,但水分补给不及时,表层土壤含水率和贮水量偏低;总体上中频灌溉(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配,有利于作物生长。中频灌溉产量和水分利用效率都最高,分别比高频灌溉和低频灌溉产量增加7.6%和13.5%,水分利用效率增加2.6%和9.9%。在当地自然气候条件下,滴灌小麦采用375 mm灌溉量和每7 d 1次的灌溉频率是较适宜的灌溉模式。 相似文献
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垄作沟灌条件下灌溉定额对土壤水盐分布和制种玉米耗水的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
通过田间试验对垄膜沟灌条件下,不同灌溉定额对土壤水盐分布及制种玉米产量和水分利用效率的影响进行了研究。结果表明:灌溉定额对垄顶和沟底0~100 cm土层水盐分布具有不同的影响,随着灌水定额的增加,垄顶土层盐分累积效应明显高于沟底土层,深层土壤水分含量高于浅层土壤水分含量;灌水阶段,表层土壤脱盐量随着灌水定额的增加而增大,土壤蒸发阶段,灌水定额大的处理表层土壤盐分累积效应明显;作物耗水量及土壤的储水能力受灌溉定额影响显著,当灌水定额大于400 m~3·hm~(~(-2))时能显著增加沟底土壤水分的垂直运动,促进水分在深层土壤中储存;随着灌溉定额的增加,制种玉米的穗长、穗行数、行粒数呈增加的趋势。从节水增产角度考虑,制种玉米全生育期灌水5次(播后、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆期),灌水定额为500 m3·hm~(~(-2)),灌溉定额为2 500 m~3·hm~(~(-2)),土壤盐分累积效应最低且作物水分利用效率(0.825 kg·m~(~(-3)))和产量效应(4 219.91 kg·hm~(~(-2)))最优。 相似文献
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采用测坑试验方式,设置3个水分梯度(相对田间持水量80%～85%、70%～75%、60%～65%),以相对田间持水量为90%～100%为对照,通过对滴灌水稻分蘖期进行干旱胁迫,测定不同处理叶绿素含量、光合特性、叶面积指数、分蘖动态、干物质积累量和产量等指标,分析不同干旱胁迫处理对滴灌水稻光合特性及产量的影响。结果表明:轻度和中度胁迫下水稻拔节期叶片总叶绿素含量分别较CK提高4.66%、17.62%,拔节期净光合速率分别较CK提高5.73%、10.98%,生育后期叶面积指数较CK分别提高21.41%、26.49%;轻度和中度干旱胁迫减少了拔节前干物质积累,提高了拔节后干物质积累量,优化干物质积累动态;轻度和中度干旱胁迫有利于控制水稻的分蘖数量,显著提高有效穗数,与CK相比提高了8.05%、23.29%;轻度和中度胁迫下水稻穗粒数和千粒重显著降低,各处理间结实率无显著差异,成穗率显著高于CK,与CK相比3种胁迫下成穗率分别提高了22.83%、32.50%、13.20%;轻度和中度胁迫下产量与CK相比分别增加2.73%、6.08%。滴灌水稻分蘖期水分调控时应考虑利用干旱胁迫的补偿效应,于分蘖期采用轻中度控水措施,有利于滴灌水稻光合作用和产量的提高。 相似文献
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Wheat growth in response to soil water deficit play an important role in yield stability. A field experiment was conducted for winter wheat (Triticum aestivum L.) during the period of 2002-2005 to evaluate the effects of limited irrigation on winter wheat growth. 80%, 70%, 60%, 50% and 40% of field capacity was applied at different stages of crop growth. Photosynthetic characteristics of winter wheat, such as photosynthesis rate, transpiration rate, stomatal conductance, photosynthetically active radiation, and soil water content, root and shoot dry mass accumulation were measured, and the root water uptake and water balance in different layer were calculated. Based