池塘原位种植水稻对尾水生态修复的试验研究

在中山市坦洲镇分别选择泥鳅池塘和暗纹东方鲀池塘原位进行浮床栽培水稻,分析水稻生长对鱼塘尾水的净化作用。结果表明：水稻生长全程对池塘尾水有较好净化修复作用,水稻对泥鳅池塘尾水的悬浮物、总氮、总磷和化学需氧量去除率（平均值）分别达到66.12%、56.45%、43.69%和43.58%,而对暗纹东方鲀池塘尾水的悬浮物、总氮、总磷和化学需氧量去除率（平均值）分别为35.21%、30.07%、30.60%和47.50%。试验证明鱼塘种稻对池塘尾水治理修复效果显著,下一步将研究更适合的鱼稻协同共生模式。     

植物-基质组合对农田退水的净化效果研究

【目的】分析植物-基质组合对农田退水的净化效果。【方法】以独流减河-八排干农田退水为研究对象,研究植物-基质组合系统中的植物种类和种植密度、基质材料和填充率、水力停留时间(HRT)等技术参数对农田退水净化效果的影响。【结果】植物-基质组合系统(水葱+鸢尾、沸石+火山岩)能够有效净化独流减河-八排干农田退水水质,形成相对丰度较高的脱氮除磷微生物菌群,在HRT=3 d的运行模式下,连续运行10个周期(累计30 d)对氨氮(NH₄⁺-N)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的平均去除率分别为95.74%、49.94%、89.03%。【结论】八排干人工湿地建成后,在植物-基质组合系统中植物、基质、微生物的共同作用下,出水水质稳定达到地表水Ⅴ类标准,为华北地区农田退水净化工程建设提供参考。     

新建县：组织机耕服务队赴灾区作业

由于连降暴雨,新建县厚田乡的象潭和桐岗自然村受灾,受淹面积达133公顷多。7月2日,农田在水下浸泡已有半个月,早稻颗粒无收,以当时的退水速度,农田正以每天13.3～20公顷的面积露出水面,按照水退到哪里,     

具有生物载体和基质双功能材料在生态浮床的应用

生物载体是组合式生态浮床的核心组成部分之一,研究生物载体在组合式生态浮床中的应用与发展已成为研究热点。介绍了传统生态浮床特点、修复机理和净化效果不足;在此基础上引出了组合式生态浮床,阐述了无机材料、人工合成材料以及天然纤维素材料在组合式生态浮床中的应用现状;提出了具有生物载体和基质双功能材料在组合式生态浮床系统应用过程中急需解决的难题,期望能为生态浮床的研究和发展提供一定借鉴。     

低温条件下组合式生态浮床系统净化微污染水体的特性研究

为研究低温对生态浮床水质净化效果的影响,引入陶粒作为浮床的基质,构筑了美人蕉-陶粒基质组合式生态浮床系统,研究在低温条件下其对微污染水体水质净化的效果特性。结果表明,在进水温度为0.5~15℃,进水DO浓度为4.94~6.65mg/L,水体交换时间为7d下,该生态浮床系统对水体中NH+4-N、NO-3-N、NO-2-N、TN、COD和色度的平均去除率为36.30%、77.37%、50.34%、52.56%、16.89%和70.99%。当水体的温度低于5.0℃,该生态浮床系统对水体中NH+4-N、NO-2-N、TN、COD和色度的去除效果均有所下降。     

不同植物净化富营养化水体的静态试验研究

采用浮床无土栽培技术,研究了美人蕉、睡莲、水葫芦、金钱草4种植物对富营养化水体的净化效果.试验结果表明:4种植物对水体中TN、TP、NH3-N、CODcr均有良好的去除效果,去除率分别为22.69%～52.72%、48.83%～77.82%、92.26%～99.56%、28.54%～42.72%.通过比较,美人蕉和金钱草净化能力较强,水葫芦次之,睡莲最弱.本项研究丰富了低温条件下治理富营养化水体的方法,为浮床植物的选择提供了依据.     

