摘要：农田灌溉管理过程中优先流降低水肥利用效率,加剧地下水污染风险。基于碘化钾-淀粉染色示踪试验,分析了地面灌DM、微喷灌WP1(20 mm/h)、微喷灌WP2(40 mm/h)处理下的裂隙优先流特征,验证了基于水量平衡的双域渗透模型的有效性,并采用4组初始体积含水率(0.20、0.25、0.30、0.35 cm^(3)/cm^(3))与5组灌水强度(12.0、24.0、36.0、48.0、60.0mm/h)旋转组合设计进行模拟应用分析。结果表明,WP1、WP2处理整体上水分以均匀的基质流形式入渗;DM处理下的土壤剖面染色区域在垂直方向上可明显划分为基质流区(0~6.9 cm)和优先流区(>6.9 cm)。此外,DM处理下的基质流深度、灌水均匀度显著(P<0.05)小于WP1、WP2处理,而其优先流指数及湿润锋弯曲度均极显著大于(P<0.01)WP1、WP2处理,这表明地面灌可以激活更多的优先流路径,增大优先流发育程度和空间异质性,降低灌水质量。基于水量平衡的双域渗透模型可有效预测不同灌水强度下的基质流深度和土壤剖面染色面积比变化趋势(R2≥0.9276、NSE≥0.8844、RSR≤0.0230),初始体积含水率和灌水强度旋转组合设计模拟结果表明,增加灌水强度或减小初始含水率会增加优先流的程度而降低灌水质量,故建议在农田灌溉管理过程中采用“高频少量”的灌水模式以减少优先流导致的水肥利用效率降低。该研究成果可为农田灌溉决策提供理论依据,其试验数据可为优先流模型优化与验证提供重要的数据支撑。

摘要：为解决目前沼液机兼容性差、集成度低、沼液灌溉浓度不合理等问题,设计了一种集成型沼液水肥一体机,并以白菜为试验材料,在6个不同沼液浓度即0%(CK)、20%(T20)、40%(T40)、60%(T60)、80%(T80)、100%(T100)下比较土壤速效养分、白菜产量品质的差异,优选适宜沼液灌溉浓度。研究结果表明:集成式沼液水肥一体机具有整体性强、智能化水平高和适配性好的优点,基于沼液一体机进行沼液施用有利于增加土壤速效氮、磷、钾含量,且沼液浓度越大、增加幅度越明显,其中T100处理白菜收获后测得的土壤速效氮、磷、钾含量最高,分别为119.7、17.8和171.1 mg/kg;沼液灌溉处理中,以T80和T60产量处于较高水平,地上部分产量分别达到4710和69.9 t/hm~2,两者无显著(p>0.05)差异;沼液施用降低了白菜叶片硝酸盐含量,提升了Vc、可溶性糖含量,不同沼液处理以T60白菜综合品质最优;从产量、产值、品质等角度综合考虑,推荐60%为白菜适宜沼液灌溉浓度。