何振嘉，范王濤，杜宜春，潘岱立

·專題論壇·

涌泉根灌節(jié)水灌溉技術(shù)特點、應用及展望

何振嘉1，范王濤1，杜宜春1，潘岱立2

（1.陜西省土地工程建設集團有限責任公司，西安 710075；2.中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085）

涌泉根灌是一種可以直接將水肥輸送到作物根區(qū)進行局部灌溉的地下微灌技術(shù)，由于克服了其他微灌技術(shù)灌水器易堵塞、毛管易老化、對果林樹灌水效率低等缺點，是一種節(jié)水、省工且水肥利用效率高的灌溉技術(shù)，在中國果樹節(jié)水灌溉領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。該研究從涌泉根灌技術(shù)在節(jié)水灌溉技術(shù)應用中的特色出發(fā)，介紹了涌泉灌溉技術(shù)結(jié)構(gòu)特點、工作原理、灌溉方式、布置形式、水力性能以及投入成本與運行管理等方面的特點，分析了涌泉根灌與傳統(tǒng)微灌相比表現(xiàn)出的優(yōu)勢，探討了該技術(shù)在田間水分利用、土壤水氮運移以及對作物生長發(fā)育和產(chǎn)量影響等方面的應用效果和研究進展，在總結(jié)對比前期研究取得進展基礎上，提出了涌泉根灌技術(shù)存在田間試驗單一、研究周期不連續(xù)、施肥條件下相關(guān)研究不足以及灌水器性能需改善等方面的問題，同時針對涌泉根灌技術(shù)存在的問題，明確了涌泉根灌灌水技術(shù)在灌水器性能改進、典型果樹灌溉制度優(yōu)化、土壤水氮運移與利用以及信息化與自動化管理等方面需進一步研究的方向，對于進一步完善涌泉根灌節(jié)水灌溉技術(shù)利用具有一定借鑒意義。

灌溉；氮；土壤；涌泉根灌；研究進展；展望

0 引 言

中國是水資源消費大國，全國總水量和人均水資源占有量均不到世界平均水平，尤其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水資源供需矛盾十分嚴峻[1-3]。雖然中國已經(jīng)發(fā)展、推廣并應用了部分現(xiàn)代化節(jié)水灌溉技術(shù)，取得了一定成效，但總體來看，中國目前仍處在發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)的階段，節(jié)水灌溉因缺乏足夠的經(jīng)濟支撐能力和技術(shù)支持手段尚未在全域內(nèi)進行普及使用[4-6]。節(jié)水工作的重點和難點主要在于有效地減少輸水過程損耗和降低棵間蒸發(fā)量，因此，如何將這2個方面的灌水技術(shù)要素相結(jié)合將是節(jié)水灌溉工作的重點。涌泉根灌技術(shù)是一種通過將灌水器埋設于不同土層深度處進行地下局部灌溉的節(jié)水灌水技術(shù)，該技術(shù)首先使用于果樹灌溉，果樹根系分布深度較大，利用涌泉根灌技術(shù)可使灌水直接進入土壤深處，并能直接作用于果樹根系，由于從地下開始進行水分入滲，較原有滴灌方式在很大程度上降低了灌溉過程中的水分消耗和地面蒸發(fā)損失[7-9]。涌泉根灌灌水器內(nèi)部設置了不同形式的過水流道，因此提高了對流量控制的精度，此外，由于灌水器外部設置了保護套管，避免了滴頭出現(xiàn)堵塞問題，不僅制作材料和方法較為簡單，使用壽命也獲得較大提升，較滴灌具有更顯著的優(yōu)勢[10-13]。另外可根據(jù)果樹不同的種植密度和不同類別果樹根系分布情況，通過調(diào)整灌水器埋設間距和埋設深度以提高其使用效率，具有很強的操作靈活性[14-16]。一般而言，各種灌水技術(shù)條件下潤體的大小與形狀對果樹生長影響較大，因此對濕潤體點源入滲的研究是涌泉根灌技術(shù)要素研究的基礎，國外學者對滴灌條件下點源入滲濕潤體特性以及水分入滲方面進行了較多研究。Ben-Asher等[17]研究了滴灌條件下濕潤半徑與時間關(guān)系表達式并進行模擬檢驗，由于在試驗設計時忽略了重力向的影響作用，在大流量長時間灌溉條件下的模擬值與實測值有較大偏差；Patel 等[18]對滴灌條件下作物根區(qū)濕潤體進行了研究，揭示了滴灌土壤水分運移機理；Kohn等[19-20]通過灌水器地埋試驗，研究結(jié)果表明將灌水器埋于地下可顯著降低水分損耗，提高灌水利用效率；Cote等[21-25]利用Hydrus模型對滴灌條件下水分運移情況進行了模擬，研究表明土壤質(zhì)地和灌水量對濕潤體形狀有較大影響；Skaggs等[26]通過數(shù)值模擬，模擬了不同初始含水率、不同土壤質(zhì)地條件對滴灌水分運移的影響，結(jié)果表明濕潤鋒運移和濕潤體內(nèi)部水分分布受土壤質(zhì)地及土壤初始含水率影響較大。國內(nèi)部分學者對涌泉根灌對濕潤體水分入滲和氮素運移等方面做了一些工作，對于山地果樹灌溉，涌泉根灌較傳統(tǒng)微灌方式表現(xiàn)出了更佳的水肥利用效率[27-28]。但可以看到的是，該技術(shù)的推廣和應用也具有一定的局限性，本文從涌泉根灌技術(shù)在節(jié)水灌溉技術(shù)應用中的特色出發(fā)，介紹了涌泉灌溉技術(shù)結(jié)構(gòu)特點、工作原理、灌溉方式、布置形式、水力性能以及投入成本與運行管理等方面的特點，分析了涌泉根灌與傳統(tǒng)微灌之間的優(yōu)勢，探討了該技術(shù)在田間水分利用、土壤水氮運移以及對作物產(chǎn)量影響等，在總結(jié)對比前期研究取得進展基礎上，提出以往研究存在的不足并對該技術(shù)未來發(fā)展做出展望。

1 涌泉根灌技術(shù)提出背景及特點

1.1 涌泉根灌技術(shù)的提出背景

一般而言，果樹相較于其他糧食作物具有顯著的經(jīng)濟效益，雖然前期投入成本較高，且隨著土壤熟化程度和田間管理程度的不斷提高，后續(xù)投入逐年降低，而收益量將逐年增大，因此做好果樹田間水肥管理是確保其保質(zhì)增產(chǎn)的必要手段。相較于傳統(tǒng)漫灌，中國目前在果樹灌溉中推行的節(jié)水效果較好的灌溉技術(shù)主要有：地表滴灌[29-31]、地下滴灌[32-34]、微噴灌[35-37]、涌泉灌[38-39]和地下滲灌[40-41]等，但此類微灌方式在果樹灌溉尤其是山地果樹灌溉的應用中均存在一定的局限性。灌水器是微灌系統(tǒng)的核心，灌水器設計壓力、流量和質(zhì)量好壞直接關(guān)系微灌系統(tǒng)的設計、投資成本、灌水均勻度、系統(tǒng)使用壽命、灌水質(zhì)量和作物增產(chǎn)效果。由于果樹根系分布較深，地表滴灌需消耗大量水分才可入滲到根區(qū)，輸水損耗較大，且鋪設于地表的毛管易老化，既不利于節(jié)水，又會增加投入成本，且嚴重影響耕作。此外，滴灌系統(tǒng)出流量過小，滴頭易被土壤顆粒堵塞，由于經(jīng)濟林作物對果實品質(zhì)要求較高，小流量高頻率的灌溉方式不宜使用；地下滴灌雖然降低了輸水過程中的水分損耗，但由于滴頭埋設于地下，存在嚴重的堵塞風險，且堵塞后不易被發(fā)現(xiàn)、管理和維修；微噴灌也是目前廣泛應用的節(jié)水灌溉技術(shù)，但黃土臺塬區(qū)和丘陵溝壑區(qū)風蝕程度較大且蒸發(fā)漂移損失較大，不利于節(jié)水灌溉的推行；涌泉灌具有地面水分損失過大以及灌水均勻度較差等問題；而地下滲灌同樣存在滲水孔易堵塞、維修管理困難且工程壽命較短等問題。

1.2 涌泉根灌溉技術(shù)的特點

涌泉根灌技術(shù)是吳普特等[42]針對中國陜北山地矮化密植棗樹在滴灌的基礎上提出的一種灌溉技術(shù)，該技術(shù)將全部輸水管網(wǎng)和灌水器埋設于地下，水肥可直接輸送至作物根區(qū)進行灌溉，在很大程度上降低了黃土高原地區(qū)地表灌溉時產(chǎn)生的土壤水分蒸發(fā)損失，克服了地上微灌和地下滲灌的缺點，實現(xiàn)了由灌溉土壤到灌溉作物的根本轉(zhuǎn)變。涌泉根灌灌溉系統(tǒng)由灌水器和灌水器套管組成，灌水器結(jié)構(gòu)和灌水器剖面見圖1。涌泉根灌灌水器由灌水器內(nèi)芯、過水流道以及外殼組成，灌水器內(nèi)芯外壁布滿過水流道，高一般為30 cm，外徑4 cm，可根據(jù)棗樹根系分布情況進行不同埋深的設置，灌水器與配套套筒管過螺口直接安裝或拆卸，配套套管為PVC材料，壁厚2 mm，內(nèi)徑4 cm，外徑4.2 cm；涌泉根灌灌水器一般采用迷宮式流道，且流道較長，過水斷面大（最小流道寬度2 mm），不易產(chǎn)生堵塞問題，在實際使用過程中，為防止土壤中顆粒進入灌水器產(chǎn)生堵塞，可在灌水器套管進行一定程度的開孔，開孔部分可采取紗布包裹。由于灌水器和套管是2個獨立的部件，即使產(chǎn)生堵塞，也可經(jīng)過簡單拆卸對內(nèi)部灌水器進行修理或更換，而不影響地埋輸水管網(wǎng)系統(tǒng)。涌泉根灌灌水器流道較寬、流量較大，10 m工作壓力時出流量可達到6～8 L/h，灌水器流態(tài)指數(shù)為0.52，紊流效果較好，且具有壓力補償性能，流量系數(shù)5.3，水力性能良好，制造流量偏差系數(shù)小于0.05，按照美國農(nóng)業(yè)工程師協(xié)會（ASAE）標準，屬于優(yōu)等灌水器。

