有限水分条件下集雨补灌灌溉制度研究

针对黄土高原半干旱集雨补灌区气候特征和水资源现状。以玉米为试材,研究了不同水分组合处理对玉米产量的影响。结果表明:集雨补灌3次处理产量为2353.61~3845.62 kg/hm2,增产效果为44.07%~72.01%。在同样补灌水量及灌水次数的情况下,把灌浆期增加的灌水定额转移到拔节期更有利于提高玉米增产效果和集雨补灌效率。将灌浆期多补充7.5 mm的水量调配给拔节期后,使得补灌效率增加2.05 kg/m3。对于灌水2次的处理,将同样的水量补在拔节期后,使得增产效果和补灌效率都有不同程度的提高,增产效果提高12.93%~21.89%,补灌效率提高3.41~4.21 kg/m3。     

内蒙古河套灌区秋浇定额研究

秋季储水灌溉是内蒙古河套灌区一种特殊的灌水制度。它牵涉到在黄河水源紧缺的条件下 ,如何节约水量 ,进行合理灌溉的问题。通过土壤含水率、土壤盐分、地下水位的变化与秋浇定额的关系的试验研究 ,确定出秋浇定额为 15 0 0～ 195 0m3 /hm2 。该值比较符合河套灌区节水、保墒、淋盐的目的。     

河套灌区耕地-荒地-海子间水盐运移规律及平衡分析

内蒙古河套灌区引水量逐年减少,输入灌区的盐分无法有效排出,灌区内部盐分迁移规律发生了较大变化。针对此现状,通过2年现场观测试验,开展了耕地-荒地-海子间水力联系及水盐动态研究。采用土壤水动力学与溶质动力学方法,对耕地—荒地—海子系统分别构建水量和盐量平衡模型,进而揭示了耕地—荒地—海子系统间水分和盐分运移关系。结果显示:在作物生育期,土壤非饱和带及地下储水量?S分别平均减少了35.05、138.2和195.7 mm,耕地、荒地和海子均处于水分消耗状态。基于Surfer软件Grid Vector Map与耕地—荒地—海子系统水量和盐量平衡模型,发现在2017年和2018年作物生育期,耕地地下水向荒地的迁移率平均值分别为78.75%和79%;荒地地下水向海子的迁移率平均值分别为44.3%和46.3%。耕地腾发量ET平均值比荒地和海子边界的分别高32%和29.15%,海子亏水631.2～706.3 mm,如果没有水分补给,海子将会面临干涸危险;在灌溉条件下,耕地地下水盐分平均增加861.45 kg/(hm~2/a),耕地地下水迁移给荒地的平均盐量为3231.90 kg/(hm~2/a),荒地地下水迁移给海子的平均盐量为3139.7 kg/(hm~2/a)。研究结果为灌区水盐调控提供了基本依据。     

河套灌区套种模式下田间灌水有效性评价

针对河套灌区典型的套种模式以及地下水位较浅的情况,基于SPAC系统应用土壤水动力学理论定量分析了作物生育期内大气水、灌溉水、作物水、土壤水和地下水的相互转化关系。应用FAO推荐的Penman-Monteith法及双作物系数法,对小麦套种玉米、小麦套种向日葵模式的实际腾发量进行了计算。从动态观点出发,在时间尺度上考虑深层渗漏量和根系层储水量对作物的有效性,对灌区田间灌溉水的有效性进行了评价。结果表明:小麦套种玉米的实际腾发量为635.8 mm,小麦套种向日葵的实际腾发量为428.2 mm;小麦套种玉米灌溉水利用率为91.9%,小麦套种向日葵的灌水利用效率为88.4%。     

