滴灌条件下土壤水分运移规律研究——以阿克苏地区枣园为例

摘要

新疆地区对滴灌节水技术的应用主要以根系分布较小的经济农作物以及林木苗圃和小径级树木栽培，然而随着树木树龄、径级的增大其根系分布范围也不断增大，对于较大径级树木在滴灌过程中如何选择滴头流量、灌水历时、是否选用多点源以及个个滴头的分布距离等一系列问题均未得到解决。
　　单点源地表滴灌条件下土壤水分运移规律的研究，是制定合理的滴灌制度和精确管理滴灌的前提和依据。本文通过野外试验在不扰动原土壤物理结构的条件下，对红枣林地进行树下单点源地表滴灌，滴灌过程中通过由 Decagon公司生产的 ECH20土壤水分传感器进行动态监测和数据采集。本文分别研究了在灌水历时为4小时（h）、6小时（h）情况下，滴头流量分别为4L/h、8L/h、12L/h、16L/h时，不同的灌水历时和不同的滴头流量对湿润体形状、湿润锋的运移、湿润比值、湿润锋平均运移速率、湿润体含水率以及结束灌水后湿润体的再分布的影响，为滴灌节水技术在新疆地区大径级林木的应用提供依据。主要研究结论如下：
　　（1）单点源地表滴灌在灌水历时相同的情况下，湿润体的形状大小会随着滴头流量的增大而增大，水平、垂直方向上湿润锋的运移距离随着滴头流量的增加而不断增大。当滴头流量相同的情况下，湿润体的形状大小会随着灌溉历时的增加而增大。
　　（2）地表滴灌条件下，湿润体在水平、垂直方向上的湿润锋运移距离与入渗时间呈现良好的幂函数关系。湿润锋在各个方向上的运移距离随着灌水历时或滴头流量的增大而增加。滴灌过程中湿润锋的平均运移速率也会随着入渗时间的递增而不断增大；在相同的灌水历时条件下湿润锋的平均运移速率随着滴头流量的减小而减小。
　　（3）地表滴灌过程中，在灌水初期，水平扩撒距离与垂直入渗距离的湿润比值随着灌水历时或滴头流量的增加而减小，灌水中后期转变为滴头流量越低其湿润比值越高。湿润比值随着入渗时间的增大而减小，并且与入渗时间呈现良好的幂函数关系。
　　（4）湿润体含水率在水平方向和垂直方向上的变化随着入渗距离的增加而减小，距离滴头距离越近含水率变化幅度也越大。当灌水结束后，各种流量下滴头正下方约40cm左右的地方含水率达到最大值，距离滴头距离越近含水率等值线也就越密。在灌水历时相同的前提条件下，滴头流量越大湿润体的分布范围也相应越大，含水率增大的速度也越快。随着距滴头距离的增加，逐渐一层一层的减小。当滴头流量固定时，湿润体含水率在垂直方向上体积含水率的变化幅度和范围随着灌水历时的增加而增加。
　　（5），灌水结束24小时后水平方向湿润锋的运移距离要比结束灌水时的运移距离大，相对于垂直方向上的入渗速率，在水平方向上要慢一些。当停止灌水时湿润体的水平扩撒距离要比垂直入渗距离大，灌水停止24小时后，由于土壤水分还存在再分布的过程，加之重力势的作用，土壤中的水分还会继续运动，此过程的运动中由于重力势起到主导作用垂直方向上的入渗距离要大于水平方向的扩撒距离；在水平方向上水分的运移也没有停止，但是变化并不明显。

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1 绪论

1.1 选题依据和意义

1.2 国内外研究现状综述

1.3 本文创新点

2 研究内容与方法

2.1 研究内容

2.2 技术路线

2.3 试验材料与试验方法

3 单点源滴灌条件下水分入渗规律

3.1 灌水历时为 4h 不同流量对湿润体特征值的影响

3.2 灌水历时为 6 h 不同流量对湿润体特征值的影响

3.3 相同滴头流量不同灌水历时对湿润体特征值的影响

3.4 小结

4 单点源地表滴灌湿润体再分布规律

4.1 灌水 4h 结束后湿润体再分布规律研究

4.2 灌水 6h 结束后湿润体再分布规律研究

4.3 相同滴头流量条件下灌水历时对湿润体再分布的影响

4.4 枣树根系与湿润体形状的匹配

4.4 小结

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

在读期间发表的论文

后记