石羊河流域干旱缺水,目前已大面積推廣膜下滴灌技術(shù)。施肥與過濾裝置是水肥一體微灌系統(tǒng)的重要配套設(shè)備,施肥與過濾裝置的性能匹配時(shí)才能提高微灌系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和灌溉施肥的均勻度。水肥一體化膜下滴灌系統(tǒng)施肥過濾設(shè)備適宜配置模式對保障系統(tǒng)的長期可靠運(yùn)行具有重要意義,同時(shí)也可促進(jìn)石羊河流域農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文通過探索壓差式施肥罐、比例式施肥泵施肥性能及不同運(yùn)行條件下對過濾器水頭損失的影響,初步優(yōu)選后布設(shè)于大田滴灌系統(tǒng)中。通過大田玉米滴灌試驗(yàn),對施肥、過濾設(shè)備與毛管不同組合與運(yùn)行條件下水頭損失及水肥均勻度等進(jìn)行了探究,結(jié)合作物生長及產(chǎn)量的差異,通過對設(shè)備性能及作物生長狀況的綜合考慮,選擇適合于石羊河流域水肥一體膜下滴灌系統(tǒng)設(shè)備配置模式。通過以上研究得到以下結(jié)論:(1)通過調(diào)節(jié)首部壓力,探索壓差式施肥罐、比例式施肥泵不同運(yùn)行條件下過濾器水頭損失,發(fā)現(xiàn)壓差式施肥罐出口肥液濃度變化大,比例式施肥泵出口肥液濃度均勻性達(dá)到85%以上,施肥性能良好,過濾器水頭損失低,抗堵塞性好。(2)通過電鏡掃描及能譜分析,發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)(芯)上附著的堵塞物質(zhì)不全是磷肥顆粒,還會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉淀物附著在磷肥表面。(3)運(yùn)用量綱分析法,將基本量導(dǎo)出為6個(gè)無量綱:H/C_iV_f~2、S_C/L~2、t_lV_f/L、ρV_fL/μ、ρ/C_i,并通過多元回歸分析擬合得到了過濾器水頭損失公式,相關(guān)系數(shù)達(dá)80%以上,具有一定的可靠性。結(jié)果表明過濾器水頭損失與肥液濃度、入口流速、過濾器類型(濾網(wǎng)、濾芯面積)運(yùn)行時(shí)間、水的密度以及運(yùn)動(dòng)黏滯系數(shù)有關(guān)。(4)沿滴灌帶長度上,干物質(zhì)質(zhì)量首、尾部差異顯著;滴灌帶長度50m時(shí),產(chǎn)量在沿滴灌帶方向上呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢;側(cè)翼迷宮式滴灌帶下的作物比內(nèi)鑲貼片式下的作物WUE、WUEi、穗粒數(shù)及百粒重等高于內(nèi)鑲貼片式滴灌帶;綜合考慮,認(rèn)為側(cè)翼迷宮式滴灌帶下的產(chǎn)量整體較高,土壤含水率在生育期內(nèi)變化幅度較小;建議采用側(cè)翼迷宮式滴灌帶,配置系統(tǒng)首部壓力0.05、0.06MPa,施肥比例2%,過濾器采用網(wǎng)式120目。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S275.6
【部分圖文】：

第二章 研究方法及試驗(yàn)布置 第二章 研究方法及試驗(yàn)布置濾器由陜西省楊凌豐源灌溉有限公司提供，5 種過濾器中包過濾器（W80、W120）和 2 種疊片式過濾器（D80、D120 2-1 所示，為了細(xì)致分析雜質(zhì)在過濾器內(nèi)部的分布狀況，試驗(yàn)所用 3 種滴灌帶直徑 16mm，包括迷宮式、內(nèi)鑲貼片滴灌帶流道結(jié)構(gòu)不同，詳見圖 2-2。

圖 2-3 壓差式施肥罐試驗(yàn)區(qū)布置圖Fig 2-3 Test layout for fertilizer tank大田試驗(yàn)首部設(shè)有施肥裝置，試驗(yàn)采用壓差式施施肥結(jié)束。試驗(yàn)過程中每種肥料每次隨水施肥 1h，差 0.1MPa，過濾器首部壓力 0.06MPa。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行力表、水表的讀數(shù)。并將壓力差 MPa 單位轉(zhuǎn)化為水安裝在過濾器后的水表，得到某時(shí)刻的瞬時(shí)流量；每順序標(biāo)記），整個(gè)試驗(yàn)過程中水溫變化不超過 0.5℃從取水口收集的水樣用電導(dǎo)率儀（DDS-11A 上海雷度轉(zhuǎn)換公式將電導(dǎo)率轉(zhuǎn)換為磷肥的肥液濃度；將過濾稱量灌水前后干燥狀態(tài)下過濾器濾芯（網(wǎng)）質(zhì)量，疊片式過濾器附著物質(zhì)量的顯著性。灌水施肥結(jié)束后（芯）堵塞情況，為保證滴灌系統(tǒng)的正常運(yùn)行，將2.2.2 比例式施肥泵室內(nèi)試驗(yàn)布置與方法試驗(yàn)平臺(tái)由水泵、比例式施肥泵、水表、壓力表

圖 2-4 比例式施肥泵室內(nèi)試驗(yàn)布置圖Fig 2-4 Test layout for proportional fertilization pump試驗(yàn)采用施肥泵施肥比例為 2%（即：向施肥泵進(jìn)水管輸送 98 份水，肥液 2 份）、3%（輸送 97 份水，吸入肥液 3 份）和 4%（輸送 96 份與施肥泵吸入的肥水比（溶解肥液中肥料與水的質(zhì)量比例）為 1:4的 9 種磷肥濃度梯度，結(jié)合實(shí)際作物肥液濃度未超過 0.3%，因此試比可取。3 條并聯(lián)支管上分別設(shè)網(wǎng)式、疊片式過濾器及不設(shè)過濾器（理，支管后接 50 m 長內(nèi)鑲貼片式滴灌帶，進(jìn)行過濾器抗堵塞試驗(yàn)測水肥一體滴灌下磷肥施加量為 1.8 kg/hm2，每次施磷肥 3 kg。稱量 3粒肥料，分別加 12、15、18 kg 水?dāng)嚢杈鶆�，浸�?1 h 后，再次攪拌水，獲得肥水比 1:4、1:5 及 1:6，將測得電導(dǎo)率換算為原液濃度分別為75%。各處理進(jìn)行 3 次重復(fù)。設(shè)初始?jí)毫?0.12 MPa，施肥泵兩端壓差 0.02 MPa，通過調(diào)節(jié)閥門使毛在 0.06 MPa。每次灌水過程中，通過讀取安裝在過濾器兩端的精密壓級(jí)）值，監(jiān)測 1 min 內(nèi)過濾器兩端壓力的變化，每 3 min 讀取 1 次流

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2828477