小型行走式喷雾系统在温室双孢菇灌溉中的应用研究

论文摘要

近几年来,双孢菇在甘肃省武威市温室塑料大棚种植中得到了大面积的推广,仅武威市谢河镇谢河村双孢菇培育基地种植面积约为200亩之多,然而,其灌溉方式仍采用传统固定式喷灌系统,该系统投资小,结构简单,但管道系统封闭性较差,水头损失较大,喷洒不均匀,造成水分利用效率低下,双孢菇不能达到高产目的。本试验研究采用自行设计的小型行走式喷雾系统与当地传统固定式喷雾系统,以双孢菇为研究对象,针对石羊河流域武威谢河镇山水灌区温室塑料大棚双孢菇喷灌技术现状及存在的问题,以双孢菇高产节水为目标,以温室塑料大棚试验为基础,以提高产量增加经济效益为目的,以常规的固定式喷灌形式为对照,以连续动态测定双孢菇基料及土壤温度、土壤水分和总产量等指标为重点,系统比较在相同灌水定额条件下,小型行走式喷灌系统土壤温湿度、喷洒均匀度等特征及其对双孢菇产量的影响,并分析产量及水分利用效率。通过两种系统水头损失的水力计算,并分析比较这两种喷雾系统对温室塑料大棚内双孢菇灌溉喷洒均匀度、土壤含水量、双孢菇产量等因子的变化关系,结果表明,小型行走式喷雾系统对温室塑料大棚双孢菇土壤含水量、喷洒均匀度、双孢菇产量都有积极的影响。小型行走式喷雾系统喷洒均匀度系数≥84%,传统的固定式喷灌系统喷洒均匀度系数小于75%。两者相比,小型行走式喷雾系统喷洒更均匀,水分入渗更均匀,更有利于双孢菇的生长,对节约用水量及提高双孢菇的产量都有重要的意义。通过供水管道水头损失计算得出:传统固定式喷雾系统水头损失之和为1.455m,而小型行走式喷雾系统水头损失总和仅为0.752m,近乎传统固定式喷雾系统的水头损失的1/2,由此可知小型行走式喷雾系统在节水节能方面明显优于传统固定式喷雾系统。在一个灌水周期内,小型行走式喷雾系统灌溉在土层18cm、28cm、38cm、48cm处的土壤含水量均明显高于对照传统固定式喷灌系统灌溉的土壤含水量,同一土层深度的土壤含水量在灌水之后,随着时间的变化,土壤含水量随时间逐渐呈下降趋势。小型行走式喷雾系统尤其对18cm土层深度处土壤含水量影响显著。在本试验双孢菇生长期内,小型行走式喷雾系统灌溉的温室塑料大棚双孢菇总产量提高了28.18%。在培养基料用量相同、灌溉定额等相同条件下,温室双孢菇小型行走式喷雾系统比传统固定式喷雾系统灌溉增加收益32%。与传统的固定式喷灌系统相比,小型行走式喷雾系统具有操作简单、维修方便、整体系统重量小、轻巧、便捷等特点。此外,小型行走式喷灌机适于在温室内进行机械化作业,能根据温室内所种植物的不同生长习性及生理特点,通过调节喷杆的高度,适用于喷灌植株较矮的多种设施农作物,具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 第一章 文献综述
• 1.1 水资源概况
• 1.1.1 国外水资源在农业方面的利用综述
• 1.1.2 国内水资源在农业方面的研究动态
• 1.2 西北水资源的特点
• 1.2.1 西北地区发展节水农业的重要性
• 1.2.2 水资源在西北地区具有极端重要性
• 1.2.3 西北地区发展节水农业战略意义
• 1.3 设施农业灌溉系统研究综述
• 1.3.1 国外设施农业灌溉系统研究概述
• 1.3.2 国内设施农业灌溉系统研究进展
• 1.4 双孢菇的栽培历史及植物学特性
• 1.4.1 双孢菇的植物学特性
• 1.4.2 双孢菇的栽培历史
• 第二章 试验设计、材料和方法
• 2.1 试验地概况
• 2.1.1 试验地地理位置、气候条件概述
• 2.1.2 试验地流域概况
• 2.2 试验设计
• 2.2.1 温室结构
• 2.2.2 供试作物
• 2.2.3 技术路线
• 2.2.4 试验材料
• 2.2.5 试验设计
• 2.2.6 试验方法
• 2.2.7 测定项目及方法
• 第三章 小型行走式喷雾系统的设计与制作
• 3.1 课题的研究背景
• 3.2 总体设计思路
• 3.3 小型行走式喷雾系统的组成及原理
• 3.3.1 小型行走式喷雾系统的组成
• 3.3.1.1 移动系统
• 3.3.1.2 供水系统
• 3.3.1.3 电气控制系统
• 3.3.2 小型行走式喷雾系统的工作原理
• 3.3.3 喷杆及喷头的安置
• 第四章 管道水力计算
• 4.1 干管沿程水头损失计算
• 4.2 管道的局部水头损失计算
• 4.3 管道的总水头损失计算
• 第五章 喷洒均匀度及温室土壤水分分析
• 5.1 喷灌均匀度分析
• 5.1.1 喷灌均匀度的概念
• 5.1.2 喷灌均匀度的表示方法
• 5.1.3 喷灌均匀度分析
• 5.2 温室土壤水分分析
• 5.2.1 灌水周期内土壤水分变化
• 5.2.2 土壤水分垂直运移分析
• 5.2.3 同一深度土壤水分分析
• 第六章 两种喷灌系统下双孢菇产量及经济效益分析
• 6.1 两种喷雾系统设备及材料投资分析
• 6.2 人工投入分析
• 6.3 产量分析
• 6.4 经济效益综合分析
• 6.4.1 直接经济效益
• 6.4.2 间接经济效益
• 第七章 结论与讨论
• 7.1 主要结论
• 7.1.1 水头损失对喷洒均匀度的影响
• 7.1.2 喷洒均匀度
• 7.1.3 喷灌条件下温室土壤水分的变化
• 7.1.4 对温室双孢菇产量的影响
• 7.1.5 小型行走式喷灌系统的优越性
• 7.2 问题讨论
• 7.2.1 喷灌均匀度的影响因素
• 7.2.2 温度等其他因子对土壤水分的影响
• 7.2.3 不同灌溉定额对双孢菇产量的影响
• 7.3 设备改进建议
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 导师简介