圖1 涌泉根灌灌水器結(jié)構(gòu)及剖面示意圖

涌泉根灌工作原理為通過在毛管上安裝直徑為4 mm的微管，然后將微管插入到埋設于土壤中的涌泉根灌水流進水口中，為保證灌水順利輸送至灌水器內(nèi)部，安裝時要確保進水口一端與地面持平或高于地面1～2 cm，由于灌水器被包圍在比其直徑稍大的套管內(nèi)，灌水在流道中經(jīng)過消能從出水口流出，再經(jīng)由套管以面源出流的方式導入土壤進行灌溉。一般而言，灌水器有1個出水口，灌水通過流道后，由出水口灌至土壤，且出水口位于內(nèi)芯內(nèi)側(cè)，避免了出水口與土壤直接接觸。在灌水器頂端設置有通氣溢流口，與進水口隔絕，僅與內(nèi)芯空心內(nèi)側(cè)連通。當土壤入滲流量大于灌水流量時，溢流口水管僅為通氣使用，而土壤中的水分飽和后，水流會通過灌水器與套管之間的空隙經(jīng)由溢流口導往另一個濕潤區(qū)，繼續(xù)進行灌溉。

涌泉根灌灌水器制作方法簡單，材料價格低廉。與其他微灌方式相比，采用涌泉根灌每公頃投資能夠減少2.67～3.33元。微灌技術(shù)整體造價較高，尤其在灌水器和管道系統(tǒng)的成本較大，因此不合理的布置方式也會造成材料浪費和投入成本增大，同時也造成水資源浪費，影響節(jié)水增產(chǎn)效果。而涌泉根灌灌水器出流量大，根據(jù)棗樹灌溉定額，2個灌水器的布置方式即可滿足單株棗樹單次灌水需求，朱德蘭等研發(fā)的壓力補償式流道使1棵棗樹只需配備1個灌水器即可滿足灌溉，極大降低投入成本。吳普特等[43]進行了不同灌水方式產(chǎn)出效率方面的研究，結(jié)果表明，涌泉根灌較滴灌年運行成本可降低2 030 元/hm2，但凈收入增加了2 480 元/hm2，較滴灌單位水量產(chǎn)值提高3.3元/m3。由于其全部輸水管網(wǎng)和灌水器均埋設于地下，因此對地面耕作影響較小，有利于田間管理，且能通過抑制土壤蒸發(fā)改善土壤水分狀況，有效防止土壤板結(jié)和龜裂。圖2為涌泉根灌系統(tǒng)示意圖。

圖2 涌泉根灌系統(tǒng)示意圖

涌泉根灌技術(shù)可根據(jù)果樹作物對水肥的需求程度，按適宜的水肥配比將其通過微管連接的灌水器直接輸送于果樹根部，既克服了輸水過程中水分損耗、降低了地面蒸發(fā)量，又極大地緩解了灌水器堵塞問題和提升了灌水器使用壽命，使毛管的使用壽命由原來的5～8 a提高至現(xiàn)在的20 a，較微灌系統(tǒng)的使用壽命提高6～20 a，此外，可減少10%～20%無效蒸發(fā)和灌溉損失，較滴灌增產(chǎn)達76%，肥效提高28%。因此，與上述先進微灌技術(shù)相比，涌泉根灌灌水技術(shù)具有出流量大、抗堵性能較好、灌水均勻度高、制作成本低、增產(chǎn)、節(jié)水節(jié)肥效果較好以及適應起伏地形和便于田間管理等特點。

目前對于涌泉根灌的研究尚處于初級階段，且僅國內(nèi)部分學者在涌泉根灌水分入滲、土壤水氮運移以及對果樹產(chǎn)量等方面進行了研究，國外尚未見到有關(guān)涌泉根灌相關(guān)研究文獻。由于此項技術(shù)也適宜坡地果樹灌溉，在中國黃土臺塬區(qū)和丘陵溝壑區(qū)均具有廣闊的推廣前景，因此，基于涌泉根灌開展進一步深入的研究工作具有十分重要的科研價值和生產(chǎn)實際意義。

2 涌泉根灌技術(shù)應用成效

2.1 涌泉根灌技術(shù)對土壤水分的影響

土壤水分對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的影響，土壤中水分變化與灌溉程度、作物水分消耗、蒸騰強度等因素息息相關(guān)，因此對于土壤水分變化的影響是研究灌溉技術(shù)效果的重要基礎。大量研究表明，涌泉根灌灌水方式對土壤水分運動具有顯著影響。牛文全等[44]設置了5個土壤初始含水率梯度，通過室內(nèi)土箱試驗研究了初始含水率對涌泉根灌土壤水分擴散的影響，結(jié)果表明，土壤初始含水率對涌泉根灌形成的濕潤體形狀并無顯著影響，但土壤初始含水率越大，形成的濕潤體體積越大。李耀剛等[45]研究了不同流量條件對涌泉根灌土壤水分入滲的影響，研究發(fā)現(xiàn)，流量越大，濕潤體內(nèi)形成的高含水區(qū)域越大，但濕潤體內(nèi)水分分布的均勻度卻會有一定程度的降低。張智韜等[46]探究了土壤容重、初始含水率、灌水器埋深等因素對涌泉根灌濕潤體土壤水分入滲的影響并建立了相關(guān)數(shù)學模型，結(jié)果表明，土壤水分入滲速率與土壤容重呈負相關(guān)關(guān)系，與土壤初始含水率呈正相關(guān)關(guān)系，與灌水器埋深關(guān)系不顯著。葉勝蘭等[47]研究了不同流量對涌泉根灌濕潤體特征值和土壤水分變化的影響，結(jié)果表明，濕潤鋒運移速率與灌水器流量呈正相關(guān)關(guān)系，且重力勢對土壤水分分布運移起主導作用。何振嘉等[48]研究了灌水器流量對涌泉根灌濕潤體的影響，結(jié)果表明，濕潤體形狀為橢球體，濕潤鋒運移規(guī)律符合冪函數(shù)關(guān)系，流量越大，濕潤鋒運移擴散距離越大。劉風華等[49]研究了紅壤區(qū)土壤容重對涌泉根灌水分入滲的影響，結(jié)果表明，土壤容重與水分入滲影響顯著，并與入滲率、濕潤鋒運移速率、累積入滲量均表現(xiàn)為顯著的負相關(guān)關(guān)系。費良軍等[50]研究了不同流量對涌泉根灌濕潤體特征值和水分入滲的影響，研究表明，濕潤鋒運移變化規(guī)律符合時間尺度上的冪函數(shù)關(guān)系，且隨流量的增大而增大。通過上述研究表明，流量越大越有利于濕潤鋒的運移和濕潤體高含水區(qū)域體積的增加，土壤初始含水率越高，形成的濕潤體體積越大，但土壤容重越大，越不利于濕潤鋒運移和濕潤體體積的增大，因此涌泉根灌灌水技術(shù)較為適宜土壤初始含水率較高、土壤容重較小的區(qū)域，且通過選擇流量大的灌水器可有效提高其灌水效果。劉顯等[51]研究了不同灌水器間距條件下，雙點源入滲對涌泉根灌濕潤鋒運移的影響，結(jié)果表明灌水器間距與濕潤鋒運移距離和濕潤體體積均表現(xiàn)為顯著的正相關(guān)關(guān)系，而與交匯面濕潤深度呈負相關(guān)關(guān)系。吳恒卿等[52]設置了不同灌水器流量和灌水器間距對涌泉根灌水分入滲運移影響試驗，結(jié)果表明，雙點源布設方式對濕潤鋒運移和水分入滲均具有顯著影響，灌水器流量越大，濕潤體表層土壤含水率越高，而深層土壤含水率越低。由于棗樹灌溉定額為灌水量80 L，理論上需布置1~4個灌水器才能滿足其灌溉需求，通過涌泉根灌灌水器工程布置情況的研究來看，1棵棗樹布設2個灌水器灌水效果較好，即可滿足棗樹單次灌水需求，這與張陸軍等[8]研究結(jié)果相一致。同時，部分學者對涌泉根灌水分運動情況進行了數(shù)學模擬，也取得了一定成果，尤其是利用HYDRUS軟件的相關(guān)研究較多。李耀剛等[53]利用HYDRUS-3D軟件對涌泉根灌柱狀出流邊界入滲模型進行了求解，研究結(jié)果表明，水分運移速率與流量呈負相關(guān)關(guān)系，而灌水器套管開孔區(qū)長度變化對濕潤體形狀、大小影響不顯著，但顯著影響土壤濕潤體內(nèi)水分分布。李耀剛等[54]利用HYDRUS3D軟件對涌泉根灌水分入滲三維模型進行求解，結(jié)果表明，HYDRUS軟件模擬與實測值的相對誤差不超過12%，同一入滲深度處，灌水器流量與濕潤鋒運移速率、土壤含水率呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。樊向陽等[55]利用Hydrus-3D模型模擬涌泉根灌土壤水分入滲過程并與實際情況對比，結(jié)果表明，Hydrus-3D模型精度較高，可用來進行土壤水分運動過程的模擬，同時給出了最優(yōu)雙點源布設間距和埋深。通過數(shù)值模擬，能夠根據(jù)土壤條件，快速、準確地推算出最優(yōu)灌水器流量以及灌水量等技術(shù)要素，有利于田間灌水效率的提高。由于地下滴灌系統(tǒng)布置的對稱性，灌水器滴頭沿毛管排列緊密，每個滴頭形成的飽和區(qū)很快會重迭，可簡化成線源沿垂直毛管和深度方向的二維水分運動，雖然涌泉根灌灌水方式符合土壤中點源入滲過程，但由于涌泉根灌套管與土壤接觸面積較大而形成較大的出流界面，水分在土壤中的入滲方程呈典型的三維面源出流入滲，與地下滴灌、滲灌等微灌技術(shù)差異較大[45]，因此，地下滴灌等微灌技術(shù)相關(guān)土壤水分運移研究成果并不完全適應于涌泉根灌。

