丘陵旱地冬小麦覆盖施肥效应研究

1998年－2000年对丘陵旱地冬小麦进行了覆盖施肥效应的研究，结果表明：在试验条件下，施有机肥和覆膜或盖草较不施和裸地的处理耕层土壤含水量分别增加0.22%-1．05％和1．29％－4．11％；以有机肥16500kg/hm^2和33750kg/hm^2、尿素240kg/hm^2和360kg/hm^2、磷酸二铵371kg/hm^2和555kg/hm^2、硫酸钾149kg/hm^2和222kg/hm^2、覆膜或盖草为最佳组合，其经济效益达极显著水平，而覆膜与盖草处理间差异不显著。为此认为，深耕结合施有机肥、适量化肥和盖草是丘陵旱地小麦保护增产的经济有效措施，应推广应用。     

集雨补灌对冬小麦套玉米复合群体生长特性研究

通过研究旱农区集雨补灌条件下不同栽培模式的作物生长特征发现：冬小麦／玉米较单作小麦和玉米年均光能利用率分别提高了49.67％和50.66％，耗水系数分别提高63.1％和70.2％，套作比单作增产13.21％－38.53％，其中6：3套作群体补灌处理增产幅度最大；叶日积（LAI－D）增加是套作增产的重要原因，套作群体中小麦叶片趋薄程度大于单作；补充灌溉可加速不同作物生长后期干物质向穗部的转移，且套作小麦穗部干物质积累速率大于单作；干旱造成的株高不足是导致玉米减产的重要原因，但可通过关键期补充灌溉加以缓解。     

旱地玉米双垄全膜覆盖“一膜用两年”免耕栽培模式研究

在推广应用旱地玉米双垄面集雨全膜覆盖沟播技术基础上,从减少投入、提高经济效益入手,进行了旱地玉米双垄全膜覆盖"一膜用两年"免耕栽培模式的试验研究.结果表明,该项技术玉米农艺性状明显优于常规覆膜栽培,玉米产量比常规栽培增产956.1 kg/hm2,增加16.31%;前期土壤含水量显著提高,玉米出苗率比双垄面集雨全膜覆盖沟播和常规覆膜栽培分别提高2.58%、14.5%;比双垄面集雨全膜覆盖沟播栽培和常规覆膜栽培分别减少投入1 350元/hm2、1 860元/hm2,纯收入分别增加703.9元/hm2、3 055.1元/hm2,经济效益显著.     

山地节水滴灌设备研制及其应用效益研究

用节水包将贮存水在早期根据植物的不同需水量，将贮水以点滴或微细流的方式注到植物根部，供植物直接吸收，使灌溉水不蒸发，不渗漏，水分利用率达95％。通过应用试验，集雨袋贮、节水包滴灌具有投资少、效益显著等特点，修建贮量3t的集雨池，100m^2的集雨场，并配套可供1hm^2果树地使用的节水包滴灌，总投资2143．5元左右，节能省工。在同等立地条件下，较地面灌增产10％～16％，节水65％～76％，提高造林成活率46％。多年的抗旱造林多模式节水试验表明，在自然立地条件差的干旱山区，集雨袋贮、节水包滴灌技术是一项简便易行，投资低，效益好的技术，便于推广。     

襄樊市小麦条锈病发生特点与治理措施

襄樊市是湖北的小麦主产区,全国优质弱筋小麦优势产业带,2004年小麦种植面积18万hm^2。小麦条锈病是影响襄樊市小麦产量的最主要病害之一,全市小麦条锈病发生面积14．67万hm^2,防治面积36万hm^2次。在2004年小麦条锈病大发生的严峻态势下,襄樊市把小麦条锈病防治作为实现2004年粮食增产、农民增收的中心工作来抓,“测报主动、行政推动、广泛发动、样板带动、上下联动”,经过3月中旬至4月上旬3次战役连续作战,有效控制了条锈病的发生危害。夏粮总产达10．11亿kg,占全省部产的35．6％;增产1．86亿kg,占全省增量的75％;小麦单产331．5kg,比2004年增46kg。     

