石羊河流域咸水灌溉下土壤水盐动态及春玉米产量模拟

为了探究石羊河流域地下咸水资源的利用方式,利用春玉米咸水灌溉田间试验观测资料对SWAP(SoilWater-Atmosphere-Plant)模型参数进行了率定和检验,并利用率定参数后的SWAP模型模拟了较长时期咸水灌溉对土壤盐分动态及春玉米产量的影响。研究结果表明:土壤含水量、土壤含盐量和春玉米产量的实测值与模拟值吻合较好,均方误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)均在允许的误差范围之内,经过率定和检验后的SWAP模型可以用于研究区春玉米咸水灌溉的模拟;较长时期咸水灌溉模拟结果表明,在模拟期内,矿化度在3. 0 mg/cm~3以下的微咸水灌溉土壤盐分累积量在2. 8 mg/cm~3以下,春玉米减产幅度在20%以内,矿化度在6. 0 mg/cm3以上的咸水灌溉土壤盐分累积量在4. 0 mg/cm~3以上,春玉米减产幅度在38%以上。在研究区可以较长时期利用灌水矿化度低于3. 0 mg/cm~3的微咸水进行灌溉,土壤积盐量较少,对春玉米产量影响较小,可以达到合理利用地下咸水资源的目的。     

不同灌水量对绿洲玉米叶面积动态及产量的影响

以河西绿洲春玉米为研究对象,分析了不同灌水量对玉米全生育期叶面积动态、产量及产量构成要素的影响。结果表明:不同灌水处理玉米单株叶面积在灌浆初至灌浆中期达到高峰,且稳定期持续至灌浆末期,此后单株叶面积衰减较快。进入灌浆期以后,不同灌水处理玉米叶面积相对生长率已开始出现负值,叶面积已有开始衰减迹象。与充分灌水相比,有限灌水不仅显著节水31.1%,还可使玉米产量提高2.9%,而有限灌水粒重、行粒数和穗粒数的增加则是玉米节水高产的主要原因。因此,不同灌水量显著影响玉米叶面积生长和产量形成过程,生产中应侧重通过前期有限水分亏缺(拔节期中度水分调亏而大喇叭口-孕穗期轻度调亏)产生的后补偿效应促进生育中后期叶面积的持续稳定发展,从而实现玉米高产和水分高效利用的双赢。     

华北轮作农田灌溉制度多目标优化模型及应用

针对华北地区冬小麦-夏玉米轮作种植模式,构建了轮作农田灌溉制度多目标模拟-优化模型,该模型利用水量平衡模型模拟不同灌溉制度下的农田耗水过程,利用水分生产函数估算不同耗水条件下的作物产量,以2种作物每次灌溉的灌水时间及灌水定额为决策变量,以两种作物产量最大为目标函数。引入动态罚函数对灌溉定额进行约束,采用改进非支配排序遗传算法进行求解,最终用理想点法对所得Pareto非劣解进行决策。不同灌溉定额下北京地区冬小麦-夏玉米轮作农田灌溉制度多目标优化结果表明:轮作模式下冬小麦的灌水关键时期为抽穗与灌浆期,与水分敏感期基本一致;夏玉米的灌水关键时期为拔节与抽穗期,受前期墒情及降水影响比水分敏感期有所提前。在最优灌溉制度下,随着灌水量的增加,两种作物产量均增加;产值呈抛物线增加,但边际产值递减;单位灌水量产值呈幂函数减小;同时作物耗水量呈对数增加,而土壤水利用量呈抛物线减少。     

覆膜对土壤水分和玉米产量的影响

为了减少北方地区冬春季节土壤水分的无效蒸发,提高土壤水分含量,改善水分利用的有效性,进行了双垄全膜覆盖不同时期覆膜对玉米生长状况的影响试验研究。结果表明,全膜双垄沟秋膜覆盖明显提高了土壤含水率和水分利用效率,玉米的出苗率升高,生长状况优良,经济性状明显改善。因此,覆膜时间越早,对减少冬春季节土壤水分无效蒸发和提高粮食产量效果越显著。     