2.2 涌泉根灌技術(shù)對土壤水氮運移特性的影響

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，氮肥施用量急劇增加，但由于施肥方式和灌溉措施不當，導致氮素通過揮發(fā)、地表徑流和深層滲漏等方式進入地下水系統(tǒng)，既造成了氮素使用效率降低、農(nóng)田養(yǎng)分大量流失，又對空氣和水環(huán)境造成嚴重污染，此外還影響了食物的生物學品質(zhì)。在目前實際生產(chǎn)中的傳統(tǒng)地面灌溉、一些節(jié)水灌溉技術(shù)如噴灌、微灌等，均為結(jié)合灌溉進行施肥，大量研究圍繞灌溉水在田間分布情況開展，而肥料尤其是氮素在農(nóng)田分布情況和有效性情況研究較少，且現(xiàn)有的研究多集中于小麥、玉米等糧食作物。基于此，大量學者對涌泉根灌在施肥條件下的灌水技術(shù)要素和水氮運移特性進行了相關(guān)研究，豐富了涌泉根灌技術(shù)在水肥條件下的綜合評價內(nèi)容。劉顯等[56]設置了4種不同肥液濃度的涌泉根灌室內(nèi)土箱入滲試驗，研究結(jié)果表明，濕潤體內(nèi)部相同位置處土壤含水率、NH4+-N和NO3--N含量均隨肥液濃度的增大而增加，同時發(fā)現(xiàn)了NO3--N易伴隨水分的運移而流失的現(xiàn)象。何振嘉等[57-58]在原狀土上進行了涌泉根灌肥液入滲試驗，結(jié)果表明涌肥液質(zhì)量濃度對涌泉根灌入滲能力、同一位置處土壤含水率、NH4+-N和NO3--N均隨肥液質(zhì)量濃度增大而增大，形成濕潤體體積越大，而相同深度處，土壤含水率也與肥液濃度呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，并表現(xiàn)為表層低、中層高、底層低的分布特征。由于肥液入滲過程中，代表毛管孔隙持水能力達到最大，剩下的為非毛管孔隙，而非毛管孔隙的大小決定土壤通氣透水能力，土壤已達到接近飽和或已經(jīng)飽和的狀態(tài)，入滲量隨時間基本呈線性分布，由于尿素溶液中帶負電荷的土壤膠體被肥液中帶正電荷的銨根離子和鈣離子所中和，肥液中的鈣離子把土壤膠體中的鈉離子進行了置換，各個膠體之間產(chǎn)生吸引，有效改善了土壤團聚體的分布，特別是非毛管孔隙中的水穩(wěn)性團聚體，孔隙中形成較好的通氣透水能力，因此入滲率提高，導致相應時間段內(nèi)的累積入滲量增加，肥液濃度越大，肥液中的正電荷越多，進而與帶負電荷的土壤膠體中和幅度越大，相應產(chǎn)生的土壤團聚體越大，對肥液入滲的促進效果越顯著，故而造成在同一時刻各濕鋒運移距離隨肥液濃度的增大而增大現(xiàn)象。入滲肥液濃度越大對涌泉根灌濕潤體累積入滲量和濕潤鋒運移距離的增加效果越顯著。結(jié)合費良軍等[59]研究來看，當肥液濃度為41.7 g/L時，棗樹根系對水分的吸收效果最好，而肥液濃度為33.3 g/L時氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化率最高。因此，在確定涌泉根灌水肥耦合制度時，應適當減少肥液濃度的施加以提高銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化率，促進作物更好地進行水肥吸收。何振嘉[60-61]通過涌泉根灌不同灌水器埋深肥液入滲試驗，發(fā)現(xiàn)了累積入滲量與Kostiakov模型存在顯著的相關(guān)性，灌水器埋深越大，表層土壤含水率則越低，濕潤鋒運移距離越小，灌水結(jié)束時，土壤NH4+-N含量出現(xiàn)的峰值越低，有利于減小地表水分蒸發(fā)和養(yǎng)分流失。距灌水器中心越遠，氮素含量越低，而隨著再分布時間的延長，NH4+-N含量在反硝化作用的影響下逐漸升高，NO3--N含量則表現(xiàn)出降低趨勢，這與費良軍等[59]研究結(jié)論一致。由于土壤膠體對銨態(tài)氮有吸附性，銨態(tài)氮的最大值均出現(xiàn)在灌水器埋深處，土層越深，土壤越密實，孔隙度越小，通過形成厭氧環(huán)境促進反硝化作用的進行。劉顯等[62]和李曉等[63]分別研究了不同初始土壤含水率和不同灌水器流量對涌泉根灌肥液入滲氮素分布和水氮運移特性的影響，結(jié)果表明，濕潤體體積與土壤初始含水率呈正相關(guān)關(guān)系，初始含水率越大，濕潤體內(nèi)水分、NH4+-N和NO3--N的分布范圍越大。同一土層深度處氮素含量與灌水器流量呈正相關(guān)關(guān)系，水分運動對NH4+-N含量的分布及運移不顯著，對NO3--N含量的分布及運移較顯著，這與何振嘉等[64]研究結(jié)果一致，此外，在研究中還發(fā)現(xiàn)，在一定濃度范圍內(nèi)，單位含水率的變化可引起肥液濃度變化，并推導出了濕潤體內(nèi)土壤含水率和NH4+-N濃度分布的數(shù)學模型，可通過模型較為精確地估算不同位置處土壤含水率及NH4+-N含量。基于上述研究，涌泉根灌條件下水肥共施需要充分考慮肥液濃度、流量、灌水器埋深以及不同初始含水率對土壤氮素運移效果的影響，由于上述研究尚未考慮土壤微生物環(huán)境、土壤溫度等條件等對氮素轉(zhuǎn)化過程的影響，因此相關(guān)研究尚需進一步試驗驗證。

2.3 涌泉根灌技術(shù)對作物水分利用和產(chǎn)量的影響

作物水分利用效率是衡量作物產(chǎn)量與用水量關(guān)系的重要指標，節(jié)水農(nóng)業(yè)的目的即通過提高水分利用效率來降低水分消耗，同時獲得高產(chǎn)的目標。眾多學者通過控制外部條件來降低水分消耗以達到節(jié)水灌溉的目的，如非充分灌溉和調(diào)虧灌溉等節(jié)水方式的應用，以及結(jié)合保護性耕作節(jié)水型農(nóng)藝的發(fā)展，如利用秸稈、地膜覆蓋或其他保墑覆蓋等措施的應用。大量研究表明，相較于其他節(jié)水灌溉方式，涌泉根灌表現(xiàn)出了更佳的節(jié)水增產(chǎn)效果，車銀偉等[27]研究了不同灌水定額對涌泉根灌棗樹產(chǎn)量和水分利用的影響，結(jié)果表明，涌泉根灌相較于滴灌和管灌，對棗樹生理指標具有更顯著的促進作用，但灌溉水利用效率與灌水定額呈負相關(guān)關(guān)系，這與何振嘉等[65]研究結(jié)果一致，此外，研究也表明涌泉根灌棗樹土壤含水率與灌水定額呈正相關(guān)關(guān)系，且對30～60 cm土層深度范圍內(nèi)土壤含水率有較大影響，灌水定額為135 m3/hm2時的水分利用效率最高，而果實膨大期灌水能顯著提高棗樹產(chǎn)量。強敏敏等[66]研究了調(diào)虧灌溉對涌泉根灌山地棗樹生長與產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，輕度和中度水分虧缺能通過抑制棗吊生長而顯著提高果實產(chǎn)量，輕度調(diào)虧較充分灌水的產(chǎn)量提高了22.1%（＜0.05）。何振嘉等[67]通過田間試驗，同樣得到了對棗樹進行一定的水分虧缺處理可促進棗樹果實體積增大的類似結(jié)論，而中水中肥處理獲得的棗樹產(chǎn)量最大。何振嘉等[68-69]通過田間涌泉根灌非充分灌溉試驗表明，灌水次數(shù)相同時，棗樹產(chǎn)量與灌水定額呈正相關(guān)關(guān)系，而與水分利用效率和灌溉水利用效率呈負相關(guān)關(guān)系，且作物系數(shù)值隨灌水定額的增大和灌水次數(shù)的增多而增大，這與車銀偉等[27]研究結(jié)果一致。此外，覆蓋條件對涌泉根灌水分利用和產(chǎn)量也有較大影響。何振嘉等[70]研究了不同覆蓋方式對涌泉根灌條件下棗樹的土壤水分、熱效應、棗樹產(chǎn)量及水分利用效率的影響，結(jié)果表明，秸稈覆蓋對涌泉根灌土壤含水率的保持效果優(yōu)于地膜覆蓋，而對溫度的提升作用則弱于地膜，水分利用效率較地膜覆蓋提高24.56%，產(chǎn)量較地膜覆蓋提高29.32%。何振嘉等[71]研究了不同覆蓋方式下涌泉根灌棗樹時土壤的水熱效應及產(chǎn)量，也得到了相同結(jié)論。結(jié)合上述研究可知，涌泉根灌灌水技術(shù)水分利用效率較高，且能顯著促進果實產(chǎn)量的提高，通過與保護性耕作節(jié)水型農(nóng)藝措施相結(jié)合，也能極大地提高其節(jié)水保肥和增產(chǎn)效能。