炭基肥和调亏灌溉对大豆光合特性和耗水的影响

为探究炭基肥和调亏灌溉程度对大豆光合特性和产量的影响,采用盆栽试验,裂区试验设计,以东豆一号为研究对象,主区为BF0:0kg/hm2,BF1:300kg/hm2,BF2:600kg/hm2,BF3:900kg/hm2,裂区为开花期调亏灌溉三个水平(W1:土壤含水量为田间持水量的45%～50%,W2:土壤含水量为田间持水量的60%～65%,W3:土壤含水量为田间持水量的75%～80%),该生育期灌水上限为田间持水量的80%,该生育期结束恢复供水。结果表明:调亏灌溉会显著降低大豆各生育阶段蒸腾速率,不同处理对大豆叶片净光合速率和叶绿素含量的影响呈现先升后降的趋势,炭基肥和调亏灌溉的交互效应对复水后大豆叶片光合作用的补偿效应较为突出。在轻度调亏时,施加600kg/hm2炭基肥较未施肥的处理可显著降低大豆全生育期耗水,提高水分利用效率,最高水分利用效率处理可较最低处理提高52.86%,因此,600kg/hm2炭基肥和轻度调亏的交互效应对大豆节水效应较为突出。     

绿洲农作物灌溉水分生产力年际变化——以张掖市甘州区为例

灌溉水分生产力可以直接显示出在灌区投入单位灌溉水量的农作物产出效果。根据甘州区1995～2007年水利年报、统计年鉴等资料,分析了不同种植方式的农作物灌溉水分生产力。结果表明：黑河水量调度后,不同种植方式的农作物灌溉水分生产力大田玉米由1.466 kg/m^3增加到1.528 kg/m^3;大田小麦由1.357 kg/m^3减小到1.311 kg/m^3;带田作物由0.936 kg/m^3增加到1.016 kg/m^3;制种玉米为1.333 kg/m^3。干旱区绿洲灌溉水分生产力的年际变化除与农业产业政策、农作物种植结构调整、社会经济状况等变化有关外,也与区域气候变化有关。     

咸水灌溉下制种玉米水分利用效率的研究

为了探究石羊河流域地下咸水资源的利用方式,在西北干旱区的石羊河流域开展了咸水灌溉田间试验,通过测定土壤含水率和制种玉米产量指标,研究咸水灌溉对制种玉米耗水量、产量、水分利用效率和灌溉水分利用效率的影响.研究结果表明:在相同灌溉水量条件下,不同灌水矿化度对制种玉米的耗水量影响不明显;随着灌水矿化度的增加,制种玉米的产量逐渐降低,3 g/L的微咸水灌溉与淡水灌溉相比,减产幅度在20%以下,而9 g/L的高矿化度的咸水灌溉减产幅度在30%以上;水分利用效率和灌溉水分利用效率具有与产量类似的规律.因此,在研究区短时期采用3 g/L以下的微咸水进行灌溉,对制种玉米减产幅度、水分利用效率和灌溉水分利用效率的影响较小.     

宁夏扬黄限额灌区降水资源高效利用技术研究

在宁夏中部干旱带年平均降雨量350 mm的限额灌溉区,以滴灌玉米种植为对象,集成覆膜微集雨、土壤保水、抑制蒸腾等技术,开展降水资源就地高效利用试验研究,通过对试验区玉米在不同模式下产量及水分生产效率的对比分析,从而提出深翻20～40 cm+半覆膜膜侧种植+保水剂(秦威加力7.5 kg/hm2)+喷施抗蒸腾剂(万代红1.05 L/hm2)为宁夏中部干旱带限额灌溉区适宜的玉米降水资源高效利用模式,产量达到13 785 kg/hm2,水分利用效率达到4.22 kg/m3。     

枸杞间作模式下水分调亏对红豆草产量及水分利用影响

为提高枸杞种植综合效益,实现水资源的高效利用。以枸杞间作红豆草为研究对象,设置4种水分梯度,分析水分调亏对红豆草产量和水分利用效率的影响。结果表明:随亏水程度增加,干草产量逐渐减小;粗蛋白含量随亏水程度加剧逐渐增大;粗蛋白产量在轻度水分亏缺下最大,较充分灌溉提高6.45%;水分利用效率随亏水程度加剧呈先增大后减小趋势。综合得出,枸杞间作模式下,与充分灌溉相比,轻度水分亏缺未显著降低红豆草产量,同时获得了较优品质和较高水分利用效率。     