on the theory of unsaturated dynamic, a one-dimensional numerical model was developed to simulate the effect of soil water movement on winter wheat growth using Hydrus-1 D. The soil water content of stratified soil in the experimental plot was calculated under deficit irrigation. The results showed that, in different growing periods, evapotranspiration, grain yield, biomass, root water up- take, water use efficiency, and photosynthetic characteristics depended on the controlled ranges of soil water content. Grain yield response to irrigation varied considerably due to differences in soil moisture contents and irrigation scheduling between seasons. Evapotranspiration was largest in the high soil moisture treatment, and so was the biomass, but this treatment did not produce the highest grain yield and root water uptake was relatively low. Maximum depth of root water uptake is from the upper 80 cm in soil profile in jointing stage and dropped rapidly upper 40 cm after heading stage, and the velocity of root water uptake in latter stage was less than that in middle stage. The effect of limited irrigation treatment on photosynthesis was complex owing to microclimate. But root water uptake increased linearly with harvest yield and improvement in the latter gave better root water uptake under limited irrigation conditions. Appropriately controlled soil wate 相似文献
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极端干旱区垂直线源灌方式对葡萄生长及水分利用效率的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
灌溉方式对根系湿润方式的不同会影响作物生长及其对水分的利用效率。以常规滴灌方式为对照,通过田间试验研究了垂直线源灌方式对葡萄生长和水分利用效率的影响,结果表明:葡萄生育关键期灌水前后垂直线源灌方式根层土壤平均含水率可达到田间持水率的75.1%和82.8%,常规滴灌方式为田间持水率的60%和72%;垂直线源灌条件下净光合速率,蒸腾速率,气孔导度均较常规滴灌高,净光合速率均经历了气孔限制和非气孔限制,其中由水分胁迫引起的非气孔限制,垂直线源灌晚于常规滴灌出现,且表现不明显;垂直线源灌方式在地上生物量生长方面略好于常规滴灌方式,但两者未表现出明显差异;垂直线源灌方式较常规滴灌方式在产量上提高了1.2%;叶片水平上的水分利用效率,垂直线源灌方式较常规滴灌方式提高了57.4%。 相似文献
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研究了西辽河平原灌区3种主要灌溉方式(浅埋滴灌、膜下滴灌和传统畦灌)对玉米根系形态特征和生理生化特性的影响.采用大田对比试验,以农华101为供试品种,大小垄种植(小垄行距40 cm,大垄行距80 cm),种植密度7.5万株·hm-2,在设定的灌溉定额下(膜下滴灌和浅埋滴灌为3150 m3·hm-2、传统畦灌为4500 ... 相似文献