3 不足與展望

3.1 不 足

眾多學者從涌泉根灌灌水技術(shù)要素對土壤含水率、濕潤鋒運移規(guī)律、土壤水氮運移特性和分布規(guī)律進行了大量探討，并通過大田試驗，研究了涌泉根灌技術(shù)對種植作物水分利用效率和產(chǎn)量的影響，取得了一定成果，豐富了涌泉根灌技術(shù)要素內(nèi)涵，也為高效節(jié)水的灌水技術(shù)的推廣提供了廣泛的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。但根據(jù)目前研究現(xiàn)狀來看，仍有較多關(guān)鍵技術(shù)要素尚需取得突破，主要包括以下幾個方面。

3.3.1 涌泉根灌研究對象較為單一，缺乏田間試驗數(shù)據(jù)支撐

綜合目前研究現(xiàn)狀來看，眾多研究主要集中在土壤濕潤體方面，對單點源入滲[15,16,55-63]以及雙點源交匯入滲[50-51]入滲對濕潤體形狀、體積大小、含水率分布和運移規(guī)律等方面做了大量研究工作，對其機理也進行了清晰明確的分析和說明，針對不同土壤初始含水率、不同土壤容重、不同灌水器流量、不同灌水器埋深以及不同肥液濃度條件對涌泉根灌濕潤體特征值的變化特征也進行了全面系統(tǒng)的分析。但將該節(jié)水灌溉技術(shù)要素應用到田間試驗的還較少，目前僅西安理工大學和西北農(nóng)林科技大學對涌泉根灌在棗樹和蘋果樹的田間試驗中進行了一些嘗試性的研究，也針對性地提出了適宜棗樹、蘋果樹田間灌溉的涌泉根灌灌溉制度，但由于缺乏綜合充分的田間試驗數(shù)據(jù)支撐，在實際田間灌溉中的應用效果綜合評價和某些參數(shù)選用的合理性尚缺乏試驗驗證。

3.3.2 涌泉根灌研究周期較短，缺乏對施肥情況連續(xù)系統(tǒng)觀測

中國在鹽堿地改良、農(nóng)田灌排條件下的土壤溶質(zhì)運移等方面做了大量研究工作[72-73]，對于傳統(tǒng)地面灌溉、滴灌、噴灌等方面的土壤養(yǎng)分運移特性及技術(shù)要素方面也開展了一些工作[74-75]，而對于微灌農(nóng)田土壤氮素運移也進行了部分研究[76-77]，但對于涌泉根灌土壤養(yǎng)分運移利用的研究尚十分少見。此外，已有的關(guān)于涌泉根灌土壤養(yǎng)分和氮素運移相關(guān)研究持續(xù)時間較短，連續(xù)性較差，尤其是涌泉根灌灌水技術(shù)在施肥條件下氮素分布運移和分布情況僅進行了室內(nèi)或田間濕潤體入滲試驗，觀測周期一般在1～10 d范圍內(nèi)，對后期是否發(fā)生土壤養(yǎng)分淋失或深層滲漏等情況研究不充分。涌泉根灌技術(shù)在田間實際應用周期尚較短，自推廣以來，僅在中國陜北地區(qū)棗樹和蘋果樹種植中使用了該技術(shù)，但施肥條件下的田間試驗較少，尤其缺乏對該技術(shù)長期使用條件下應用成效的多年連續(xù)系統(tǒng)觀測資料。此外，農(nóng)田土壤養(yǎng)分狀況是各種營養(yǎng)物質(zhì)綜合反映的結(jié)果，目前關(guān)于涌泉根灌水肥一體化方面的相關(guān)研究大多局限于氮肥，對于其他肥料研究尚缺乏一定研究，因此該灌水技術(shù)對土壤養(yǎng)分狀況分布、運移轉(zhuǎn)化以及綜合利用效果不明。

3.3.3 涌泉根灌灌水器性能短板

從實際灌水效果來看，灌水器局部灌溉量有限，如果流量設置過大，會導致單位時間內(nèi)進入灌水器中的水量過大，涌泉根灌方式灌水過程中會引起土壤水分入滲能力減弱，在灌水器保護套管中形成一定程度的積水[57-59,64]，當灌水器內(nèi)部水頭高于出流孔時，將產(chǎn)生一部分水分無法入滲到土壤中，造成一定程度的水肥損失，因此，在實際使用中，要根據(jù)當?shù)赝寥罈l件，設置適宜的灌水器初始流量以避免造成水肥浪費。涌泉根灌技術(shù)多采用迷宮型流道灌水器，5 m工作壓力時，流量可達到12 L/h，較為適宜在高壓區(qū)工作，如處于低壓區(qū)，則會導致灌水器抗堵塞性能降低，且該技術(shù)目前主要應用于坡地果樹灌溉，由于支管垂直于等高線布置，毛管平行于等高線布置，山坡地高差過大會對自壓灌溉系統(tǒng)中灌水器流量產(chǎn)生較大偏差，導致灌水均勻度降低。由于涌泉根灌灌水器制造工藝水平和制備材料選取都會對灌水器制造產(chǎn)生一定偏差，尤其是灌水器外殼與流道的貼合度會引起流量變化，且材料性能也會通過影響灌水器外殼注塑成型和外殼與內(nèi)芯匹配程度進而造成灌水出流差異。此外，有研究表明，涌泉根灌灌水器外殼在使用1～2 a后，由于柔韌性和強度較差，容易產(chǎn)生開裂現(xiàn)象[10]。

3.2 展 望

3.2.1 灌水器性能有待改進

灌水器水力性能的評價旨在提出適宜各類灌溉條件的灌水器設計思路。材料選配、流道形式尺寸等因素對灌水器水力性能有決定性影響，但由于流道結(jié)構(gòu)復雜且涉及參數(shù)較多，而各指標對其水力性能指標的影響性質(zhì)也不同，因此很難準確、快速確定水力性能較優(yōu)的流道參數(shù)尺寸。眾多學者從涌泉根灌灌水原理和改進性能出發(fā)研發(fā)了一些涌泉根灌灌水器，如螺紋式涌泉根灌灌水器、反沖洗式涌泉根灌灌水器、地埋式間歇供水式涌泉根灌灌水器、斜齒迷宮寬流道式涌泉根灌灌水器以及壓力可調(diào)式涌泉根灌灌水器等，對于改善灌溉效果具有顯著作用。但上述灌水器在實際使用中存在一定問題，如迷宮流道灌水器在面臨地形起伏較大區(qū)域時灌水均勻度低，壓力補償式灌水器在工作壓力小于5 m時，不具備壓力補償性能。此外上述灌水器均存在一定的能量浪費、灌水器結(jié)構(gòu)復雜，制造困難等問題，因此，更高性能的配套灌水器產(chǎn)品研發(fā)工作仍需進一步推進。此外，灌水器是微灌系統(tǒng)中最重要的組成部分，現(xiàn)有研究表明，涌泉根灌灌水器材料的選擇對其水力性能具有顯著影響[10,12]，目前主要采用的灌水器和灌水器套管制作材料為聚乙烯材料，但對于該種材料在田間長時間留存是否會通過降解引起環(huán)境污染等問題尚需進一步明確。同時，制備模塑收縮率較好、彈性模量大、灌水器外殼自然回彈率高以及抗裂性能強的新型材料也是進一步要研究的方向，如高密度聚乙烯材料、低密度聚乙烯材料、線性低密度聚乙烯材料、乙烯-醋酸乙烯共聚物材料以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯材料等。

3.2.2 灌溉制度有待優(yōu)化

在水分供給不足條件下，作物灌溉制度是對有限可供水量在作物全生育期內(nèi)進行灌水時間和灌水定額的最優(yōu)分配，為了更合理的配置和優(yōu)化水資源利用，眾多學者在糧食生產(chǎn)中提出了非充分灌溉和調(diào)虧灌溉等節(jié)水灌溉方式。研究表明，對作物進行一定程度的水分虧缺不一定會對產(chǎn)量產(chǎn)生顯著降低，且對作物生理節(jié)水和抗旱性能有一定的促進作用。國內(nèi)外學者對不同灌水方式條件下蘋果樹、梨樹以及葡萄等作物灌溉制度進行了較多研究。結(jié)合目前研究來看，關(guān)于涌泉根灌灌水效果的研究主要為棗樹和蘋果樹等，且涌泉根灌灌溉制度也僅在中國陜北黃土高原地區(qū)山地棗樹種植上取得了一定研究進展，但由于研究周期較短、限制因素較為單一、缺乏充分的數(shù)據(jù)支撐且對于不同水文年條件下灌溉制度的研究尚不充分，不能形成統(tǒng)一、明確的灌溉制度標準或手冊。因此，基于不同水文條件的涌泉根灌最優(yōu)灌溉制度仍有待進一步優(yōu)化。另外，由于涌泉灌溉灌溉技術(shù)的優(yōu)越性，具有極大的推廣價值。因此，對于其他地區(qū)土壤類型條件、地形條件、氣候條件以及其他種類果樹的適宜性尚缺乏試驗驗證，對應果樹的涌泉根灌灌溉制度研究也是未來研究的一個重點。