不同旱作区覆膜方式对小麦产量的影响

采用不同覆膜方式田间小区试验研究了不同旱作区小麦全膜覆土穴播技术的增产效果。结果表明:不同覆膜方式小麦增产幅度和增产量以全膜覆土穴播极显著地高于全膜平铺穴播,全膜平铺穴播显著地高于膜侧沟播;3种覆膜方式小麦较露地条播(对照)平均增产率分别为73.9%、60.3%和33.3%,平均增产量分别为2 457.9、2 007.2、1 045.9 kg·hm-2;不同旱作区全膜覆土穴播小麦增产幅度表现为半干旱偏旱区半干旱区半湿润偏旱区,3个旱作区全膜覆土穴播小麦较露地条播增产率分别为90.2%、73.7%和57.8%;而不同旱作区全膜覆土穴播小麦增产量则表现为半湿润偏旱区半干旱区半干旱偏旱区,3个旱作区全膜覆土穴播小麦较对照增产量分别为2 220.3、2 520.9、2 632.5 kg·hm-2,特别是在年降雨量500~600 mm的旱作区全膜覆土穴播小麦平均产量达到7 183.5 kg·hm-2,最高达到7 405.5 kg·hm-2,创造了该区域旱地小麦的最高产量。     

旱地春小麦集雨补灌增产机制初探

为查明集雨补灌对不同种植模式小麦的增产机理，于1998年在甘肃中部旱农区进行了田间试验。结果表明：少量灌水使沟播春小麦出苗率提高，小穗数及穗粒数增加；在植株生长的需水关键期补灌，小麦叶面积增大，叶绿素含量提高，地上部干物质及籽粒干物质积累量增加，有效小穗数及穗粒数增多，穗粒千重及千粒重增大，最终经济产量和生物产量提高。籽粒平均灌浆速率和最大灌浆速率提高是旱田补灌作物增产的主要机制。     

秸秆覆盖量对土壤水分利用及春玉米产量的影响

为了探明半干旱区秸秆覆盖栽培中适宜的秸秆覆盖量,在宁南旱区进行了春玉米栽培试验。试验设1.35、0.9、0.45和0万kg/hm24个覆盖量处理,分析了不同覆盖量对土壤水分、玉米产量及水分利用效率的影响。结果表明,4年玉米生育期覆盖量从高到低0～200 cm土层平均土壤贮水量分别较CK(无覆盖)高15.47、10.79 mm和6.26 mm(P<0.05)。试验期间,2009年玉米生育期降雨量最低(为266.1 mm),各处理依次较CK增产13.10%、17.37%和5.40%(P<0.05);2010年玉米生育期降雨量最高(为433.6 mm),各处理依次较CK增产3.91%、7.58%(P<0.05)和1.70%。0.9～1.35万kg/hm2覆盖量增产效果明显,4年平均比CK增产14.23%～12.03%,水分利用效率提高了10.64%～8.87%。宁南旱区,0.9万kg/hm2秸秆覆盖量能更好地蓄水保墒,促进农田土壤水分良性循环,且对提高玉米产量和水分利用效率有显著效果。     

沟覆盖材料对垄沟集雨种植土壤水分和玉米根系分布的影响

为寻求半干旱地区垄沟集雨环保沟覆盖材料,探究垄沟集雨种植增产机理,在半干旱黄土高原区通过大田试验,以传统平作为对照,研究不同沟覆盖方式(无覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖)对土壤含水量、玉米根干重、根长、根表面积和根体积的影响。结果表明:垄沟集雨种植沟中的土壤含水量、玉米根干重、根长、根表面积和根体积明显大于垄中;与平作相比,无覆盖、生物可降解地膜覆盖和秸秆覆盖耕层沟中作物生育期平均土壤含水量分别增加6.9%、10.6%和9.3%,垄中平均土壤含水量分别降低13.8%、10.9%和5.6%;玉米总根干重(沟中+垄中)分别降低15.9%、6.1%和16.8%,总根长分别增加37.6%、43.7%和34.8%,总根表面积分别增加10.5%、33.6%和15.0%。无覆盖和秸秆覆盖玉米总根体积分别降低34.5%和16.3%,生物可降解地膜覆盖玉米总根体积增加13.2%。与传统平作相比,垄沟集雨种植增加土壤水分、玉米根长和根表面积,降低玉米根干重。在不同沟覆盖方式中,生物可降解地膜覆盖具有较高土壤含水量、根长、根表面积和根体积。     

覆盖补水施肥对旱地小麦产量及土壤环境的影响

在覆盖补水条件下，设置了不同覆盖方式、不同补水时期、不同追肥时期和不同施肥量等试验。结果表明，地膜穴播产量较高，较对照增产41．3％，比膜侧条播增产21．1％。在覆盖基础上，底墒较差时，越冬前补水较对照增产30．5％；底熵较好时，拔节期补水较对照增产15％以上。在覆盖补水前提下，将常规的一次性施肥分别改为拔节、越冬和孕穗3个时期追肥，拔节期追肥产量比对照增产14．3％；越冬追肥增产9．0％。不同化肥施用量，N300P300K240产量较CK增产20．0％；次为N150P300K120及N150P225K120，再次为N225P225K180和N150P150K120。在不同施氮水平（纯N75kg/hm^2-300kg/hm^2）和不同施K2O水平（KWO60kg/hm^2-240kg/hm^2)中，产量随着施磷量的增加（P2O575kg/hm^2-300kg/hm^2)而增加。     