膜下滴灌对滨海盐碱土中玉米生长状况影响研究

综述了覆膜对玉米株高、茎粗、叶面积及产量的影响,盐碱地对玉米生长状况的影响,改良盐碱土的方法,土壤水分对玉米各部分生长的影响和水分胁迫对玉米产量的影响等方面的研究成果。     

DNDC模型在华北平原夏玉米土壤水分研究中的应用

利用DNDC模型对夏玉米生长进行模拟和验证,并对模型精度进行评价。结果表明:在对夏玉米生长期间土壤含水率、地上部生物量和产量进行模拟中,模型评价指标说明DNDC模型可以进行相关方面的模拟。2015、2016年夏玉米作物水分生产率WP实测值与模拟值之间相对误差低于8%,表明DNDC模型可以用于夏玉米腾发量(ET)和水分利用方面的研究。     

秸秆不同处理方式对春玉米生产力及水分利用效率的影响

为探索秸秆还田方式在山西干旱、半干旱区农业的可持续利用,在春玉米整个生育期设置长秸秆氨化还田处理(CN)、粉碎秸秆氨化加土壤改良剂处理(FNT)和对照处理(CK)3个处理方式。分析不同秸秆还田方式下春玉米全生育期生物量、籽粒产量、株高、产量和水分利用效率等生长指标的变化,并采用Logistic生长模型对春玉米株高进行回归分析。结果表明:FNT和CN株高最大值较CK分别高10.78%和7.72%,作物耗水系数较CK分别降低12.67%和15.82%,水分利用率较CK分别增加18.87%和14.60%,籽粒产量较CK分别增加20.42%和16.32%。FNT和CN处理干物质累积较CK最高可达60.23%和35.16%。因此,FNT更能有效促进春玉米生长,明显降低作物耗水系数并提高水分利用效率,同时还有助于提高春玉米籽粒产量,对干物质的累积有明显的促进作用。     

不同水分处理对玉米根系分布及产量的影响研究

为了从机理上揭示土壤水分对玉米生长及产量的影响,文中采用了室内盆栽的形式,在玉米三叶期后开始控制灌溉的含水量下限,对其进行不同水分处理。试验对玉米的根长密度、总根长、根系干重、产量构成因子、产量及灌溉水利用系数进行了系统的分析。结果表明:不同水分处理不改变玉米根系随土层增加所呈现的对数递减的分布形式,却改变了其在不同土层的分配比例;水分处理W1玉米总根长及根系干重均大于W2,但差别不显著;W3玉米总根长及根系干重较W1、W2均显著减小;相对于其他处理,W1水分充足,其玉米产量最高,穗粒数最多,且玉米籽粒最饱满;W2较W1玉米产量、穗粒数及百粒重均有所降低,但降低的程度不显著;W3和W4玉米均严重减产,且籽粒干瘪不饱满。各水分处理灌溉水分利用效率排序为W2>W1>W3>W4。综合考虑玉米生长指标及灌溉水利用效率,确定在玉米生育期内以田间持水量的70%作为灌溉下限较为合理。     

夏玉米节水灌溉制度的确定

根据山东省夏玉米的生长规律、特点及生产中的实际需要,采用鲁中石马灌溉试验站的实测资料,建立了产量与水分关系的递推模型,并根据该模型的动态特性利用动态规划法确定了夏玉米的节水灌溉制度。     

不同灌水定额对景电灌区春玉米光合生理特征及经济效益的影响

文章分析了不同灌水定额对春玉米光合生理特征、产量、水分利用效率及经济效益的影响。结果表明:灌水定额减小影响了玉米叶片的正常光合作用,导致整体光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降的同时还促使了光合速率日变化的峰值提前,不利于光合产物的积累。综合考虑春玉米产量、水分利用效率、经济效益等指标,当灌水定额为360m~3·hm~(-2),灌水10次,灌溉定额为3600m~3·hm~(-2)时,能够在稳产的基础上显著提高水分利用效率和灌溉水分利用效率,并能提高春玉米产量和经济效益,该灌溉制度为景电灌区种植春玉米提供理论依据。     