3.2.3 涌泉根灌土壤水氮運移與利用

氮素在土壤中運移遵循“氮隨水動”的規(guī)律，但由于氮素自身特性和土壤介質(zhì)等條件不同，不同種類的氮素在土壤中遷移轉(zhuǎn)化又有各自的差異。灌溉對土壤水氮運移的影響屬于溶質(zhì)在非飽和土壤中運移范疇，而影響水氮運移的主要因素有灌水技術(shù)要素、灌水量、土壤特性、施肥量和肥液濃度等。結(jié)合目前大量研究來看，眾多學者對涌泉根灌水肥入滲條件下土壤容重、初始含水率、灌水器流量、埋深以及肥液濃度對涌泉根灌濕潤體特征值以及濕潤體內(nèi)部水氮運移分布特性的影響進行了廣泛探討，但對于田間水肥共施條件下土壤水氮運移相關(guān)方面的研究尚處于初級階段，尤其是涌泉根灌條件下田間水肥利用方面的研究尚屬空白。因此，為探究涌泉根灌技術(shù)在保水保肥和提高水肥利用率以及灌水均勻度、減小氮肥深層滲漏損失等方面的研究尚需繼續(xù)開展。另外，作物根系對水分的吸收效果和生物量累積程度是水肥灌溉的最大目標，而氮素濃度過大或過低，均會對作物生長和產(chǎn)量產(chǎn)生一定不利影響，因此，不同種類的氮素以及不同氮素濃度對涌泉根灌水氮利用效率和氮素轉(zhuǎn)化效率的影響也是重要的研究方向。

3.2.4 涌泉根灌信息化與自動化管理

在現(xiàn)代科技的推動下，自動化技術(shù)與信息化管理手段不斷更新發(fā)展，在各個領(lǐng)域都進行了廣泛使用。農(nóng)業(yè)灌溉信息化是以信息改造提升傳統(tǒng)灌溉的具體體現(xiàn)，是推動水利現(xiàn)代化的重要措施之一。利用現(xiàn)代科技手段深入開發(fā)和廣泛利用農(nóng)業(yè)水利灌溉信息資源，對與全面提升灌溉效率和效能具有顯著影響。同時，農(nóng)業(yè)灌溉自動化信息化可以提高信息采集、傳輸?shù)臅r效性和自動化水平。中國在滴灌系統(tǒng)自動化系統(tǒng)方面做了大量的研究工作，也取得了可應用于實際的良好成果，實現(xiàn)了對土壤墑情的動態(tài)監(jiān)測、作物生長指標的有效監(jiān)管以及氣象數(shù)據(jù)的實時獲取，并極大推動了灌水自動控制和灌區(qū)的動態(tài)管理工作成效，而涌泉根灌條件下的信息化與自動化管理工作尚未開展。通過結(jié)合果樹種植最優(yōu)灌溉制度，精確控制灌溉時間，灌水量、灌水周期以及最優(yōu)水肥配比，并通過自動化管理中自動控制系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，能夠有效節(jié)省人力物力、提高灌區(qū)管理工作效率和效能。因此，實現(xiàn)涌泉根灌灌溉信息化進程、全面提高灌溉管理工作科技含量，是降低投入成本、能耗、改善田間管理環(huán)境以及保障水資源最優(yōu)化配置的重要途徑。

4 結(jié) 論

涌泉根灌是一種克服了滴灌、微噴灌、涌泉灌和地下滲灌等缺點的節(jié)水灌溉技術(shù)，并已于中國陜北黃土高原地區(qū)進行推廣應用，取得了顯著的成果。由于紅棗是陜北地區(qū)特色產(chǎn)業(yè)，利用涌泉根灌技術(shù)進行紅棗灌溉，不但能極大地節(jié)約水肥消耗，緩解陜北地區(qū)水資源嚴重不足帶來的巨大壓力，更能有效地提高水肥利用率。而該技術(shù)的推廣和應用也具有一定的局限性，對于其他地區(qū)土壤類型條件、地形條件以及其他種類果樹的適宜性尚缺乏試驗驗證。本文從涌泉根灌技術(shù)在節(jié)水灌溉技術(shù)應用中的特點出發(fā)，對涌泉根灌技術(shù)在節(jié)水灌溉技術(shù)領(lǐng)域中的優(yōu)點進行分析，探討了該技術(shù)在田間水分利用、土壤水氮運移以及對作物產(chǎn)量影響等方面的研究進展，提出了涌泉根灌技術(shù)存在田間試驗單一、研究周期不連續(xù)、施肥條件下相關(guān)研究不足以及灌水器性能等方面存在的問題，同時明確了涌泉根灌灌水技術(shù)在灌水器性能改進、典型果樹灌溉制度優(yōu)化、土壤水氮運移與利用以及信息化與自動化管理等方面需進一步研究的方向，對于進一步完善涌泉根灌節(jié)水灌溉技術(shù)利用具有一定借鑒意義。

[1] 張亮，周薇，李道西. 農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉模式選擇研究進展[J]. 排灌機械工程學報，2019，37(5)：447-453.

Zhang Liang, Zhou Wei, Li Daoxi. Research progress in irrigation mode selection of high-efficiency water-saving agriculture[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2019, 37(5): 447-453. (in Chinese with English abstract)

[2] 張妍，郭萍，張帆，等. 基于評價的水資源優(yōu)化模型適用性比較[J]. 排灌機械工程學報，2019，37(2)：154-159.

Zhang Yan, Guo Ping, Zhang Fan, et al. Applicability comparison of water resources optimization model based on effect evaluation[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2019, 37(2): 154-159. (in Chinese with English abstract)

[3] 張煒，覃求. 水足跡視角下陜西省種植業(yè)水資源利用評價及經(jīng)濟發(fā)展脫鉤分析[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2019，27(1)：153-162. Zhang Wei, Qin Qiu. Decoupling analysis on water resources utilization of planting industry and economic development in Shaanxi Province from the perspective of water footprint[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2019, 27(1): 153-162. (in Chinese with English abstract)

[4] 劉路廣，譚君位，吳瑕，等. 鄂北地區(qū)水稻適宜節(jié)水模式與節(jié)水潛力[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2017，33(4)：169-177.

Liu Luguang, Tan Junwei, Wu Xia, et al. Reasonable irrigation mode and water-saving potential for rice in Northern Hubei Province[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(4): 169-177. (in Chinese with English abstract)

[5] 范豫川，閆旭東，張宏飛，等. 內(nèi)蒙古宜耕沙地作物適宜性評價與節(jié)水灌溉方式配置[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2017，33(21)：115-127.

Fan Yuchuan, Yan Xudong, Zhang Hongfei, et al. Suitable evaluation for crops and water-saving irrigation methods for arable sandy land in Inner Mongolia[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(21): 115-127.(in Chinese with English abstract)

[6] 魏永霞，馬瑛瑛，劉慧，等. 調(diào)虧灌溉下滴灌玉米植株與土壤水分及節(jié)水增產(chǎn)效應[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2018，49(3)：252-260.

Wei Yongxia, Ma Yingying, Liu Hui, et al. Effects of soil water, plant, water saving and yield increasing of maize under regulated deficit drip irrigation[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(3): 252-260. (in Chinese with English abstract)

[7] 吳普特，汪有科，辛小桂，等. 陜北山地紅棗集雨微灌技術(shù)集成與示范[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2008，26(4)：1-6，12.

Wu Pute, Wang Youke, Xin Xiaogui, et al. Integration and demonstration of the date micro-irrigation technology in the hilly of Shanbei[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2008, 26(4): 1-6, 12. (in Chinese with English abstract)

[8] 黎朋紅，汪有科，馬理輝，等. 涌泉根灌濕潤體特征值變化規(guī)律研究[J]. 水土保持學報，2009，23(6)：190-194.

Li Penghong, Wang Youke, Ma Lihui, et al. Study on eigenvalues of wetted soil under surge root irrigation[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2009, 23(6): 190-194. (in Chinese with English abstract)

[9] 張陸軍，汪有科，辛小桂，等. 山地棗樹涌泉根灌適宜布置方式研究[J]. 灌溉排水學報，2010，29(1)：27-31.

Zhang Lujun, Wang Youke, Xin Xiaogui, et al. Appropriate surge spring root irrigation layout of jujube on mountain land[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2010, 29(1): 27-31. (in Chinese with English abstract)

[10] 牛文鵬，朱德蘭，黨思思，等. 涌泉根灌灌水器螺紋流道水力特性研究[J]. 節(jié)水灌溉，2011(12)：13-15.

