外加碳源对污水灌溉系统氮素去除和作物生长影响的实验研究

基于土柱实验，对有作物生长条件下的污水灌溉土地处理慢渗系统氮素去除和作物生长状况开展实验研究，探讨在灌溉原污水中添加有机碳对该系统去除氮素和作物生长状况产生的影响作用。实验研究结果表明，随着灌溉原污水中有机碳含量的逐渐增加，污水灌溉土地处理慢渗系统下排的水量有所增大，排水中的氮素（铵态氮、硝态氮、总氮）淋溶量和化学需氧量有所增加，而作物的干物质量和吸氮量则明显下降；增加灌溉原污水中的有机碳含量，会影响污水灌溉土地处理慢渗系统去除氮素的效果和作物生长条件，在增加基于硝化和反硝化作用的除氮量同时，造成作物生长水土环境的改变，导致作物产量显著下降。     

污水灌溉与污水土地处理系统试验及模拟仿真研究

为解决大面积不加控制的污水灌溉和未经处理的污水自由排放造成的地表水体污染问题,提出了由作物生长季节污水灌溉、低温季节污水储水入渗和地下水管理3个子系统构成的污水灌溉与污水土地处理系统.对污水灌溉子系统污染物去除效果和污水储水入渗子系统冬季工作状况进行了试验研究,利用MODFLOW模型对地下水管理子系统运行效果进行了模拟,探讨了污水灌溉与污水土地处理系统的运行性能及其对地下水的影响.结果表明:在作物生长季节内,污水灌溉子系统可有效提高系统水力负荷、污染物去除效果良好、对地下水水质无显著影响;在无作物生长的冬季,污水储水入渗子系统可保持冰层下污水持续入渗,确保低温下污水土地处理系统的正常运行;通过采用适当的地下水管理调控措施,可避免高定额污水灌溉和储水入渗对地下水产生的潜在不利影响,达到地下水管理子系统控制范围内地下水水量平衡.     

作物根系分区交替灌溉田间实施技术探索

作物根系分区交替灌溉方法的提出开辟了节水灌溉的新思路,该方法具有明显的节水、增产、提高水分利用效率的优点.目前对它的田间实施技术研究还不全面、不系统.本文针对其特点,探索分析能够实现根系分区交替灌溉目的的灌水技术种类、技术要点及适用条件,提出适合目前我国农村经济发展现状的根系分区交替灌溉田间实施技术,并对未来的技术发展提出了研究思路.     

土壤通气性与植物根系代谢

当土壤受淹或受涝时植物根系通常要经历一段缺氧时期，而暖气候则加速土壤微生物和根系对Ｏ２的消耗，本文描述土壤水分过量，尤其是因灌溉而引起的土壤氧气耗竭的几种田间实际情形，并简述根系在这些状况下的某些初始生理响应，在氧压临界值以下，越来越多的根系处于厌氧状态，这种缺氧细胞通过糖酵解和厌氧呼吸产生的ＡＴＰ至少能存活数小时。尽管如此，由于乳酸的积累以及液泡以外会产生活性Ｏ２核素（超氧化物基）。使根系先适应     

生活污水灌溉小白菜的盆栽试验研究

污水水质及灌溉制度是影响污水灌溉安全性的主要因素.盆栽试验设置了两种水质(清水和污水)和4个灌水下限(60?,70?,80?,90?),共8个处理,研究了污灌条件下不同灌水下限对小白菜生长及品质的影响.试验结果表明:生活污水灌溉会造成小白菜轻度减产,植株的硝酸盐含量和叶片叶绿素含量增加,植株重金属累积增加;灌水下限对小白菜生长状况和品质均有较大影响,污水灌溉条件下各项指标随灌水下限变化的变化规律不同于清水灌溉条件,表明污水灌溉的灌水下限不能直接移用清水灌溉的控制指标.综合分析表明污水灌溉80? 灌水下限条件下小白菜有较高的产量、水分利用效率和叶绿素含量,较低的硝酸盐含量和重金属富集,因此选择土壤相对含水率80?以及与此相对应的叶片细胞液浓度9.3%作为污水灌溉的灌水下限指标.     