不同植物净化富营养化水体的静态

采用浮床无土栽培技术，研究了美人蕉、睡莲、水葫芦、金钱草4种植物对富营养化水体的净化效果。试验结果表明：4种植物对水体中TN、TP、NH3-N、CODcr均有良好的去除效果，去除率分别为22.69%～52.72%、48.83%～77.82%、92.26%～99.56%、28.54%～42.72%。通过比较，美人蕉和金钱草净化能力较强，水葫芦次之，睡莲最弱。本项研究丰富了低温条件下治理富营养化水体的方法，为浮床植物的选择提供了依据。     

农田灌溉退水水量水质平衡模型研究

根据水量平衡原理和营养物质质量守恒定律,考虑作物生长过程中农田水循环和氮,磷循环特征,建立农田灌溉退水水量水质模型,模拟农田灌溉退水的营养物质浓度,以分析灌溉退水水质的变化幅度。应用该模型对引江济汉工程东荆河灌区农田各水期灌溉退水的氮、磷浓度进行估算,得到与实际情况相一致的数值结果,表明该模型适用于研究农田灌溉退水问题。     

水稻水上漂浮法栽培

日本东京都町科研人员试验水稻水上漂浮法栽培,获得成功。做法是:水面置放大量竹筏和木排,上面敷设海绵,在海绵上插秧。试验结果表明,用这种水上漂浮法栽培的水稻,其根系不受土壤的阻碍,可在海绵中自由延伸,并充分吸收水中养分,水稻茎秆粗壮,产量比普通稻田提高15％,稻米味道也清香可口。     

节水防污型农田水利系统方案设计及应用研究

鉴于我国传统的灌排模式及粗放型水稻种植方式,未经任何处理的稻田排水携带高浓度氮磷元素直接排入下游,引起水质恶化,造成水稻灌区严重的农业面源污染。基于农业面源污染的研究现状,构建了由田间水肥综合调控-田间草沟-湿地-骨干生态沟"四道防线"组成的净化农田排水的节水防污型农田水利系统,为验证该系统的净化效果,在广西桂林市青狮潭灌区及桂林灌溉试验中心站开展对比试验研究。试验表明,氮磷排放负荷指标沿程逐级下降,通过"四道防线"后,总氮、铵态氮、总磷负荷分别削减了70.4%、83.5%、61.0%,净化效果明显。研究内容不仅丰富了农业面源污染治理的控制方法和管理措施,也对我国南方水稻灌区面源污染治理具有现实意义。     

适雨灌溉下不同施肥模式对机插稻稻田水环境及产量的影响

【目的】探讨江汉平原地区适雨灌溉条件下不同施肥模式对机插稻稻田水环境及水稻生长的影响,为当地机插稻水肥管理措施的改善提供理论和数据支撑。【方法】采用田间小区试验,研究了适雨灌溉条件下,农民习惯施肥(FFP)、70%控释掺混肥+30%尿素(70%CRF+30%N)和有机无机复混肥(OIF)对稻田降雨利用率、田面水氮磷质量浓度的动态变化与径流流失量、干物质积累及水稻产量的影响。【结果】适雨灌溉下,返青期、分蘖期、拔节孕穗期和灌浆成熟期的降雨利用率分别为17.5%、100%、100%和84.2%;基肥和分蘖肥施用过后,FFP、70%CRF+30%N和OIF处理田面水TN、NH4+-N和TP质量浓度迅速提高,在第1天达到峰值,水稻移栽后30 d内70%CRF+30%N处理田面水TN、NH4+-N和TP的平均质量浓度较FFP处理分别降低40.4%、47.4%和0.5%;稻田氮磷径流流失量的90%左右在返青期,10%左右在灌浆成熟期,70%CRF+30%N处理TN、NH4+-N和TP径流损失量较FFP处理分别降低31.4%、30.9%、1.9%;70%CRF+30%N处理在返青期干物质积累量显著低于FFP和OIF处理,移栽-返青期阶段干物质积累量占总积累量比例表现为FFP处理>OIF处理>70%CRF+30%N处理,成熟期OIF处理干物质积累量显著高于70%CRF+30%N和FFP处理,实际产量表现为OIF处理>70%CRF+30%N处理>FFP处理。【结论】适雨灌溉条件下,70%CRF+30%N处理有助于减少稻田氮素流失,OIF处理有助于机插稻干物质积累与产量的增加。     

小区和田块尺度下水稻不同灌溉模式的节水减污效应分析

【目的】研究平原河网区不同尺度下水稻不同灌溉模式的节水和减污效应。【方法】于2017年在浙江平湖灌溉试验站选取水稻常规灌溉、节水灌溉、蓄雨节水灌溉3种模式在试验小区和田块2种尺度下开展对比试验,记录田间水量平衡过程并检测排水和渗漏水样中的TN、TP、NH_4^+-N、NO_3^--N的质量浓度变化。【结果】无论试验小区还是田块尺度,蓄雨节水灌溉的节水效果最好,较常规灌溉和节水灌溉减少了43.4%～87.7%的灌溉量,同时减污效果也最明显,TN排水负荷减少了22%～90%。不同尺度对比中,试验小区的田间管理水平更高,产量略高于田块尺度;小区田间水分控制更精确,灌排次数和水量较田块更多,蒸发蒸腾量和渗漏量则略少于田块。在减污效果上,单位面积下同种灌溉模式的田块的排水污染物负荷比试验小区低37%～57%,渗漏负荷比试验小区高4%～61%,由于排水污染物负荷要远大于渗漏污染物负荷,在总的污染物负荷上田块要小于小区。【结论】本试验中蓄雨节水灌溉模式取得了较好的节水减污效果,但是要注意蓄雨时间和高度,长时间的淹水可能会对水稻产量造成不利影响。     