Niu Wenpeng, Zhu Delan, Dang Sisi, et al. Study on hydraulic characteristics of helical path in bubbled-root irrigation emitter[J]. Water Saving Irrigation, 2011(12): 13-15. (in Chinese with English abstract)

[11] 張志華，朱德蘭，李向明，等. 涌泉根灌灌水器外套材料配方試驗研究[J]. 節(jié)水灌溉，2013(11)：1-3，8.

Zhang Zhihua, Zhu Delan, Li Xiangming, et al. Experimental study on material formula of bubbled-root irrigation device outer casing[J]. Water Saving Irrigation, 2013(11): 1-3, 8. (in Chinese with English abstract)

[12] 牛文鵬，朱德蘭，張琛，等. 涌泉根灌灌水器抗堵性能試驗研究[J]. 灌溉排水學報，2012，31(5)：44-46，52.

Niu Wenpeng, Zhu Delan, Zhang Chen, et al. Anti-clogging performance of bubbled-root irrigation emitter[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2012，31(5)：44-46，52. (in Chinese with English abstract)

[13] 陳瑞，朱德蘭，吳守軍，等. 涌泉根灌灌水器外殼材料對水力性能的影響[J]. 排灌機械工程學報，2019，37(4)：358-362.

Chen Rui, Zhu Delan, Wu Shoujun, et al. Effects of shell material characteristics on hydraulic performance of bubbled-root emitter[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2019, 37(4): 358-362. (in Chinese with English abstract)

[14] 張陸軍，汪有科，辛小桂，等. 山地梨棗樹涌泉根灌適宜布置方式與灌水量研究[J]. 西北農(nóng)林科技大學學報：自然科學版，2010，38(3)：211-217.

Zhang Lujun, Wang Youke, Xin Xiaogui, et al. Appropriate surge spring root irrigation layout and irrigation norm of jujube on mountain land[J]. Journal of Northwest A&F University: Natural Science Edition, 2010, 38(3): 211-217. (in Chinese with English abstract)

[15] 劉顯，費良軍，王博，等. 灌水器埋深對涌泉根灌土壤水氮運移特性的影響[J]. 灌溉排水學報，2016，35(9)：20-25，39.

Liu Xian, Fei Liangjun, Wang Bo, et al. Transport characteristics of water and nitrogen under bubbled-root irrigation with buried depth of emitter[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2016, 35(9): 20-25, 39. (in Chinese with English abstract)

[16] 何振嘉. 涌泉根灌下灌水器埋深對水氮運移特性影響的研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2019(6)：104-110.

He Zhenjia. Research on the influence of buried depth of irrigation water on nitrogen and nitrogen transportation characteristics in bubbled-root irrigation[J]. China Rural Water and Hydropower, 2019(6): 104-110. (in Chinese with English abstract)

[17] Ben-Asher J, Charach G, Zemel A. Infiltration and water extraction from trickle iggigation source:the effective hemisphere model[J]. Soil Scince Society of America Journal, 1986, 50(4): 882-887.

[18] Patel Neelam, Rajput T B S. Dynamic and modeling of soil water under subsurface drip irrigated onion[J]. Agricultural Water Management, 2008, 95(12): 1335-1349.

[19] Kohn P, Roth A. Plant root watering device: United States, USD456225[P]. 2002-04-30.

[20] Skier M. Bio-degradable plant root watering system: United States, USD5842309[P]. 1998-12-01.

[21] Cote C M,Bristow K L, Charlesworth P B, et al. Analysis of soil wetting and solute transport in subsurface trickle irrigation[J]. Irrigation Science, 2003, 22(3/4): 143-156.

[22] Bhatnagar P R, Chauhan H S. Soil water movement under a single surface trickle source[J]. Agricultural Water Management, 2008, 95(7): 799-808.

[23] Beggs R A, Tchobanoglous G, Hills D, et al. Modeling subsurface drip application of onsite wastewater treatment system effluent[C]// On-Site Wastewater Treatment X, Proceedings of the Tenth National Symposium on Individual and Small Community Sewage Systems. Michigan: American Society of Agricultural and Biological Engineers, 2004: 92-103.

[24] Bristow K L, Cote C M, Thorburn P J, et al. Soil wetting and solute transport in trickle irrigation systems[C]//: 6th International Micro-irrigation Conference (Micro2000), 2000: 1-9.

[25] Al-ogaidi A M, Wayayok A, Kamal M R, et al. Modelling soil wetting patterns under drip irrigation using hydrus-3D and comparison with empirical models[C]//Global Conference on Engineering and Technology, 2016.

[26] Skaggs, T H, Trout T J, Rothfuss Y. Drip irrigation water distribution pattern: Effects of emitter rate, pulsing and antecedent water[J]. Soil Science Society of America Journal, 2010, 74(6): 1886-1896.

[27] 車銀偉，林佳，胡田田，等. 涌泉根灌對山地梨棗產(chǎn)量形成及水分利用的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學學報：自然科學版，2012，40(1)：177-182.

Che Yinwei, Lin Jia, Hu Tiantian, et al. Effect of surge spring root irrigation on yield and water use of jujube on mountain land[J]. Journal of Northwest A&F University: Natural Science Edition, 2012, 40(1): 177-182. (in Chinese with English abstract)

[28] 車銀偉，楊器，代順冬，等. 涌泉根灌對山地紅棗產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學報，2013，22(11)：108-113.

Che Yinwei, Yang Qi, Dai Shundong, et al. Effects of bubble-root irrigation on yield and quality of jujube in hills[J]. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica, 2013, 22(11): 108-113. (in Chinese with English abstract)

[29] 陳帥，毛曉敏. 地表滴灌條件下土壤濕潤體運移量化表征[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2018，49(8)：285-292.

Chen Shuai, Mao Xiaomin. Quantification of soil wetted volume development under surface drip irrigation[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(8): 285-292. (in Chinese with English abstract)

[30] 胡和平，高龍，田富強. 地表滴灌條件下土壤濕潤體運移經(jīng)驗方程[J]. 清華大學學報：自然科學版，2010，50(6)：839-843.

Hu Heping,Gao Long,Tian Fuqiang.Empirical equation for development of soil wetted body under surface drip irrigation condition[J]. Journal of Tsinghua University: Natural Science Edition, 2010,50(6): 839-843. (in Chinese with English abstract)

[31] 張計峰，耿慶龍，梁智，等. 根區(qū)孔下滴灌施肥對新疆紅棗產(chǎn)量品質(zhì)和氮磷鉀利用影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2019，35(12)：65-71.

Zhang Jifeng, Geng Qinglong, Liang Zhi, et al. Effects of drip fertigation around root zone on yield and quality of red jujube and utilization of nitrogen, phosphorus and potassium in Xinjiang[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(12): 65-71. (in Chinese with English abstract)

[32] 孫三民，安巧霞，蔡煥杰，等. 棗樹間接地下滴灌根區(qū)土壤鹽分運移規(guī)律研究[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2015，46(1)：160-169.

Sun Sanmin, An Qiaoxia, Cai Huanjie, et al. Research on Salt movement law in jujube root zone under indirect subsurface drip irrigation[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2015, 46(1): 160-169. (in Chinese with English abstract)

[33] 劉鳳琴. 地下滴灌對設施桃生物學特性的影響[J]. 北方園藝，2015(10)：62-64.

Liu Fengqin. Influences of subsurface drip irrigation on peach biological characteristics[J]. Northern Horticulture, 2015(10): 62-64. (in Chinese with English abstract)

[34] 臧明，雷宏軍，潘紅衛(wèi)，等. 增氧地下滴灌改善土壤通氣性促進番茄生長[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2018，34(23)：109-118.

Zang Ming, Lei Hongjun, Pan Hongwei, et al. Aerated subsurface drip irrigation improving soil aeration and tomato growth[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(23): 109-118. (in Chinese with English abstract)

[35] 王冬至. 微噴對葡萄園溫、濕度及產(chǎn)量的影響研究[J]. 節(jié)水灌溉，2018(11)：33-38.

Wang Dongzhi. Effects of different water spraying cycles on temperature, humidity and yield of vineyard[J]. Water Saving Irrigation, 2018(11): 33-38. (in Chinese with English abstract)

[36] 劉洪波，白云崗，張江輝，等. 微噴周期對葡萄葉片SPAD值和葉綠素含量與產(chǎn)量的影響分析[J]. 節(jié)水灌溉，2019(5)：31-34，40.

Liu Hongbo, Bai Yungang, Zhang Jianghui, et al. Effect of micro spraying irrigation period on SPAD and chlorophyll content and yield of grape leaves[J]. Water Saving Irrigation, 2019(5): 31-34, 40. (in Chinese with English abstract)

[37] 劉洪波，白云崗，張江輝，等. 微噴條件下葡萄葉綠素質(zhì)量比及熒光參數(shù)變化特征[J]. 排灌機械工程學報，2018，36(9)：892-896.

Liu Hongbo, Bai Yungang, Zhang Jianghui, et al. Chlorophyll content and fluorescence parameters of grape under micro spray conditions[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2018, 36(9): 892-896. (in Chinese with English abstract)

[38] 趙付勇，趙經(jīng)華，白云崗，等. 核桃樹莖流速率及土壤水動態(tài)分布規(guī)律的研究[J]. 節(jié)水灌溉，2016(10)：34-38.

Zhao Fuyong, Zhao Jinghua, Bai Yungang, et al. A study on stem-flux of walnut tree and dynamic distribution of soil water under different irrigation method[J]. Water Saving Irrigation, 2016(10): 34-38. (in Chinese with English abstract)

[39] 董世德，秦墾，萬書勤，等. 不同微灌形式對土壤水肥分布和枸杞產(chǎn)量的影響[J]. 節(jié)水灌溉，2017(8)：38-43.