ISAREG模型在灌区土壤墒情预报中的应用研究

土壤墒情预报是农田土壤水分调控的基础和前提。针对当前灌区土壤墒情监测工作量大且预报精度不高的问题,采用数值模拟和农田实测数据相结合的方法,应用以水量平衡法为基本原理的ISAREG灌溉模型进行灌区土壤墒情预报,并利用内蒙古河套灌区沙区灌溉试验站的大田实测数据对ISAREG模型的模拟精度进行验证,结果表明:ISAREG模型能较好地模拟作物土壤含水率的动态变化,模型输出的模拟值与实测值对比,回归系数约为1.02,决定系数在0.6以上,误差在10%以内,表明该模型参数经过校准和验证后,可以用来进行土壤墒情预报。该模型还具有识别作物是否处于水分胁迫状态,并对作物灌溉制度进行评价和优化的功能,可进行灌区灌溉预报。     

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。     

宁夏半干旱区玉米滴灌灌溉制度试验研究

为了促进宁夏半干旱区节水灌溉技术的推广应用,本文针对宁夏扬黄灌区规模推广玉米大田滴灌缺乏相关滴灌灌溉制度的突出问题,采用大田小区对比试验与示范区技术应用监测相结合的方法,开展了玉米裸地滴灌灌溉制度试验研究。在综合分析玉米生育期灌溉定额、土壤含水率变化、耗水量、作物产量、水分生产效率的基础上,研究提出了玉米生育期滴灌11~12次、灌水定额300~450 m3/hm~2,灌溉定额4 200~4 425 m3/hm~2的滴灌灌溉制度。研究结果表明:玉米大田滴灌目标产量15 000 kg/hm~2,水分生产效率达到3.0 kg/m3,玉米滴灌较大田畦灌可提高经济效益3 735元/hm~2,同时节水1 800 m3/hm~2、节水30%以上。     

碎麦秸垫膜覆盖对民勤绿洲食葵产量及土壤酶活性的影响

为解决民勤绿洲灌区水资源短缺、土壤耕层状况恶化、食葵产量不佳等问题,在民勤灌区设置无覆盖(CK)、秸秆覆盖(S)(秸秆量为4 500 kg/hm²)、地膜覆盖(F)、碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)(秸秆量为4 000 kg/hm²)、碎麦秸垫膜覆盖(SF₂)(秸秆量为4 500 kg/hm²)5个处理,采用当地农户普遍的灌溉水平(750 m³/hm²),研究了食葵生长状况及土壤酶活性的变化。结果表明：碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)处理下土壤温度显著高于其他处理,并且有着更高的保水效果,保证了食葵的正常生长发育;碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)条件下平均出苗率较CK处理提高了12.1%(P<0.05),较S处理的出苗率提高了9.7%(P<0.05);碎麦秸垫膜覆盖(SF₁)条件下食葵产量达到4 780.95 kg/hm²,较SF₂、F、...     

水足迹视角下辽宁省春玉米生育期水土资源匹配特征研究

随着气候变化及种植结构调整,农业水土资源配置状况发生改变,研究农业水土资源匹配特征对农业可持续发展具有重要意义。基于作物生产水足迹视角,采用广义农业水土资源匹配系数的计算方法,对 1985—2018年辽宁省春玉米生育期的水土资源匹配特征进行分析。结果表明：1985—2018 年间辽宁省春玉米农业水土资源匹配系数变化波动明显,总体以 14 m³/（hm²·a）增长,多年平均农业水土资源匹配系数值为 5733 m³/hm²。同时,1985—2018 年间辽宁省春玉米农业水土资源匹配状况呈现向好趋势,东部农业水土资源匹配良好的地区增多,西北部农业水土资源匹配较差的范围缩小。未来辽宁省玉米种植结构调整,应立足各地区农业水土资源匹配特征,构建水土资源空间均衡的农业生产体系。     