考虑作物产量和化肥流失时排水设计标准的确定方法

我国南方多采用水稻与冬小麦连作的耕作模式。由于小麦生长期降雨量较多，地下水位过高，作物易受渍害。水稻长期淹灌，土壤通气状况不良，易造成作物减产。为此，都需要修建排水系统。但排水的同时也增加了化肥的流失，污染河湖水体，对水环境造成危害。为了使排水系统能同时满足作物增主和防止化肥流失对环境影响的要求，本文着重探讨了水旱连作条件下，同时考虑农田水分状况和排水水质的排水设计标准及排水规格的确定方法和步骤。     

华北地区夏玉米田间水分转化规律研究

利用一维垂直非饱和土壤水运动计算模型，通过模拟计算夏玉米生育期各生长阶段不同水文年、不同灌水定额下田间水分转化规律，对棵间蒸发，深层渗漏与灌水定额之间的数量关系进行了定量研究，并建议华北地区夏玉米节水灌溉定额为40m^2/亩。     

基于水文水动力耦合模型的平原湖区土地利用变化对排涝模数的影响

为准确模拟平原湖区土地利用变化对排涝模数的影响,选取湖北省四湖流域螺山排区作为研究区,利用构建的SCS-MIKE11耦合模型计算不同时期土地利用类型下的排涝模数,分析土地利用变化对排涝模数的影响,并通过设置不同水旱比、水面率和地面硬化率的组合,对土地利用变化条件下的排涝措施进行模拟优化。结果表明:在10 a一遇的1 d暴雨3 d排除和3 d暴雨5 d排除的标准下, 2011年土地利用方式下求得的排涝模数比1994年求得的排涝模数大,分别增加了159.3%和33.6%;在保持水旱比和水面率不变的情况下,地面硬化率每增加1%,1 d和3 d暴雨下排涝模数分别增加0.005 m³/(s·km²)和0.003 m³/(s·km²);在保持水旱比和地面硬化率不变的情况下,水面率每增加1%,1 d和3 d暴雨下排涝模数分别减小0.016 m³/(s·km²)和0.012 m³/(s·km²);在保持水面率和地面硬化率不变的情况下,水旱比每增加0.1,1 d暴雨和3 d暴雨下排涝模数分别减小0.004 m³/(s·km²)和0.003 m³/(s·km²)。因此,除了增加排涝泵站的排涝流量外,减少地面硬化率(例如采用透水路面)、增加水面率和水旱比也是除涝减灾的有效措施。研究成果可为土地利用变化条件下平原湖区排涝模数的确定和排涝措施的制定提供参考。     

节水灌溉条件下作物系数和土壤水分修正系数试验研究

考虑土壤水分调控所产生的作物生长滞后效应与补偿生长效应,对节水灌溉条件下作物蒸发蒸腾量ETc的理论计算模型进行了研究。根据灌溉试验资料,确定了冬小麦、夏玉米、棉花及水稻作物的作物系数Kc,得出节水灌溉条件下主要农作物土壤水分修正系数Ks的计算公式。覆膜旱作节水灌溉模式的水稻需水量计算实例结果显示,计算值与实测值较为吻合,模型具有较高的精度。     

浙江红壤区水分条件对冬小麦生长的动态耦合模拟

本文讨论了土壤水分运动与作物生长动态耦合模型的建立方法.经与试验结果比较，验证了土壤水分运动和作物生长动态耦合模型对冬小麦生长过程模拟的可靠性，分析了模型中有关作物旱害和渍害耦合参数的灵敏性.应用该模型对南方多雨地区冬小麦生长进行的分析。     