基于HYDRUS-2D的雨水集聚深层入渗系统土壤水分运移模拟

为了解雨水集聚深层入渗(RWCI)系统土壤水分的入渗规律,设置不同灌水量(10 L、21 L和36 L)和RWCI设计坑深(40 cm和60 cm)的室内土箱试验,观测不同灌水量与不同水头变化情况土壤含水率变化和土壤湿润锋在径向和垂直方向上运移过程,依据非饱和土壤水动力学理论,建立HYDRUS-2D变水头边界条件土壤水分二维入渗模型。通过与实测数据对比,结果表明模型模拟值和实测值具有较好一致性:垂向湿润锋相对均方差(R_E)、平均绝对误差(MAE)和纳什系数(NE)分别为0.019、0.011 cm和0.994,径向湿润锋R_E、MAE和NE分别为0.018、0.851 cm和0.977,土壤含水率R_E、MAE和NE分别为0.188、0.016 cm~3·cm~(-3)和0.916。相比于设计深度为40 cm的RWCI系统, 60 cm RWCI系统在不同灌水量下能够更有效地增加果树根系分布层的土壤含水率,增加土壤水分入渗深度;相同灌水量下RWCI系统设计深度的径向湿润锋分布间无明显差异,而垂直方向的分布具有明显差异;RWCI系统在相同的设计深度下,随着灌水量增大湿润锋在垂向与径向的运移距离差异逐渐增大。     

内蒙古黄土高原区降水规律与集雨利用潜力分析

在黄土高原干旱少雨,地下水埋深较深的地区,通过建立水窖集雨供人畜饮用和作物补充灌溉具有重要意义。本研究利用沙圪堵镇的准格尔旗气象站1959—2000年气象资料,进行降水规律分析。结果表明,位于内蒙古黄土高原区的准格尔旗年均降水量为392.1mm,最大年降水量为635.5mm,最小降水量仅为142.5mm。年降水量在500mm以上的保证率为19%,接近五年一遇,年降水量400mm以上的保证率为44%,可基本上满足短季耐旱作物的生长之需;降水量在300mm之下的频率为21%,不能满足作物生长对水分的需求。有1/3的年份年降水量300—400mm之间,作物生长所需水分亏缺的部分,需要适当补灌。由于4—5月作物播种和苗期降水量少,存在生长障碍,如能在前一年集雨次年春天补充灌溉将有利于全苗和增产。对于10mm以上的降水,保证率80%以上的降水量仅为135mm,保证率60%的降水量为200mm。中雨雨量为达到300mm的保证率只有30%。对于大雨过程,总降水量200mm只有15%的可能性,100mm以上的保证率为60%。如果降水10mm以上才能集到雨水,100m2的集雨面,只有60%的年份产水量大于20方。不同集雨面的集流效益不同,在建立集雨水窖时,要根据水窖体积和集雨面材料的集流效率,合理确定集雨面,保证80%以上的年份达到满意的集雨效果。另外,根据降水规律可利用自然地面进行田间集雨,利用土壤库容保存降水供作物生产之用。     

不同材质水窖储水水质及其变化规律实验研究

为研究不同水窖窖体材质对储水水质净化效果及其雨水水质自净规律的影响,合理选择水窖窖体材料,实验研究了在红粘土、水泥、混合材质模拟水窖中,贮存雨水水质指标pH、DO、CODMn、细菌总数随时间变化的规律。结果表明:红粘土水窖的水体自净作用较强,耗氧速率常数K红粘土﹥K混合材料﹥K水泥;随窖水自净作用的进行,CODMn和细菌总数先增大后缓慢降低,最后趋于某一常数,DO变化近似氧垂曲线;CODMn降解速率与其浓度呈一级反应关系;红粘土、水泥和混合材质水窖自雨水贮存120天后,在监测指标中,细菌总数分别下降了98%、65%、67%,CODMn分别下降了58%、34%、46%。红粘土水窖对有机物自然降解和微生物数量控制方面均优于其它水窖,推荐因地制宜,就地取材,采用红粘土作为窖体材料。     

雨水集蓄利用研究进展

雨水集蓄利用是解决干旱半干旱地区缺水问题的一条有效途径。本文从雨水利用的涵义及历史概况出发 ,综述了国内外近半世纪以来雨水集蓄利用的研究进展和成果 ,指出了存在的问题 ,并对雨水集蓄利用研究进行了展望     