暗管排水与节水灌溉条件下盐渍化农田水盐分布特征

灌溉淋洗压盐系盐碱地改良的主要措施,但同时也会造成地下水上升,带来随作物生育期逐渐出现的土壤耕层的返盐现象,其与暗管排水结合则可提高脱盐效果。为了研究暗管排水条件下的油葵在拔节期增加不同的灌水量对盐碱地(施加30 t/hm~2脱硫石膏,土壤耕作层掺入85.05 m~3/hm~2细沙)土壤水盐及土壤酸碱性分布的影响,设计了暗管排水结合传统灌溉处理、暗管排水结合节水灌溉处理、暗管排水结合无灌水对照处理3种处理,通过监测土壤EC值、pH、含水率,分析暗管排水结合传统灌溉与节水灌溉对重度盐碱地土壤的水分、盐分及酸碱程度的时空变化特征。结果表明:与对照处理对比,传统畦灌方式下灌水处理降低了土壤含水率,对0～20 cm土层的脱盐效果明显;在暗管排水的基础上,对照处理的油葵地0～60 cm土层的EC值为3.49～0.67 d S/cm,节水灌溉处理的EC值为1.71～0.33 d S/cm,传统灌溉处理的EC值为3.75～0.27 d S/cm;虽然传统灌溉在灌水后10 d左右降低了0～100 cm土壤盐分,提高了土壤的含水率,但传统灌溉处理下油葵在开花期0～40 cm土层的含水率比对照处理低,且40～100 cm土层的返盐程度是节水灌溉的2～3倍;对照处理下0～60 cm土层的pH为7.54～8.65,节水灌溉处理下pH为7.51～8.89,对照处理下40～100 cm土层的pH为8.29,传统灌溉处理下pH为8.1～10.85,节水灌溉处理的土壤在0～100 cm的土层呈现脱碱的状态,高的灌水量使土壤有碱化的可能,尤其是在20～40 cm土层。暗管排水条件下在油葵拔节期进行节水灌溉有利于土壤脱盐、脱碱。     

黄河三角洲水土资源空间匹配格局探析

水土资源二者在空间上的匹配程度直接影响着区域农业的可持续发展、资源的可持续利用。本文以黄河三角洲中心城市东营市及所辖区县为研究区域,分析了该区域水土资源空间分布的差异、构建了水土资源匹配测算模型、测算了水土资源匹配系数、划分了水土资源空间匹配程度。结果表明:该区域水土资源总体呈现出"土地资源丰富,水资源缺乏"的态势;东营市水土资源匹配系数为0.19万m3/hm2,低于山东省平均水平0.30万m3/hm2,更远远低于全国平均水平1.72万m3/hm2,东营市各区县水土资源匹配系数利津县最低0.07万m3/hm2,广饶县最高0.42万m3/hm2,相差达到0.35万m3/hm2。研究区水土资源空间匹配程度总体呈现出"南高、北次之、中间低"的格局;地表水资源短缺、地下淡水资源非常有限,是导致黄河三角洲水土资源空间匹配程度差的主要限制因子。     

基于熵权-TOPSIS的滴灌春玉米灌水定额研究

为准确得到适宜于北疆地区滴灌春玉米的灌水定额,设置了W₁(225 m³/hm²)、W₂(300 m³/hm²)、W₃(375 m³/hm²)、W₄(450 m³/hm²)、W₅(525 m³/hm²)、W₆(600 m³/hm²) 6个水平的灌水定额,研究灌水定额对春玉米生长发育和产量的影响。选取部分生长指标、产量指标、节水指标作为评价指标,结合耗水规律和指标显著性进行分析,并采用熵权-TOPSIS综合评价法,优选适宜于北疆地区滴灌春玉米的灌水定额。结果表明：滴灌春玉米的关键生育期为抽雄散粉期,该生育期最优灌水定额为525 m³/hm²;耗水量和耗水强度...     

淤积刺激下滨海湿地植物根系吸水及土壤水分变化

基于HYDRUS-1D模型,研究滨海盐沼湿地中泥沙淤积和地下水位对滨海互花米草根系吸水及土壤水分变化的影响。结果表明:地下水位为0 cm时,泥沙淤积对土壤含水率沿土壤深度的分布无影响;地下水位为-14 cm时,互花米草根系生长的土壤含水率相对略低,受到泥沙淤积的轻微影响;地下水位为-28 cm和-42 cm时,泥沙淤积促进互花米草根系吸收土壤表层的水分,加快淤积层土壤水分的消耗,进而改善土壤淤积层的通气条件。在泥沙淤积刺激下,互花米草根系主要吸水区域往淤积层方向垂直上移。