Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 地下渗灌入渗特性及对旱区枣树节水增产效应的研究 | |
| 焦炳忠 | |
| 出版年 | 2020 |
| 学位类型 | 博士 |
| 学位授予单位 | 宁夏大学 |
| 中文摘要 | 宁夏地处我国半干旱区,年降水量稀少、蒸发强烈,水资源极为短缺,当地农林牧业的灌溉主要以黄河水为主,随着黄河水量的消减及新型工业用水量的增加,经济林果作为宁夏农业产业结构调整的主要方向,其发展受到极大限制,如何通过改进节水灌溉方式、提高经济林果产量和水分利用效率,是实现林果业可持续发展的有效途径。为推动干旱地区经果林精准灌溉,助力农业产业结构调整,切实提高经果林产量和水分利用效率,本文以同心圆枣为研究对象,通过研究地下渗灌入渗特性及对枣树节水增产效应,确定地下渗灌灌水器的加工工艺和布设方式,深入探讨地下渗灌对枣树耗水规律、根系分布、土壤水分变化及渗灌管田间应用技术参数,全面解析地下渗灌技术在林果业中的抗旱节水增产机理。主要得出以下结论:(1)通过研究不同加工工艺条件下地下渗灌灌水器的物理特性,发现橡胶颗粒增多,加工温度低,拉伸力度大,均可使地下渗灌灌水器渗水孔密度增多。加工温度对地下渗灌灌水器吸水时间和膨胀率的影响大于原料配比和拉伸力度。加工温度对地下渗灌灌水器渗水量影响较小,不同原料配比条件下的渗水量存在极显著差异(P<0.01)。从不同压力下地下渗灌灌水器的制造偏差系数来看,T2P3L1处理(橡胶粉末:聚乙烯为2.86:1、加工温度151℃、拉伸力度5 N)和T2P1L2处理(橡胶粉末:聚乙烯为2.50:1、加工温度151℃、拉伸力度10N)性能最优。(2)通过研究地下渗灌入渗特性及水分运移规律,结果表明:当压力范围在0.02-0.08 MPa时,地下渗灌灌水器渗水稳定后的额定流量为1.42～4.93 L/(min·m);压力越大额定流量越大,地下渗灌灌水器越长平均额定流量越小。地下渗灌灌水器湿润体的形状为椭柱体,随时间增长湿润体逐渐增大,不同压力下渗水速率均为垂直向下>水平方向>垂直向上,湿润锋运移距离与灌水时间呈幂函数关系,相关系数在0.99以上。确定了地下渗灌灌水器在2种土壤中的应用参数,其中,砂质土壤地下渗灌灌水器布设深度15～30 cm,半径30～40 cm较适宜;砂壤土布设深度30～45 cm,半径40～50 cm较适宜。(3)由地下渗灌方式与枣树耗水规律研究得出:不同处理对枣树各生育时期的耗水量及日耗水强度影响显著,相同生育期内灌水量与日耗水强度呈正相关关系;相同处理下各生育期作物耗水量和日耗水强度均呈先增大后减小的趋势,在枣树果实膨大期耗水量最大,日均耗水强度在1.08～2.69 mm/d,耗水模数在38.73～46.01%之间。枣树作物系数总体呈先增大再减小的趋势,峰值出现在果实膨大期。(4)根据微孔渗灌室内水分入渗特性,研究了地下渗灌灌水器不同布设方式对土壤水分和枣树根系分布的影响,结果表明,随着地下渗灌灌水器埋深的增加,土壤含水率最大分布范围和湿润中心均向下移动;随着地下渗灌灌水器布设半径的增大,土壤含水率最大分布范围和湿润锋峰值均向外移动;随着灌水量的增加,湿润体的范围逐渐增大。垂直方向40～60 cm 土层各处理的根系干质量密度最大,区间为176.38～181.04g/m3之间,占0～200 cm土层总根系干质量密度的28.65%～30.12%。水平方向根系干质量密度增量主要分布在20～80 cm,20～40cm根系干质量密度最多,区间为129.58～133.24 g/m3,占枣树水平方向0～200 cm 土层根系干质量密度的24.66%～26.01%。(5)由不同地下渗灌灌水器布设方式和灌水量对枣树生长发育的影响研究,结果表明:D30R30W0.8处理(埋深30 cm、布设半径30 cm和作物-皿系数0.8)下产量最高,3年的枣树产量分别为 7600.49、7588.15、7394.71 kg/hm2;灌溉水利用效率最高分别为 3.15、3.04、3.01 kg/m3;水分利用效率最高分别为3.37、3.44、3.31 kg/m3,均与其他处理存在显著差异(P<0.05)。(6)利用主成分分析法与TOPSIS模型对枣树各指标综合效益进行评价,均表现为D30R30W0.8处理最优。因此,确定宁夏半干旱区枣树地下渗灌灌水器的合理布置方式为:以地表向下埋深30 cm,以树干为中心向外30 cm的环形布设,灌水量以作物-皿系数0.8最佳,揭示了地下渗灌方式对旱区枣树节水增产效应。 |
| 中文关键词 | 地下渗灌灌水器 ; 同心圆枣 ; 作物-皿系数 ; 耗水规律 ; 生长发育 ; 水分利用效率 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | TV213.4;S275;S665.1 |
| 来源机构 | 宁夏大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/354760 |
| 作者单位 | 宁夏大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 焦炳忠. 地下渗灌入渗特性及对旱区枣树节水增产效应的研究[D]. 宁夏大学,2020. |
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