新疆是我国缺水最为严重的省区之一,农业用水量占总用水量的94%,灌溉水的有效利用率为42%,但单方水的粮食生产能力只有0.7kg左右,远低于国内及世界发达国家的灌溉农业生产水平。新疆的水资源现状决定了新疆的农业生产必需大力推广应用节水灌溉技术。新疆生产建设兵团从1999年开始大面积推广膜下滴灌以来,截至2008年已在兵团推广830万亩。目前,新疆的主要大田经济作物如棉花、加工番茄、西甜瓜等的节水灌溉得到了普遍应用。此外,在林果、蔬菜大棚上也开始大面积推广。棉花应用膜下滴灌技术后可增产30%以上,每亩地增加经济效益200元以上,运用滴灌后新疆的棉花单产记录不断被刷新,出现了大面积皮棉单产达到200kg/亩的超高产田。随着滴灌系统的不断发展,滴灌系统模式也相应发生了变化。南疆地区普遍采用地埋PVC管,地面辅管相结合系统和支管轮灌系统。2005年后,北疆兵团也在进行支管系统模式大田试验,并由此作为自动化灌溉的过渡阶段。本研究的立题来源于兵团大面积推广膜下滴灌须解决的实际问题,利用国家节水灌溉工程技术研究中心(新疆)开发的薄壁型单翼迷宫式小流量滴灌带进行棉花膜下高频滴灌研究,分析不同滴头流量和不同灌水频率在土壤中的湿润模式,从而确定适宜的高频滴灌的滴头流量,结合田间小区实验的水分运移规律以及高频灌溉条件下棉花不同生育期生长情况和产量,分析高频滴灌对土壤和棉花生长的机制。本研究将为棉花膜下滴灌高频灌溉系统的设计、推广应用、运行管理和栽培技术提供理论依据,同时也将为开发低成本自动化膜下滴灌系统奠定良好的基础。通过试验研究,完成了以下研究内容:(1)高频滴灌对土壤水分运移及分布和棉花生长的影响。分析了高频灌溉条件下土壤水分分布、湿润锋、棉花生长情况及产量等。(2)分析了滴头流量和间距对滴灌湿润体土壤水分分布的影响。研究不同滴头流量不同滴头间距在土壤中的水分运移特征和分布规律,同时结合作物生长特性,为作物不同种植模式在不同土壤中选用合理的滴头流量和滴头间距提供科学依据和理论依据,也为滴灌系统的优化设计和运行方案提供基础参数。(3)小流量高频滴灌系统组成模式。根据上述研究结果,开发适应于高频滴灌的支管系统,通过管网水力计算和大田试验示范,研究小流量高频滴灌系统的组成模式,管网优化布置及设计方法,同时提出相应的运行管理技术。使用了大量试验数据论证了小流量高频滴灌理论。