Dong Shide, Qin Ken, Wan Shuqin, et al. Effect of different micro-irrigation methods on soil moisture, nutrients distribution and the yield of lycium barbarbum[J]. Water Saving Irrigation, 2017(8): 38-43. (in Chinese with English abstract)

[40] 韓懂懂，孫兆軍，焦炳忠，等. 地下滲灌對棗樹生長、產(chǎn)量和水分利用效率的影響[J]. 節(jié)水灌溉，2019(10)：31-34.

Han Dongdong, Sun Zhaojun, Jiao Bingzhong, et al. Effects of subsurface infiltrate irrigation on growth, yield and water use efficiency of jujube[J]. Water Saving Irrigation, 2019(10): 31-34. (in Chinese with English abstract)

[41] 畢潤霞，楊洪強，楊萍萍，等. 地下穴灌對蘋果冠下土壤水分分布及葉片水分利用效率的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2013，46(17)：3651-3658.

Bi Runxia, Yang Hongqiang, Yang Pingping, et al. Effect of cavity irrigation underground on the distribution of soil water under the canopy and leaf water use efficiency of apple[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2013, 46(17): 3651-3658. (in Chinese with English abstract)

[42] 吳普特，汪有科，楊榮惠，等. 一種適用于樹木的地下涌泉根灌方法：中國專利，200810150395[P]. 2008-12-10.

[43] 吳普特，朱德蘭，汪有科. 涌泉根灌技術(shù)研究與應用[J].排灌機械工程學報，2010，28(4)：354-357，368.

Wu Pute, Zhu Delan, Wang Youke. Research and application of bubbled-root irrigation[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2010, 28(4): 354-357, 368. (in Chinese with English abstract)

[44] 牛文全，樊曉康，陳俊英. 初始含水率對涌泉根灌土壤滲透特征的影響[J]. 排灌機械工程學報，2012，30(4)：491-496. Niu Wenquan, Fan Xiaokang, Chen Junying. Effect of initial water content on soil infiltration characteristics during bubble irrigation[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2012, 30(4): 491-496. (in Chinese with English abstract)

[45] 李耀剛，王文娥，胡笑濤，等. 涌泉根灌入滲特性影響因素[J]. 水土保持學報，2013，27(4)：114-119.

Li Yaogang, Wang Wene, Hu Xiaotao, et al. Influencing factors of infiltration characteristics under bubbled root irrigation[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2013, 27(4): 114-119. (in Chinese with English abstract)

[46] 張智韜，吳普特，陳俊英，等. 涌泉根灌土壤濕潤體運移模型[J]. 排灌機械工程學報，2013，31(2)：173-179.

Zhang Zhitao, Wu Pute, Chen Junying, et al. Prediction model of wetted front migration distance under bubbled-root irrigation[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engin, 2013, 31(2): 173-179. (in Chinese with English abstract)

[47] 葉勝蘭，劉天成，雷光宇. 陜北黃土地區(qū)涌泉根灌對土壤中水分運移規(guī)律的影響[J]. 土地開發(fā)工程研究，2018，3(9)：56-61.

Ye Shenglan, Liu Tiancheng, Lei Guangyu. Effects of root irrigation on soilthe law of moisture migration in Loess Area of Northern Shaanxi[J]. Land Development Engineering Research, 2018, 3(9): 56-61. (in Chinese with English abstract)

[48] 何振嘉，溫鵬飛. 不同流量涌泉根灌點源入滲濕潤體特性研究[J]. 土地開發(fā)工程研究，2018，3(3)：35-41.

He Zhenjia, Wen Pengfei. Study on wetting body characteristics of infiltration with different flow rate from bubbeed-root irrigation[J]. Land Development Engineering Research, 2018, 3(3): 35-41. (in Chinese with English abstract)

[49] 劉風華，代智光，費良軍. 容重對紅壤條件下涌泉根灌水分入滲能力影響[J]. 水土保持學報，2019，33(1)：86-90，97.

Liu Fenghua, Dai Zhiguang, Fei Liangjun. The influence of bulk density on water infiltration capacity in red soil under surge-root irrigation[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2019, 33(1): 86-90, 97. (in Chinese with English abstract)

[50] 費良軍，曹俊，聶衛(wèi)波. 涌泉根灌土壤濕潤體特性試驗[J].排灌機械工程學報，2011，29(3)：260-265.

Fei Liangjun, Cao Jun, Nie Weibo. Characteristics test of wetting body of surge and spring root irrigation[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2011, 29(3)：260-265. (in Chinese with English abstract)

[51] 劉顯，費良軍，劉揚. 涌泉根灌交匯入滲對土壤水氮運移特性的影響[J]. 排灌機械工程學報，2017，35(3)：263-270.

Liu Xian, Fei Liangjun, Liu Yang. Effects of bubbled-root irrigation interference infiltration on transport characteristics of water and nitrogen[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2017, 35(3): 263-270. (in Chinese with English abstract)

[52] 吳恒卿，黃強，魏群. 涌泉根灌雙點源交匯入滲濕潤體試驗研究[J]. 西北農(nóng)林科技大學學報：自然科學版，2015，43(5)：201-207.

Wu Hengqing, Huang Qiang, Wei Qun. Moist body of two-point source interference infiltration of surge root irrigation[J]. Journal of Northwest A&F University: Natural Science Edition, 2015, 43(5): 201-207.(in Chinese with English abstract)

[53] 李耀剛，王文娥，胡笑濤. 基于HYDRUS-3D的涌泉根灌土壤入滲數(shù)值模擬[J]. 排灌機械工程學報，2013，31(6)：546-552.

Li Yaogang, Wang Wene, Hu Xiaotao, et al. Numerical simulation of soil water infiltration under bubbled root irrigation based on hydrus-3D[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2013, 31(6): 546-552. (in Chinese with English abstract)

[54] 李耀剛，王文娥，胡笑濤，等. 涌泉根灌條件下土壤水分運動數(shù)值模擬研究[J]. 灌溉排水學報，2012，31(3)：42-47.

Li Yaogang, Wang Wene, Hu Xiaotao, et al. Numerical simulation of soil water movement under bubbled root irrigation[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2012, 31(3): 42-47.(in Chinese with English abstract)

[55] 樊向陽，費良軍，代智光，等. 基于Hydrus-3D模型的再生水涌泉根灌模擬及布置參數(shù)預測[J]. 水土保持學報，2019，33(4)：133-139.

Fan Xiangyang, Fei Liangjun, Dai Zhiguang, et al. Simulation of surge-root irrigation with reclaimed water and prediction of emitters layout parameters based on hydrus-3D[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2019, 33(4): 133-139. (in Chinese with English abstract)

[56] 劉顯，費良軍，劉揚，等. 肥液濃度對涌泉根灌土壤水氮運移特性的影響[J]. 水土保持學報，2016，30(5)：166-170，176.

Liu Xian, Fei Liangjun, Liu Yang, et al. Transport characteristics of water and nitrogen under bubbled-root irrigation with fertilizer solution[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2016, 30(5): 166-170, 176. (in Chinese with English abstract)

[57] 何振嘉，傅渝亮. 涌泉根灌濕潤體水氮運移特性試驗研究[J]. 排灌機械工程學報，2019，37(1)：73-79.

He Zhenjia, Fu Yuliang. Experiment on water and nitrogen transport characteristics of wetting body in bubbled-root irrigation[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2019, 37(1): 73-79. (in Chinese with English abstract)

[58] 何振嘉. 肥液濃度對涌泉根灌濕潤體點源入滲影響研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2018(12)：35-40.

He Zhenjia. Effects of fertilizer concentration on point source infiltration of wetting body in bubbled-root irrigation[J]. China Rural Water and Hydropower, 2018(12): 35-40. (in Chinese with English abstract)

[59] 費良軍，傅渝亮，何振嘉，等. 涌泉根灌肥液入滲水氮運移特性研究[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2015，46(6)：121-129.

Fei Liangjun, Fu Yuliang, He Zhenjia, et al. Transport characteristics of water and nitrogen under bubbled-root irrigation with fertilizer solution[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2015, 46(6): 121-129. (in Chinese with English abstract)

[60] 何振嘉. 涌泉根灌下灌水器埋深對水氮運移特性影響的研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2019(6)：104-110.

He Zhenjia. Research on the influence of buried depth of irrigation water on nitrogen and nitrogen transportation characteristics in bubbled-root irrigation[J]. China Rural Water and Hydropower, 2019(6): 104-110. (in Chinese with English abstract)

[61] 劉顯，費良軍，王博，等. 灌水器埋深對涌泉根灌土壤水氮運移特性的影響[J]. 灌溉排水學報，2016，35(9)：20-25，39.

Liu Xian, Fei Liangjun, Wang Bo, et al. Transport characteristics of water and nitrogen under bubbled-root irrigation with buried depth of emitter[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2016, 35(9): 20-25, 39. (in Chinese with English abstract)

[62] 劉顯，費良軍，王佳，等. 土壤初始含水率對涌泉根灌土壤水分及氮素運移特性的影響[J]. 水土保持學報，2017，31(4)：118-126.

Liu Xian, Fei Liangjun, Wang Jia, et al. Transport characteristics of water and nitrogen under bubbled-root irrigation with soil initial water content[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2017, 31(4): 118-126. (in Chinese with English abstract)

[63] 李曉，何振嘉. 灌水器流量對涌泉根灌濕潤體肥液入滲影響研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導報，2020，22(1)：87-97.