大型水稻灌区高产节水灌溉优化配水模型研究

根据江苏省北部地区水资源供需矛盾突出的现状,以大型水稻灌区为研究对象,研究水资源的优化分配问题,从水稻水分生产函数和作物需水模型入手,建立了外引河湖水、内提回归水两种水源供水条件下的水稻全生育期适时调度优化配水数学模型。以灌区典型年供水资料,对优化配水模型进行了复核验证。所建立的模型,与灌区实际用水条件基本相符,为水稻灌区用水管理提供了一条新路。     

生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的去除效果

为研究灌排调控下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的原位削减效果,探讨低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响.依据大田试验观测资料,分析了控制灌排模式下生态沟-湿地系统水体中氮素质量浓度变化规律和碳氮比分布特征.结果表明,控制灌排模式下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素去除效果显著,施肥后排水中TN,NH4＋-N和NO3--N质量浓度出现峰值,在农沟拦蓄后质量浓度大幅下降,氮素平均去除率分别为63.9%,67.8%和83.2%.进入湿地再次净化后,氮素质量浓度进一步降低,平均去除率分别为47.7%,44.3%和82.0%.控制灌排模式下系统水体中有机质对水环境影响较小,水体碳氮比水平总体偏低.控制灌排模式下生态沟-湿地系统很好地实现了对氮素的原位削减,低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响不大.     

不同水管理模式下稻田对养殖肥水的净化效果研究

利用配有相对独立的供、排水系统的测坑研究间歇灌排、间歇灌连续排、灌排平衡3种水管理方式下稻田对养殖肥水的净化效果。研究结果表明：①3种水管理方式下稻田对养殖肥水中养分均有显著的去除率,其中,对不同形态的氮而言,NH4^＋-N的去除率优于NO3^--N;对不同物质而言,对氮、磷的去除率优于CODMn;②对不同的水管理方式...     

Impact of irrigation with treated low quality water on the heavy metal contents of a soil-crop system in Serbia

Water availability for irrigation is a limiting factor for agriculture in Mediterranean countries. An upcoming strategy for increasing water supply is to use treated wastewater for irrigation. A principal drawback of irrigating with wastewater is the potential heavy metal accumulation in soil and foodstuff.Accumulation of heavy metals in soil and potato plants (Solanum tuberosum L.) irrigated with treated low quality surface water was studied in a three years experiment. The low quality surface water used for irrigation experiments contained a significant proportion of urban sewage and was spiked with selected heavy metals (Cd, Cr, Cu, Pb) and arsenic before treatment for years 2 and 3.The experiments were carried out during the growing seasons of 2006, 2007 and 2008 on a humogley soil of a commercial vegetable farm, 10 km north of Belgrade, Serbia. The growing seasons started in April/May and finished in August. Irrigation water was treated using (1) a conventional sand filter treatment, and (2) a sand filter combined with a specific filter for heavy metal removal treatment.Irrigation water composition was highly variable and cases both of enrichment and depletion of the measured inorganic trace elements were observed in the treated water, compared to the low quality feed water.In spite of this variability of the irrigation water composition, the soil contents in inorganic elements at the end of the three irrigation years are similar to the initial state. After the third harvest, no impact of the irrigation water on potato quality could be detected except for total sugar and sugar in total solids. Statistical tests (ANOVA) were performed to assess similarities between the different set of samples.The principal conclusion of this investigation is that, when appropriately treated, low quality feed waters with high heavy metal contents can be used for irrigation over several years without significant degradation of soil and produces. Even though, long-term cumulative effects in other pedologic and hydroclimatic settings, irrigation and cropping conditions cannot be excluded.     