中国南方低洼圩区渍害成因分析及防治途径概述

从农田渍害生态系统的角度综述了我国南方低洼圩区产生渍害的五大成因：气候因素、地形地貌因素、土壤因素、水文地质因素和人为因素；在分析南方各地治理渍害经验的基础上，概述了目前改造和防治渍害低产田的七大措施：搞好水利工程建设，实行水旱轮作，加强耕作管理，增施有机肥料，利用抗湿种质资源，喷施外源生长调节剂及应用高分子技术。指出治渍抗灾必须采取综合措施，才能取得良好的效果。     

条带覆盖下土壤水热动态的田间试验与模型建立

描述了夏玉米生长期间麦秸条带覆盖(行间覆盖)条件下土壤水热动态的田间试验.在此基础上，采用交替方向有限差分法建立了模拟苗期条带覆盖下土壤二维水热迁移的数值模型.其中覆盖部分土壤表面的边界条件由能量平衡方程确定.模型的输入只需常规气象资料、土壤水热迁移参数及覆盖参数.数值计算结果表明，该模型具有一定的实用价值。     

Improving Water Reuse in Paddy Field Districts with Cascaded On-farm Ponds using Hydrologic Model Simulations

On-Farm Ponds (OFPs) are an important irrigation facility in rice-based irrigation systems. An OFP water reuse system in paddy field districts is composed of upstream commanded paddy fields, irrigation and drainage ditches, cascaded OFPs and downstream irrigated paddy fields. This study assesses the performance of an OFP water reuse system and explores potential water management strategies to enhance return flow reuse for rice production. A cascaded model including a modified two-tank module and a pond water balance module is developed to describe hydrologic characteristics of the water reuse system. Model calibration and validation show that the measured and simulated data are in a good agreement and the proposed model can be used to hydrologic analyses of OFP water reuse systems. The water reuse system has high water reuse efficiency as the return flow regulated by OFPs was reused several times from the upstream to downstream of the paddy fields. Return flow and actual reuse water increase with the maximum ponded depth of paddy fields. As the water level in a drainage ditch decreases, the available return flow increases and local water shortage can be alleviated. The supply-and-demand gap between seasons becomes more harmonized when the regulated water level in pond increases, resulting in a decrease in water shortage. The reuse of return flow is a quick-response water supply solution to meet the rice water demand during peak demand periods.     

黄土旱区作物-水分模型

本文依据田间试验数据，采用Jensen模式，研究了黄土旱区冬小麦、春玉米这两种优势作物的 水分模型。研究结果表明，小麦在播种～返青期缺水敏感指数(λ)最大，对缺水最为敏感；拔节～抽穗期次之，然后是抽穗～灌浆期，而灌浆～成熟期和返青～拔节期的敏感性最小。总耗水量在320～420mm之间，灌水量为260～300mm左右、且分布在冬前和拔节～抽穗期是节水高产高效的灌水模式。玉米拔节-抽穗期和抽穗-灌浆期对缺水最敏感，拔节前和灌浆-成熟期敏感性小。说明拔节后到抽穗期补水对产量作用最大，其次为抽穗-灌浆期。这为黄土旱区制定灌溉制度提供了重要理论依据。     

黑龙江省水田发展战略北移的新思考

黑龙江省从2000年开始提出水田发展战略北移起,至今已过去10 a。伴随着种植技术的进步,在政府要粮、农民要经济效益的双重动力下,＂到北部种水田＂的目标正在逐步推进。但在黑龙江省南部原有超水资源承载能力的水田并没有被＂移出＂,灌溉期断流、地下水超采等生态难题和水事纠纷并没有缓解,局部地区有愈演愈烈之势。用＂转移＂水田去抗旱的初衷基本没有实现。未来如何在保护水生态环境和种粮之间找到平衡点,只有靠明确水权后,赋予并提高政府的执行力来强制执行。同时,用控制灌溉等节水技术来尽可能的扩大种植面积以缓解政府强制北移水田的矛盾。