針對(duì)小麥中后期微噴灌濕潤(rùn)區(qū)域分布特點(diǎn),探討了小麥專(zhuān)用微噴帶在不同灌溉影響因素下小麥中后期根區(qū)土壤水分運(yùn)移與分布規(guī)律。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量了微噴帶在不同灌溉壓力下灌水強(qiáng)度,將有效濕潤(rùn)區(qū)域劃分為4個(gè)子區(qū)域,得出不同灌水強(qiáng)度作為灌溉邊界條件�？紤]小麥根系吸水情況下,建立微噴灌土壤水分運(yùn)動(dòng)方程及求解條件。利用HYDRUS-2D模型進(jìn)行微噴灌數(shù)值模擬,通過(guò)對(duì)比分析模擬結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù),證明數(shù)值模擬能夠有效反應(yīng)土壤含水率分布情況。對(duì)微噴帶在不同灌溉壓力、不同灌水下限和不同鋪設(shè)間距影響因素下進(jìn)行模擬分析,結(jié)果表明:在灌溉壓力0.15 MPa時(shí),有效濕潤(rùn)區(qū)域大且水分分布滿(mǎn)足小麥根系需求;以田間持水量的60%作為小麥灌水下限,有利于降低微噴帶鋪設(shè)成本、節(jié)約灌溉水量和提高灌水利用率;在鋪設(shè)間距440 cm時(shí),根部土壤水分分布呈一條均勻帶狀且均勻度都在90%左右。本研究可為小麥專(zhuān)用微噴帶鋪設(shè)與運(yùn)行提供合理作業(yè)參數(shù),同時(shí)為小麥節(jié)水灌溉提供理論參考。 

【文章來(lái)源】：農(nóng)業(yè)工程. 2020,10(12)

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

地表濕潤(rùn)區(qū)域劃分示意Fig.2Divisiondiagramofsurfacehumidarea

治?3層:0～20、20～100和100～200cm土層。土壤平均容重1.43、1.63和1.57g?cm3。1.2試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置由田間給水栓、小麥專(zhuān)用微噴帶、水壓表、集雨杯(Φ85mm)、過(guò)濾器(160目)、量杯(500mL)和米尺組成。給水栓通過(guò)調(diào)節(jié)法蘭達(dá)到試驗(yàn)所需的不同灌溉壓力。小麥專(zhuān)用微噴帶由山東省泰安豐園灌溉科技有限公司定制生產(chǎn)，直徑N63，最大灌溉壓力0.15MPa。由于微噴帶噴射角度大，噴射水流與空氣發(fā)生碰撞霧化時(shí)，噴灑強(qiáng)度沿垂直微噴帶方向逐漸降低，如圖1所示。圖1微噴帶工作狀態(tài)下噴射水流軌跡及濕潤(rùn)區(qū)域示意Fig.1Schematicdiagramofspraywaterpathandwetareaunderworkingconditionofmicrospraybelt1.3試驗(yàn)方法為減少微噴帶的沿程壓力損失，提高微噴帶灌水均勻性，本文研究小麥專(zhuān)用微噴帶鋪設(shè)長(zhǎng)度25m，通過(guò)試驗(yàn)獲取了不同灌溉壓力區(qū)域灌水強(qiáng)度。由于微噴帶為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，兩側(cè)噴水情況相同，集雨杯可放置一側(cè)測(cè)量集水量。集雨杯沿垂直微噴帶方向擺放6行12列，放置間距20cm，擺放數(shù)量應(yīng)保證覆蓋微噴帶噴灑區(qū)域，根據(jù)不同灌溉壓力增減集雨杯的擺放列數(shù)。試驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)給水栓法蘭達(dá)到所需灌溉壓力后，微噴帶工作5min，待噴水穩(wěn)定后放入集雨杯。微噴帶濕潤(rùn)區(qū)域首末兩端放入集雨杯噴灑30min后關(guān)閉給水栓，測(cè)量集雨杯中水量，反復(fù)測(cè)量5次，取每個(gè)集雨杯平均值。集雨杯灌水強(qiáng)度計(jì)算公式為h=1000×VAt(1)式中h———集雨杯灌水強(qiáng)度，mm?hV———平均集雨量，mLA———接水口面積，mm2t———接水時(shí)間，h針對(duì)微噴帶灌水強(qiáng)度沿垂直微噴帶鋪設(shè)方向逐漸減小的特點(diǎn)，將微噴帶單側(cè)