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为了筛选限水灌溉条件下较优的灌溉集成模式, 挖掘夏玉米高产潜力, 明确其高产的生理特性, 2015—2016年在河北藁城采用灌溉施肥方式（微喷灌和管灌）×密度（6.3×104、7.8×104株·hm-2）×收获期（9月25日和10月3日）再裂区试验, 研究了微喷灌和管灌为主的两种集成模式对夏玉米郑单958产量形成的影响。结果表明:微喷灌水肥一体化三次灌水施肥技术,改善了浅层土壤水分状况,土壤水分含量较管灌模式高5.9%～20.2%;其拔节期叶面积指数(LAI)较管灌高30.2%~44.2%, 生育后期SPAD值降低缓慢,较管灌高4.9%～5.9%,且作物生长速率（CGR）高9.0%～26.3%,这是其提高玉米千粒重和产量的主要原因, 并且收获越晚玉米微喷灌模式的增产效应越大,早收和晚收分别增产5.1%～6.0%和7.2%～10.8%。微喷灌模式高密度处理基部茎节抗倒伏指数、叶片SPAD值和CGR大多优于管灌低密度处理或与之相当,三者分别较管灌高4.0%～27.3%、-1.0%～3.7%和24.3%～37.7%。说明微喷灌模式优于管灌模式,且在此模式下增加种植密度是可行的。研究结果表明,微喷灌+增密+推迟收获时间3种技术综合应用可充分发挥玉米的增产潜力, 实现增产23.3%。 相似文献
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灌溉方式对梨园土壤水分及产量品质的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
采用沟灌、畦灌、滴灌、微喷灌和不灌水(CK)5种灌溉方式,通过对比试验研究不同灌溉方式对梨园土壤水分含量、叶片光合参数及果实产量与品质的影响,筛选适宜的节水抗旱灌溉技术。结果表明:(1)果树根层(0～60 cm)土壤含水量表现为微喷灌>滴灌>畦灌>沟灌>CK,微喷灌的蓄水能力显著高于其它灌溉方式;(2)叶片净光合速率表现为微喷灌≥滴灌≥畦灌>沟灌>CK,微喷灌处理的梨树叶片光合作用能力最强,其次是滴灌;(3)增产效果最好的是微喷灌,其次是滴灌,单株产量分别比CK提高了54.98%和44.18%;(4)在果实品质方面,微喷灌和滴灌显著提高了果实的单果质量、可溶性固形物含量及可溶性总糖含量,并且显著降低了果实硬度、含酸量及石细胞含量,两者对果实品质的改善效果明显好于沟灌和畦灌。综合分析表明,微喷灌能够明显改善梨园土壤水分条件和梨树光合能力,显著提高果实产量与品质,是较为理想的节水灌溉技术。 相似文献
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河套灌区农田地下水埋深普遍较浅且年内波动较大,明确不同膜下滴灌条件下深层土壤水分对根区的补给作用及作物根系吸水的响应差异有利于膜下滴灌技术的完善和推广。本研究开展了连续2 a(2017—2018年)的春玉米田间试验,设置3个膜下滴灌灌溉水平,分别控制土壤基质势下限为-10 kPa(S1)、-30 kPa(S3)和-50 kPa(S5)。利用HYDRUS-2D模型模拟0～120 cm深度土壤含水量、根层下边界(100 cm深度处)水分通量和作物根系吸水速率。结果表明,经过率定后的HYDRUS-2D模型对0～120 cm深度土壤含水量模拟结果的根均方差(RMSE)和决定系数(R~2)分别为0.039～0.042 cm~3·cm~(-3)和0.78～0.73,模拟结果可靠。膜下滴灌农田100 cm和120 cm深度处土壤含水量较高且处理间差异不大,说明不同滴灌条件对于100 cm以下深层土壤含水量影响较小;但不同处理显著影响根区下边界的水分通量和根系吸水速率。基质势下限控制水平越低,深层土壤水分对于根区的补给量(毛管上升)越大,S1、S3、S5生育期内累积补给量在31.9～49.6 mm之间。S5处理根系吸水速率较低,根系吸水受到显著抑制,从而造成作物生长指标和产量显著低于S1和S3处理(P0.05);而S1和S3之间籽粒产量差异不显著。综上,在本研究所设置的3个滴灌处理中,S3生育期内灌溉定额为240～300 mm,既较S1显著减少灌水量、提高水分利用效率,又具有较好的根系活力,有效利用深层土壤水分,因此建议该地区春玉米膜下滴灌的灌水下限为-30 kPa。 相似文献
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为了探讨西北戈壁荒漠区膜下滴灌对酿酒葡萄生理特性的影响,在甘肃河西走廊戈壁荒漠区进行了田间试验,研究膜下滴灌和常规滴灌处理模式下酿酒葡萄赤霞珠光合特性、叶绿素含量以及产量和灌溉用水效率的变化。结果表明,不同滴灌处理条件下的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(E)日变化随时间的推移呈下降趋势,气孔导度(Gs)日变化呈“凹”型,膜下滴灌处理的光合能力强于常规滴灌处理;叶绿素含量月均值膜下滴灌高于常规滴灌处理,且覆膜与常规滴灌处理间差异水平为显著;经济产量各要素中覆膜的产量高于常规滴灌处理,膜下滴灌T1（240 mm）的水分利用效率最高,实现了产量和水分利用效率的同步提高。 相似文献