旱作农田微集水种植产流蓄墒扩渗特征研究

在宁南不同生态区的旱作农田，对秋作物和多年生牧草——紫花苜蓿设置不同微集水种植带型。系统测定生长期和非生产期不同时段和不同部位的土壤蓄水增墒效应、产流效率、蓄墒效率、垄沟系统产流入渗特征等。分析结果表明：秋作物和苗蓿牧草采用微集水种植，能显著提高农田蓄水增墒保墒作用；作物生长期微集水种植较辱地种植方式0～2m土层多增蓄水分78．0～136．7mm，其中非生产（休闲）季节同层多贮水量24．8～49．2mm；土壤蓄墒期微集水种植蓄墒率达到43．3％～62．4％，提高蓄墒效率51．0％～83．7％。     

雨水导入表土以下不同深度土壤蒸发变化研究

通过蒸发装置模拟试验，将雨水引入到表土层以下不同深度，从而改变土壤接受雨水的深度，测定土壤蒸发量，分析土壤蒸发强度、蒸发量、蒸发率和蒸发量的动态变化，确定改变雨水接受深度对土壤蒸发规律的影响。结果表明：雨水接受深度增加，土壤蒸发强度大幅度减少，雨水接受深度（H）为30 cm时，降水量（P）为30、20、10 mm处理的第1天蒸发强度分别为1.6、1.3、0.9 mm·d^-1，仅为地表接受雨水处理蒸发强度的21.02%、15.85%和12.98%。土壤蒸发量与雨水接受深度和降雨量大小有关，随时间的延长，相同接受深度条件下，蒸发量随雨量增大而增大。地面接受雨水的土壤蒸发量与时间呈对数相关（R²=0.9959），雨水接受深度为30 cm则呈线性相关（R²=0.9924）。与地面接受雨水相比，地表以下土层接受雨水可降低土壤蒸发损失，随深度增加，土壤蒸发率降低，P10H0、P10H10、P10H20和P10H30处理18 d蒸发率分别为141.14%、109.03%、49.16%和24.75%;土壤水分的蒸发率也与降雨量有关，雨水接受深度为20 cm,降雨量分别为10、20、30 mm时，6 d内土壤水分蒸发率分别为26.76%、13.57%和9.71%%。     

宁南山区雨水高效利用模式分析

对宁夏南部山区彭阳县“集雨补灌旱作节水农业技术体系集成综合示范区”进行降雨、土壤水分、雨水高效利用模式实地监测及农作物产量和雨水利用情况调查分析,表明:示范区的5种雨水高效利用模式是:(1)小流域集水,水库、塘坝拦蓄;(2)坡面集水 退耕还林还草雨水叠加利用;(3)道路路面集水利用;(4)场院、屋面集水,庭园经济利用;(5)土壤扩蓄增容、水资源就地拦蓄利用。它们对于防止或减少水土流失、雨水的合理分配及利用有着积极的作用;水库、塘坝及水窖储存的雨水补灌缓解了作物需水期水分不足的问题,雨水的就地拦蓄及叠加利用促进了作物及林草的生长,提高了雨水的经济和生态功能。     

半干旱地区雨水高效富集利用技术应用

在我国半干旱山区,高效利用雨水资源发展高效节水农业,提高灌溉水的利用率和农田水的利用效率,是解决水资源短缺问题的重要措施。"半干旱区雨水高效富集利用技术"是指天然降水在250～600mm的地区汇集降水进行农田补充灌溉的一整套实用技术。它紧紧围绕提高有限降水的高效富集高效利用,对集雨工程技术、灌溉技术、农业与生物技术、节水农机具及防渗新材料、运行管理模式进行了集成、创新研究及示范,形成了农业高效用水的技术体系。     

蓄集雨水污染成因分析及防治对策

随着社会经济的迅速发展和城市化进程的加快,雨水资源在21世纪将具有不可替代的作用,雨水资源利用势在必行。但在雨水蓄集利用过程中,水质问题仍然未能得到较好的解决。本文从雨水资源的形成和蓄集利用过程着手,分析了蓄集雨水的污染成因,并提出了切实可行的防治对策。     

国内外集雨农业研究进展与展望

从集雨农业科学研究的历史、雨水收集蓄存技术、集雨系统的分类、集雨模型和收集雨水的高效利用等方面详述了近一个世纪以来国内外的研究进展情况,指出了目前所存在的问题有:(1)对区域可收集雨水资源潜力的评估与计算研究不够;(2)多注重雨水汇集、雨水蓄存、雨水利用等各单项技术的研究,而没有把它们当作一个整体来进行研究,对这些技术的集成研究不够;(3)重视了雨水集流量的研究,而忽略了雨水集流度的研究;(4)未将生态需水纳入集雨模型。对未来集雨农业研究进行了展望。