本项研究试图以土壤水分、溶质运移理论和果树水分生理理论为基础,把渗灌局部湿润条件下果树的根系吸水机制与土壤-果树-大气连续体水分运移动力学模型,渗灌灌水技术要素对灌水均匀度、土壤水肥运移规律与分布形态、水肥利用率影响规律和土壤不同湿润形态对果树根系生长发育、根系吸水模式、主根和茎杆液流、蒸发量、产量的影响规律作为主攻关键,将土壤物理学、果树生理学、农田水利学有机结合来探索渗灌理论,并把上述研究与黄土高原的土壤水分特征结合起来,确定黄土高原果树渗灌的合理灌水技术指标。通过本项研究,可以促进农田水利学、土壤物理学、果树生理学的交叉渗透,促进渗灌理论研究的深入,提出黄土高原果树渗灌的合理灌水技术指标,为黄土高原和其他类似地区发展节水、优质、高效农业服务。
本项研究以确定黄土高原果树地下滴渗灌的合理灌水技术指标为研究目标,以土壤水分、溶质运移理论为基础,确定了简易地下滴灌管出流量随供水压力、孔径的流量公式,建立了二维、三维重力式地下滴灌土壤水分动力学模型,研制了有限元求解程序,能准确分析灌水技术要素对土壤湿润圈和出流量影响。研究了多种土质下地下滴灌的土壤湿润圈和出流量变化,发现重力式地下滴灌对供水压力、孔径、孔距对其湿润圈影响微弱,只需据田块长度和渗水管损失设计孔径和供水压力,并可用较小供水压力;滴灌管埋深、土壤容重、初始含水量对滴孔出流量影响较小,在地下滴灌管道设计时可以不考虑埋深、初始含水量及其空间变异对管道水力计算的影响。在此基础上初步确定了黄土高原不同分区的土壤水分入渗特征和重力式地下滴灌管道设计技术指标。该研究促进了农田水利学、土壤物理学的交叉渗透和渗灌理论研究的深入,提出了黄土高原果树渗灌的合理灌水技术指标,具有一定的理论和工程应用价值。同时还研究了果树茎杆和枝条液流运动规律及其热信号在果树枝条传导的特征,研制出两种低成本果树茎干枝条蒸腾速率热脉冲测定仪,为监测果树的茎杆和枝条蒸腾速率及需水状况提供技术支持。