楊坤等:小麥中后期田間微噴灌土壤水分運(yùn)移模擬分析圖3微噴灌土壤縱向剖面求解區(qū)域Fig.3Solutionareaofsoillongitudinalprofileinmicrosprin-klerirrigation表層導(dǎo)水率較大，即使有強(qiáng)度降雨也會(huì)很快入滲，因此地面徑流暫忽略不計(jì)［11］。同時(shí)，微噴灌溉時(shí)間較短，為方便計(jì)算可忽略灌溉期間棵間蒸發(fā)量。本文研究采用小麥專(zhuān)用微噴帶，有效降低了小麥遮擋造成均勻度降低問(wèn)題，可忽略微噴帶向上噴射時(shí)小麥截留量。微噴噴射水流霧化下落時(shí)，小麥截留量根據(jù)不同階段的冠層截留模型計(jì)算，如式(11)所示。Ic=(0.256LAI－0.217)1－exp－P0.256LAI－()[]0.217+αP(11)式中Ic———冠層截留量，mmα———降雨蒸發(fā)率，取0.008P———次灌水量，mmLAI———葉面積指數(shù)當(dāng)小麥為開(kāi)花期時(shí)LAI平均值達(dá)到最大，通過(guò)式(11)可計(jì)算得出小麥整個(gè)生育期最大冠層截留量1.273mm［2］。本研究不對(duì)灌水量進(jìn)行處理，灌水量參照當(dāng)?shù)匦←湽喔攘?xí)慣，滿(mǎn)足小麥所需實(shí)際灌水量60mm�？紤]冠層截留量1.273mm，所以微噴灌溉量61.273mm。根據(jù)不同壓力下平均灌溉強(qiáng)度，計(jì)算出不同灌溉壓力下所需灌溉時(shí)間。灌溉壓力0.05、0.10和0.15MPa濕潤(rùn)區(qū)平均灌水強(qiáng)度分別為57.5、79.9和73.8mm?h。灌溉時(shí)間為ts=Q24Ps(12)式中Q———微噴灌溉量，mmPs———濕潤(rùn)區(qū)平均灌水強(qiáng)度，mm?hts———灌溉時(shí)間，d初始條件表述為θ(x，z，t)=θ0(x，z，0)，0≤x≤H，0≤z≤D，t=0(13)式中θ(x，z，0)———土壤初始含水率，cm3?cm3H——

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微噴補(bǔ)灌對(duì)麥田土壤物理性狀及冬小麥耗水和產(chǎn)量的影響[J]. 何昕楠,林祥,谷淑波,王東.  作物學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]冬小麥不同深度灌水條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬[J]. 郭向紅,孫西歡,馬娟娟,雷濤,鄭利劍,王璞.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(08)
[3]水平微潤(rùn)灌濕潤(rùn)體HYDRUS-2D模擬及其影響因素分析[J]. 范嚴(yán)偉,趙彤,白貴林,劉文光.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]廣西赤紅壤甘蔗田間滴灌帶合理布設(shè)參數(shù)確定[J]. 黃凱,蔡德所,潘偉,郭晉川.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2015(11)
[5]冬小麥溝灌土壤水分動(dòng)態(tài)和生長(zhǎng)發(fā)育的試驗(yàn)研究[J]. 高傳昌,汪順生,傅渝亮,李興敏.  南水北調(diào)與水利科技. 2011(02)
[6]線(xiàn)源滴灌土壤濕潤(rùn)均勻性的影響因素試驗(yàn)研究[J]. 李明思,謝云,崔偉敏.  灌溉排水學(xué)報(bào). 2007(06)

博士論文
[1]冬小麥降雨利用過(guò)程及其模擬[D]. 劉戰(zhàn)東.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2012



本文編號(hào)：3212633