华北地区滴灌灌水频率对春玉米生长和农田土壤水热分布的影响

针对华北地区春玉米田间灌溉和降雨相结合的灌溉模式,以北京为典型试验区,在保证作物最优土壤水分下限和灌溉定额相同的基础上,研究了滴灌灌水频率对土壤水、热分布及春玉米根系分布和产量的影响.试验结果表明:在春玉米抽雄期以前阶段实施的滴灌各处理中,高频滴灌下土壤平均含水率和不同深度处的土壤基质势波动幅度较小,高频滴灌下土壤水分能保持在一个比较稳定的范围;土壤温度受灌水过程、土壤含水率及作物生育阶段的影响较明显,滴灌能显著延迟气温对土壤温度的影响:灌水频率对春玉米根系分布存在一定影响,高频灌溉能显著促进春玉米根系在上层土壤(0～40 cm)中的分布;此外,在这种典型的灌溉和降雨相结合灌溉模式下,不同灌水频率下玉米产量差异不显著.因此,建议华北地区春玉米滴灌模式采用低频滴灌.     

微润灌溉技术研究进展及展望

[目的]对近年来国内外关于微润灌溉技术的研究成果进行综述,探讨微润灌溉的未来研究方向,为微润灌溉制度和灌溉参数的制定及该节水技术的推广提供依据。[方法]总结微润灌溉的发展历程和应用现状,微润灌溉条件下土壤水分运动规律,微润灌溉对作物生长的影响,并分析微润灌溉技术的不足之处。[结果]微润灌溉是一种新型地下灌溉技术,以连续灌溉方式不间断地向作物根系供应适量水分,使植物吸水过程与田间灌溉过程具有同步性,灌水量与植物耗水量相匹配,实现无胁迫灌溉,改善作物品质和产量。该技术已成为国际领先的仿生型连续灌溉系统,在干旱半干旱地区具有广阔的应用前景。[结论]今后应加强的研究领域主要包括:微润灌溉对土壤养分运移的影响;微润灌溉对不同种植模式作物生长的影响;微润灌溉对农田生态系统温室气体排放的影响。     

基于根系层水分状态的旱区净灌溉需水量模型构建和应用

为更准确计算灌区净灌溉需水量,促进灌区水资源高效利用,针对降水过剩可能产生深层渗漏和地表径流,以及采用经验公式计算不同作物有效降水量可能错误估算净灌溉需水量的问题,该研究建立了基于根系层水分状态的净灌溉需水量模型。以景电灌区为例,计算了2000－2020年平均净灌溉需水量和有效降水量,并分析了各驱动因子对净灌溉需水量的影响,结果表明：不同作物年净灌溉需水量在319.4～732.3 mm之间,降水利用效率在39.2%～56.1%之间,夏秋作物的降水利用效率高于春夏作物。夏秋作物的年净灌溉需水量与年降水量相关性更强,春夏作物的年净灌溉需水量与作物需水量的相关性更强,所有作物的月净灌溉需水量仅与月作物需水量呈显著正相关。敏感性分析表明,净灌溉需水量与作物需水量呈正相关关系,与降水量和根系深度呈负相关关系。夏秋作物比春夏作物对降水量和作物需水量的敏感性更强。对净灌溉需水量贡献程度由大到小分别为作物需水量、降水量和根系深度,其中作物需水量贡献率占86.0%发挥主导作用,特定年份根系深度贡献率为12.0%,根系深度对净灌溉需水量的影响不容忽视。与传统净灌溉需水量模型相比,该研究所计算的净灌溉需水量充分考虑了不同作物降水利用效率的差异,计算结果可为灌区水资源管理提供参考。     

北京农田污水灌溉正负效应价值评价研究

采用环境经济学方法对北京市郊区农田污水灌溉的正负效应价值进行了评估。结果表明:2002年北京市农田污水灌溉的正效应价值约为4.62亿元,占当年农业增加值的9.3%,其中减少污水处理成本和节约清洁水资源的价值所占份额较大,分别为49.7%和27.6%,其次为节约化肥和粮食增产价值,分别为18.1%、3.1%;负效应价值约为1.39亿元,占当年农业增加值的2.8%,其中粮食减产造成的损失占总损失的46.5%,品质下降占2.2%,土壤污染占30.3%,人体健康损失占15.7%,而地下水污染占5.2%。污水灌溉的正负效应价值比为3.3∶1,其中污水灌溉的直接经济价值为负效应价值的1.7倍,说明污水灌溉的经济收益几乎完全是靠牺牲环境所维持的。因此必须高度重视污水灌溉造成的污染损失。     

河北省污水灌溉农业环境污染经济损失评估

以河北省为例 ,采用市场价值法、人力资本法和工程费用法对污水灌溉所造成的农田土壤、地下水和作物污染及其对人群健康的影响进行经济损失评估 ,研究结果表明 2 0 0 0年河北省污水灌溉造成的环境污染总经济损失为 7.37亿元 ,占农业生产总值的 0 .87% ,其中以人群健康损失所占比重最大 ,占污染总经济损失的 95 .3% ,地下水和作物污染经济损失相对较小 ,故污水灌溉的潜在负面影响 ,尤其是对污灌区人群健康的影响应引起高度重视。     

