微孔陶瓷根灌技术研究与应用

本书针对地下滴灌技术运行成本高，受根系人侵和负压吸泥易造成系统堵塞等问题，受到古代陶罐灌溉启发，提出利用微孔陶瓷材料制备灌水器的科学构想。全书着重阐述微孔陶瓷灌水器材料配方与制备工艺，研究了肥料、泥沙单独作用及耦合作用对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响，揭示了微孔陶瓷灌水器在土壤中的出流机理，开发了具有节能、环保和自适应灌溉特点的微孔陶瓷根灌技术，提出了技术应用参数确定方法，通过盆栽试验与大田试验对其应用效果进行了验证与评价，为该技术的应用与推广提供了一定的参考。本书可供农业水土工程等相关专业的科研人员和工程技术人员参考，也可作为高校相关专业师生的参考书。

前言
第1章绪论1
1.1研究目的与意义1
1.2研究现状及存在问题2
1.2.1地下灌溉研究进展2
1.2.2陶罐灌溉研究进展10
1.2.3灌水器堵塞研究现状14
1.2.4现有研究中存在的问题17
1.3本书主要内容18
参考文献19
第2章微孔陶瓷灌水器制备31
2.1微孔陶瓷灌水器材料配方31
2.1.1黏土基微孔陶瓷材料配方31
2.1.2砂基微孔陶瓷材料配方43
2.2微孔陶瓷灌水器结构设计与水力性能52
2.2.1旁通式微孔陶瓷灌水器53
2.2.2管间式微孔陶瓷灌水器58
2.2.3微孔陶瓷贴片式滴灌管61
参考文献63
第3章微孔陶瓷灌水器抗堵塞性能65
3.1泥沙对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响65
3.1.1材料与方法65
3.1.2泥沙对灌水器平均相对流量的影响68
3.1.3泥沙对沉积物分布及微观形态的影响69
3.1.4不同黏粒含量浑水条件下沉积物成分分析71
3.1.5冲洗对微孔陶瓷灌水器出流的影响72
3.2肥料类型对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响74
3.2.1材料与方法74
3.2.2肥料类型对灌水器平均相对流量的影响75
3.2.3肥料类型对沉积物分布及微观形态的影响76
3.2.4不同肥料类型条件下沉积物成分分析79
3.2.5微孔陶瓷灌水器对灌溉前后肥水质量分数的影响80
3.2.6冲洗对微孔陶瓷灌水器出流的影响80
3.3肥沙耦合对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响82
3.3.1材料与方法82
3.3.2肥沙耦合对灌水器平均相对流量的影响83
3.3.3肥沙耦合条件下沉积物的分布及微观形态84
3.3.4肥沙耦合条件下沉积物成分分析86
3.3.5冲洗对微孔陶瓷灌水器出流的影响87
参考文献89
第4章微孔陶瓷灌水器出流机理91
4.1微孔陶瓷灌水器与地下滴灌带出流特性对比91
4.1.1材料与方法91
4.1.2累计入渗量和流量随时间变化93
4.1.3湿润锋运移距离变化94
4.1.4湿润体形状与面积变化96
4.1.5土壤含水率变化97
4.2无压条件下微孔陶瓷灌水器出流特性99
4.2.1理论模型99
4.2.2模型验证101
4.3微压条件下微孔陶瓷灌水器出流特性107
4.3.1理论模型107
4.3.2模型验证110
参考文献116
第5章微孔陶瓷根灌土壤水分运动规律118
5.1土壤初始含水率对微孔陶瓷根灌入渗特性的影响118
5.1.1材料与方法118
5.1.2土壤初始含水率对累计入渗量的影响119
5.1.3土壤初始含水率对湿润锋运移距离的影响122
5.1.4土壤含水率随时间的变化125
5.2灌水器埋深对微孔陶瓷根灌入渗特性的影响126
5.2.1材料与方法126
5.2.2埋深对灌水器流量的影响127
5.2.3埋深对累计入渗量的影响129
5.2.4埋深对湿润锋运移距离的影响131
5.2.5埋深对土壤含水率的影响134
5.3大气蒸发力对微孔陶瓷根灌入渗特性的影响134
5.3.1材料与方法134
5.3.2土壤蒸发强度随时间的变化136
5.3.3微孔陶瓷灌水器流量随时间的变化137
5.3.4累计入渗量随时间的变化138
5.3.5土壤含水率随时间的变化140
参考文献141
第6章微孔陶瓷根灌技术参数确定142
6.1微孔陶瓷根灌土壤水分运动模型142
6.1.1点源灌溉条件下土壤水分运动模型142
6.1.2线源灌溉条件下土壤水分运动模型149
6.2微孔陶瓷根灌土壤水分运动特性154
6.2.1点源灌溉条件下土壤水分运动特性156
6.2.2线源灌溉条件下土壤水分运动特性160
6.3微孔陶瓷灌水器技术参数确定165
6.3.1针对林果作物的微孔陶瓷灌水器技术参数确定165
6.3.2针对蔬菜作物的微孔陶瓷灌水器技术参数确定168
参考文献169
第7章微孔陶瓷根灌田间应用172
7.1盆栽菠菜172
7.1.1材料与方法172
7.1.2土壤含水率的变化174
7.1.3流量和灌水量的变化176
7.1.4菠菜生长指标的变化177
7.1.5净光合速率的变化178
7.1.6菠菜产量及水分利用效率变化179
7.2大田枸杞试验一180
7.2.1材料与方法180
7.2.2土壤含水率的变化182
7.2.3枸杞株高的变化183
7.2.4枸杞产量与耗水特征的变化184
7.3大田枸杞试验二185
7.3.1材料与方法185
7.3.2土壤含水率的变化189
7.3.3枸杞生长指标的变化190
7.3.4枸杞净光合速率的变化191
7.3.5枸杞产量的变化192
参考文献193
附录195