Li Xiao, He Zhenjia. Effect of emitter flow rate of wetted body on fertilizer infiltration in bubbled-root irrigation[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2020, 22(1): 87-97. (in Chinese with English abstract)

[64] 何振嘉，傅渝亮，王博，等. 涌泉根灌不同濃度肥液入滲特性及土壤濕潤體模型研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2018，34(24)：90-99.

He Zhenjia, Fu Yuliang, Wang Bo, et al. Infiltration characteristics and wetting body model of bubbled-root irrigation under different fertilizer concentration[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(24): 90-99. (in Chinese with English abstract)

[65] 何振嘉，范王濤，李曉. 涌泉根灌對陜北山地棗樹土壤水分和水分利用效率的影響[J]. 土地開發(fā)工程研究，2019，4(6)：41-48.

He Zhenjia, Fan Wangtao, Li Xiao. Effect of bubbled-root irrigation on soil moisture and water use efficiency of jujube trees in mountainous areas in northern Shaanxi[J]. Land Development Engineering Research, 2019, 4(6): 41-48. (in Chinese with English abstract)

[66] 強敏敏，費良軍，劉揚. 調(diào)虧灌溉促進涌泉根灌棗樹生長提高產(chǎn)量[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2015，31(19)：91-96.

Qiang Minmin, Fei Liangjun, Liu Yang. Regulated deficit irrigation promoting growth and increasing fruit yield of jujube trees[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(19): 91-96. (in Chinese with English abstract)

[67] 何振嘉，李曉. 不同水肥條件對涌泉根灌棗樹葉面積和產(chǎn)量的影響[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2019(17)：63-66.

He Zhenjia, Li Xiao. Effects of different water and fertilizer conditions on leaf area and yield of jujube under bubbled-root irrigation[J]. Modern Agricultural Science and Technology, 2019(17): 63-66. (in Chinese with English abstract)

[68] 何振嘉，吳萌. 黃土高原區(qū)涌泉根灌棗樹作物系數(shù)與耗水規(guī)律研究[J]. 灌溉排水學報，2018，37(增刊2)：5-9.

He Zhenjia, Wu Meng. Crop coefficient and water consumption rule of jujube trees in bubbled-root irrigation of loess plat region[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2018, 37(Supp.2): 5-9. (in Chinese with English abstract)

[69] 何振嘉. 涌泉根灌條件下灌水定額對棗樹土壤水分動態(tài)變化及水分利用的影響[J]. 灌溉排水學報，2018，37(增刊2)：45-49.

He Zhenjia. Effects of irrigation quota under bubbled-root irrigation on soil water dynamic changes and water use efficiency of jujube[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2018, 37(Supp.2): 45-49. (in Chinese with English abstract)

[70] 何振嘉，傅渝亮. 涌泉根灌條件下覆蓋方式對棗樹土壤水分動態(tài)變化及產(chǎn)量的影響[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2018(9)：85-89，100.

He Zhenjia, Fu Yuliang. Research on the water consumption law and yield of jujube trees under the condition of bubbled-root irrigation[J]. China Rural Water and Hydropower, 2018(9): 85-89, 100. (in Chinese with English abstract)

[71] 何振嘉. 覆蓋方式對涌泉根灌棗樹土壤水熱效應及產(chǎn)量的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導報，2018，20(12)：130-139.

He Zhenjia. Effects of covering methods on soil hydrothermal effect and yield of jujube trees under bubbled-root irrigation[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2018, 20(12): 130-139.

[72] 阿爾娜古麗·艾買提，劉洪光，何新林，等. 膜下滴灌鹽堿地排水工程控鹽效果試驗研究[J]. 排灌機械工程學報，2018，36(4)：347-353.

A Ernaguli·Aimaiti, Liu Hongguang, He Xinlin, et al. Experimental study on salt controlling effect in drainage system in saline-alkali land with drip irrigation under mulch[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engineering, 2018, 36(4): 347-353. (in Chinese with English abstract)

[73] 張艷超，史文娟，馬媛. 膜下滴灌棉田生物改良鹽堿地效果研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2018，36(6)：26-32.

Zhang Yanchao, Shi Wenjuan, Ma Yuan. Effect of halophytes on improving saline-sodic soil of cotton field with drip irrigation under plastic film[J]. Agricultural Research In The Arid Areas, 2018, 36(6): 26-32. (in Chinese with English abstract)

[74] 劉輝，范東芳，黃引娣，等. 農(nóng)村混合污水灌溉對土壤養(yǎng)分含量、酶活性及微生物多樣性的影響[J]. 生態(tài)學雜志，2019，38(8)：2426-2432.

Liu Hui, Fan Dongfang, Huang Yindi, et al. Effects of rural mixed wastewater irrigation on soil nutrient content, enzyme activity, and microbial diversity[J]. Chinese Journal of Ecology, 2019, 38(8): 2426-2432. (in Chinese with English abstract)

[75] 馮志文，萬書勤，康躍虎，等.滴灌施肥條件下減量施肥對馬鈴薯田土壤養(yǎng)分積累及產(chǎn)量的影響[J]. 節(jié)水灌溉，2019(8)：28-33，38.

Feng Zhiwen, Wan Shuqin, Kang Yaohu, et al. Effects of reducing fertilization on soil nutrient accumulation and potato yield under drip fertigation[J]. Water Saving Irrigation, 2019(8): 28-33, 38. (in Chinese with English abstract)

[76] 伍超，鄒鑫，王輝，等. 負壓灌溉下土壤水分運移特性及氮素分布規(guī)律研究[J]. 灌溉排水學報，2019，38(6)：44-49.

Wu Chao, Zou Xin, Wang Hui, et al. Water flow and nitrogen distribution in soil under negative-pressure irrigation[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2019，38(6): 44-49. (in Chinese with English abstract)

[77] 劉學彤，楊軍芳，黃少輝，等. 尿素硝銨溶液對冬小麥產(chǎn)量及土壤無機氮含量的影響[J]. 中國土壤與肥料，2019(4)：116-120，126.

Liu Xuetong, Yang Junfang, Huang Shaohui, et al. Effects of urea ammonium nitrogen on the yield of winter wheat and the concentration of soil mineral nitrogen[J]. Soils and Fertilizers Sciences in China, 2019(4): 116-120, 126. (in Chinese with English abstract)

Characteristics, application and prospects of bubbled-root irrigation

He Zhenjia1, Fan Wangtao1, Du Yichun1, Pan Daili2

(1..,.,710075,; 2.,,100085,)

Bubbled-root irrigation is an efficient water saving technique for irrigation of fruit trees that has been used in China. It is a subsurface micro-irrigation technology that can directly deliver water and fertilizer to the crop root zone for local irrigation. This study reviewed the characteristics, application status of the bubbled-root irrigation technique and proposed its development directions. The structural characteristics, working principles, irrigation methods, layout, hydraulic performance, costs and operation management of bubbled-root irrigation technology were summarized. The advantages of bubbled-root irrigation compared with traditional micro-irrigation were discussed. In addition, the application effect of this technology in fields was reviewed. The problems and developmental direction were proposed. The bubbled-root irrigation was better than drip irrigation, micro-sprinkling irrigation, and underground seepage irrigation because it overcame the shortcoming of those irrigation technologies such as the emitter clogging, aging of pipelines and low water use efficiency for fruit trees. The bubbled-root irrigation in fruit trees could not only save water and labors but also improve water and fertilizer use efficiency. Compared to the drip irrigation, the bubbled-root irrigation could lower the cost by 2 030 Yuan/hm2and increase the benefit by 2 480 Yuan/hm2. Because the pipelines were buried into the soils, the influence of operations on soil surface such as tillage was small and thus it facilitated the field management. Meanwhile, the soil moisture condition could be improved by inhibiting evaporation and preventing soils from hardening and cracking. The technique had high water use efficiency and could enhance the yield. However, it would face challenges such as less practices, irrigation system to be optimized, the performance of emitter to be optimized an so on. Attentions should paid to the following areas: 1) improving and optimizing the performance of the irrigation equipment; 2) improving the level of informatization and automation management of bubbled root irrigation on the basis of the existing technology; 3) improving the performance of irrigation devices; and 4) optimizing irrigation systems of typical fruit trees. The bubbled-root irrigation has been promoted and applied in the Loess Plateau in northern Shaanxi, China and has achieved remarkable results. The use of bubbled-root irrigation technology for jujube irrigation greatly saved water and fertilizer consumption, alleviated the pressure caused by the serious shortage of water resources in northern Shaanxi and effectively improved the water and fertilizer utilization rate. However, the promotion and application of this technology also had certain limitations. Future studies should test if the technique is suitable to the other areas since the soil types, topographic conditions and the types of fruit trees in the other regions may change. The review would provide valuable information for the cultivation of fruit trees with less water and high yield.

irrigation; nitrogen; soils; bubbled-root irrigation; research progress; prospects

何振嘉，范王濤，杜宜春，等. 涌泉根灌節(jié)水灌溉技術(shù)特點、應用及展望[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2020，36(8)：287-298.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.08.035 http://www.tcsae.org

He Zhenjia, Fan Wangtao, Du Yichun, et al. Characteristics, application and prospects of bubbled-root irrigation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(8): 287-298. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.08.035 http://www.tcsae.org

2020-02-01

2020-03-20

中國博士后科學基金（2019M660817）

何振嘉，工程師，研究方向為節(jié)水灌溉與農(nóng)業(yè)水資源利用。Email：471128226@qq.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.08.035

S274.1

A

1002-6819(2020)-08-0287-12