三江平原井灌水稻井水增温技术试验研究

针对三江平原地区井灌水稻冷水害问题,通过试验重点研究了晒水池、渠道增温,快灌、少灌等增温技术。结果表明,通过晒水池、渠道晒水增温,使4～5℃的井水升温至13～15℃,基本达到水稻生长对灌溉水温的最低要求,保证了井灌水稻的单产、米质不低,效益不降。建立了晒水池、渠道水温与其流程(L)、流速(V)、气温(T)间的经验公式,得出气温越高,流程越长,水温越高;流速越快,晒水时间短,水温越低。通过实验证明又快又少的灌水方法增温效果明显,经过2h的晒水,池内平均水温可以达到20℃以上,平均每小时增温7～8℃,对水稻的产量影响较小,有效的克服了水口处贪青晚熟的现象,节省土地和资金,不但可以减轻池、渠增温的负担,甚至可以代替池、渠增温。     

灌溉水湿地净化系统中植物对镉的去除效果研究

我国南方重金属超标水灌溉已成为农田生态系统重金属输入最主要来源。【目的】从源头治理农田灌溉水的重金属Cd污染。【方法】选取梭鱼草、狐尾藻、轮叶黑藻共3种湿地植物作为材料,构建了沉砂池+生态塘+表面流湿地+吸附池系统,探究了系统底泥含Cd量及有机质量的变化与3种湿地植物体内的Cd质量浓度变化趋势及富集转运系数。【结果】①该湿地系统底泥中含Cd量随水流方向呈现递减趋势,各个采样点Cd质量浓度随时间推移而增加,底泥中含Cd量变化范围为1.15～38.58 mg/kg。②底泥有机质量随水流沿程呈缓慢下降趋势,下降幅度最高为13.9 g/kg。3种湿地植物中,梭鱼草地下部含Cd量较高,最高达125.88 mg/kg,地上部最高达9.16 mg/kg,狐尾藻、轮叶黑藻体内质量浓度最高分别达到32.55、6.94 mg/kg。③梭鱼草的富集与转运系数范围分别为8.24～34.96、0.036～0.176,说明梭鱼草中大部分Cd固定于根部,向上转运较少。【结论】3种植物中梭鱼草具有较高的农田灌溉水中Cd净化潜力。     

南方稻田灌排系统生态整治效应分析

【目的】探明稻田水肥调控和灌排系统生态整治效应。【方法】于2014年在江西省赣抚平原灌区选取典型村庄—礼坊自然村,进行了稻田水肥高效利用综合调控技术应用,并对排水沟塘进行了生态改造,分别对早、晚稻灌水、排水和产量以及生态沟塘进出水进行分析。【结果】水稻田间水肥高效利用综合调控技术较当地农民习惯水肥管理模式节水、减排、增产和灌溉水生产率分别提高10.58%、20.34%、6.52%和18.59%,总氮和总磷减排率分别达12.37%和14.98%;排水斗、支沟经生态改造后对总氮和总磷的综合去除率达25.42%和34.22%;生态塘对总氮和总磷的去除率达25.19%和30.42%;示范区生态改造一次性投资需1.15万元/hm^2,年运行管理费需0.18万元/hm^2,年产经济效益达0.55万元/hm^2。【结论】水稻田间水肥高效利用综合调控技术和生态沟、塘均有较好的氮、磷去除效果,并且建设运行经费投入少,建议当地加强技术的宣传示范推广,建立可持续运行的经费投入渠道。     

再生水灌溉对稻田重金属分布的影响

以南方稻田为研究对象,以再生水安全灌溉调控为目标,基于田间试验,研究了不同灌溉水源(农村生活污水一级处理水R1、二级处理水R2、生态塘净化水R3和河道清水R4)、不同灌溉调控(低水位W1、中水位W2和高水位W3)对土壤-作物典型重金属(镉Cd、铅Pb、铬Cr、铜Cu、锌Zn)质量比变化的影响,分析了农村生活再生水灌溉调控对土壤重金属生态风险.研究表明,农村生活污水再生灌溉稻田Cd,Pb质量比略有升高,Cr,Cu,Zn含量下降;水稻植株各部分器官重金属质量比按植株器官排序从大到小依次为茎,稻米≈叶,重金属组成从大到小依次为Zn,Cr,Pb,Cd,相对灌溉水源,水位调控对水稻植株各部分器官重金属质量比累积影响较小,再生水灌溉条件下水稻籽粒重金属质量比并未明显增加,符合稻谷污染物的限量要求;农村生活污水再生灌溉稻田Cd生态风险系数最高,Cu和Pb次之,Cr和Zn风险系数锌较低,R3水源灌溉下土壤重金属污染潜在生态风险最低,总体上,再生水灌溉并未对土壤造成严重污染,但长期进行再生水灌溉是否会造成重金属污染风险持续增加有待研究.