华北典型区域农田耗水与节水灌溉研究

本文总结了中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心围绕华北典型地区冬小麦-夏玉米一年两熟开展的节水灌溉研究。在位于华北中北部的中国科学院栾城农业生态系统试验站的定点试验结果显示,从1980年到2017年,在充分灌溉条件下冬小麦产量增加55.7%、夏玉米产量增加59.7%。冬小麦生育期耗水(ET)从400 mm增加到465 mm;玉米耗水年平均稳定在375 mm左右;年耗水量从777.0 mm增加到834.4 mm;满足冬小麦、夏玉米生育期耗水条件下,年灌溉需水量平均300 mm,必须减少灌溉用水和田间耗水,才能解决区域地下水超采问题。研究发现在限水灌溉条件下,冬小麦拔节期1次灌溉可显著促进作物营养生长和根系生长,利于后期土壤水分高效利用,在维持作物稳产基础上,比充分灌溉年节水165.2 mm。研究发现进一步利用小定额灌溉技术,通过增加灌水频率、缩减次灌水量,可增加有限水对作物的有效性,实现作物根系、土壤水分和养分在空间上的耦合,进一步提升有限灌溉对作物的增产作用。只考虑维持播种时良好土壤水分条件、生育期不进行灌溉的最小灌溉模式,与充分灌溉模式相比,产量减少28%,但可节约灌溉水69%,田间耗水减少43%,水分利用效率提高13%,年耗水量维持在560 mm左右。相对于减熟制节约灌溉水措施,冬小麦-夏玉米一年两季最小灌溉模式总产量高于两年3作5.5%~12.0%,年耗水量低于两年3作10%~13%,可显著消减减熟制带来的休闲期土壤蒸发损失。因此,实施冬小麦、夏玉米生育期节水灌溉,如最小灌溉、关键期灌溉,可大幅度降低灌水量和作物生育期耗水量,同时又能维持一定的生产能力,是华北实施地下水限采措施下应优先考虑的技术选择。     

土壤干湿交替对玉米耗水特性及水分利用的影响

旱地农业与灌溉农业中作物经常面临的土壤干旱与湿润交替变化是实际田间环境［1］。作物在生长发育的不同时期可能会遇上各不相同的土壤缺水胁迫，这些不同胁迫会对作物诱导出适应性的生理反应和伤害性影响［2,3］，对此进行研究和认识，可以在节水灌溉中控制作物生长发育不同阶段土壤水分来调节作物生理过程，避免伤害性变化的发生，而促进适应性变化的产生，以改善作物发育后期籽粒形成阶段根系和叶片的功能来提高作物产量、品质和水分利用效率，达到高效、优质的目的。本文主要研究玉米在土壤干湿交替过程中的耗水特性和叶水分状况的关系，探讨提高水分利用效率的机制，为节水农业提供优化供水模式。     

养殖污水灌溉对蔬菜地土壤质量和蔬菜品质的影响

为了解畜禽养殖污水灌溉对蔬菜地土壤质量和蔬菜品质的影响,在浙江省绍兴县选择了养殖污水不同灌溉年限(0,4,12,23年)的蔬菜地,比较研究了养殖污水灌溉对蔬菜地土壤有机碳、氮、磷、钾、重金属积累和酶活性的影响,探讨了灌溉蔬菜地大白菜中重金属、硝酸盐、蛋白质、维生素C(Vc)和糖含量等的状况。结果表明,长期养殖污水灌溉可明显提高蔬菜地表层土壤(0-20cm)pH、有机C、全N、全P、NH4+-N、NO3--N、有效P和有效K的含量,增加土壤中Cu、Zn和Cd的积累和水溶性Cu、Zn和Cd含量,但对土壤K、Pb、Ni、Cr和Hg的含量影响不明显。长期养殖污水灌溉增加了土壤中脱氢酶、蛋白酶、脲酶、纤维素酶和酸性磷酸酶的活性,增加了大白菜中Cu、Zn和Cd元素的积累和可溶性总糖、P的含量;但养殖污水灌溉不会引起大白菜中粗蛋白、Vc和NO3--N的显著变化。总体上,在研究的灌溉年限内,养殖污水灌溉还没有引起土壤和蔬菜中有害物质的超标,但存在着铜、锌等重金属积累的潜在风险。     

河北省曲周盐渍化地区微咸水灌溉对土壤环境效应的影响

在田间条件下，利用微咸水和淡水对河北省曲周盐渍化地区冬小麦进行灌溉试验，对冬小麦耗水量及其构成以及土壤环境效应等方面进行了研究和分析。两年的研究结果表明在小麦生长季灌溉过多，不利于作物根系深扎，不能充分利用土壤水分，造成水资源的浪费。利用微咸水进行灌溉增加了土壤盐分，使土地质量有着潜在恶化的趋势；在小麦收获时土壤表层溶液电导率可达10 dS/m左右，如不采取适当的田间管理措施，土壤盐分将危害下一季作物生长。如合理利用，可充分发挥此地区地下浅层微咸水资源的生产潜力，可缓解该地区的水资源紧张，促进农业发展；但微咸水灌溉的长期土壤环境效应需进一步研究。     

养殖污水回用对水稻产量及土壤肥力的影响研究

采用田间小区试验方法,研究了不同浓度养殖污水灌溉对水稻产量及土壤肥力的影响.试验结果表明:一定浓度的养殖污水灌溉配合追肥可增加水稻的产量,养殖污水灌溉在一定程度上起到了增肥的作用,而且可有效增加稻田土壤中全氮、全磷、硝态氮和有机质含量,提高了土壤肥力.土壤中硝态氮在多次灌溉及降雨淋洗作用下,逐渐向土壤深层迁移,污水灌溉增加了土层中硝态氮含量,因此,长期进行养殖污水灌溉是否会发生氮的淋溶,污染地下水体环境,还需进一步研究.     

2月农事

1棚室蔬菜农事 越冬瓜、西葫芦、番茄、辣（甜）椒等作物的栽培管理，由于入冬以来阴、雾天较多．导致以上作物生长不良，叶片发黄，生长点萎缩，根系弱，黄瓜、西葫芦化瓜严重。     

冬小麦调亏灌溉制度田间试验研究初报

大田试验结果表明,拔节期为冬小麦水分最敏感的生育时期,其次为孕穗期和抽穗～开花期,而返青～起身期充分供水则造成冬小麦明显减产。拔节期最大调亏程度为0～50cm土层土壤含水量≥田间持水量的65%,过小则导致明显减产;孕穗～抽穗期、抽穗～灌浆前期最大调亏程度为0～80cm和0～100cm土层土壤含水量≥田间持水量的60%;灌浆后期最大调亏程度为0～100cm土层土壤含水量≥田间持水量的50%,由此建立了冬小麦调亏灌溉制度。     

再生水短期灌溉对土壤-作物中重金属分布影响的试验研究

再生水是农业灌溉的重要水资源。该文在田间小区开展了为期4年的再生水灌溉试验，研究了重金属在土壤-作物系统中的转化与分布规律。结果表明：短期内重金属在土壤中的累积不明显，且土壤和作物籽粒中的重金属含量都远低于国家标准规定的允许值，再生水短期灌溉对土壤环境和作物均不会造成污染影响；同时，不同再生水灌溉水量条件下，土壤中重金属含量无显著差异，再生水灌溉带入土壤中的重金属量小于作物收获所带走的重金属量，带出量和带入量对土壤中重金属平衡的影响较小。     

土壤中的玉米根系生长及其研究应注意的问题

土壤中的根系如何生长？由于根系生长在土壤中无法直接观察和研究,使得对土壤中的根系生长和发育规律、空间分布规律及其对养分的吸收了解很少。已知的关于土壤中根系生长的研究结果与室内控制条件下所获得的短期试验结果有很大不同。本文针对田间条件下生长的玉米根系发育规律、根系的更新和衰老、根长与根重的关系、根鞘形成、根系生长与氮素利用效率以及土壤Nmin与取样方法,特别是在研究土壤中生长的根系时需要注意的问题进行讨论,希望对田间条件下玉米根系的生长发育有更多了解,并对目前国内进行的众多田间条件下的作物根系研究有所借鉴。     

冬小麦调亏灌溉制度田间试验研究初报

大田试验结果表明,拔节期为冬小麦水分最敏感的生育时期,其次为孕穗期和抽穗￣开花期,而返青￣起身期充分供水则造成冬小麦明显减产。拔节期最大调亏程度为０￣５０ｃｍ土层土壤含水量≥田间持水量的６５％,过小则导致明显减产;孕穗￣抽穗期、抽穗￣灌溉前期最大调亏程度为０￣８０ｃｍ和０￣１００ｃｍ土层土壤含水层≥田间持水量的６０％;灌浆后期最大调亏程度为０￣１００ｃｍ土层土