设施膜面软体集雨窖水肥一体化新技术介绍

针对天津市地下水超采治理新形势要求和地表水存在矿化度较高等障碍因素突出的特点,设施农业蔬菜生产灌溉用水受到极大影响,为此在设施农业上集成设施棚膜、软体集雨窖和水肥一体化节水节肥高效利用技术,创新设施蔬菜集雨利用新技术,以蓄集雨水替代地下水,部分、甚至全面替代地下水,实现设施蔬菜雨养或半雨养,是保障天津地区设施蔬菜产业、保障蔬菜供应和促进菜农稳定增收的战略选择。近3年,联合全国农业技术推广服务中心,在天津市集成创新了全国首个设施膜面软体集雨窖水肥一体化技术示范点,2年来,在全市建立了8个示范点,24个集雨水窖,示范棚实现雨水替代地下水80%以上,水质明显改善。     

宁夏彭阳县窖灌农业高效用水模式浅述

宁夏回族自治区彭阳县干旱少雨,水资源十分匮乏。从1995年开始,彭阳县开始开展集雨水窖节水微灌工程建设,1999年开展坡地径流窖灌农业高效用水模式与产业化示范项目建设,总结出一整套适合于干旱半干旱地区雨水资源高效利用的窖灌农业高效用水模式。实践证明,窖灌农业工程进一步完善和发展了旱作农业,提高了水资源利用率,效益显著。     

干旱及缺水地区农业高效利用雨水的技术体系

通过研究 ,提出了适宜干旱及缺水地区应用的农业高效利用雨水的主导技术是梯田土壤水库营造技术、农田覆盖少免耕抑蒸保墒技术、小流域分区治理技术、农田微工程覆膜富集叠加集雨技术、设施棚面集雨自供半自供高效用水技术体系和雨水聚集异地利用技术。     

干旱半干旱地区集雨利用模式及可持续发展对策

随着全球性干旱加剧与水资源问题的日益突出,雨水利用已成为世界范围内关注的一个热点问题.依据近年来集雨利用的研究和实践,总结归纳了集雨利用的3种模式:分别是道路庭院集雨的人畜用水与农业补灌利用模式,坡地集雨生态林草—畜牧型模式,小流域集雨综合利用模式.分析了干旱半干旱地区存在集雨利用技术体系的综合性不强,先进的节水灌溉设施匹配不够,雨水利用效率不高,环境影响评价制度不完善,生态效应不明显,资金投入不足,先进技术的推广应用进展缓慢等主要问题.在此基础上,从区域可收集雨水资源潜力、雨水高效利用技术集成体系、先进集雨高效用水灌溉技术的配套、雨水集蓄的环境效应评价制度建设、拓宽资金投入渠道、建立补偿机制等方面,提出了集雨技术可持续发展的对策.     

河北省设施栽培雨水利用初探

从降雨资源、国内雨水富集叠加技术成果及政府政策上论证河北省发展雨水集蓄利用工程的可行性,阐述了设施栽培农业利用雨水灌溉集雨系统组成及设计,并计算了该系统下的集雨量。最后,提出塑料大棚集雨利用技术中存在的问题及对策。     

江南丘岗复合农业生态系统雨水资源化及其调控研究

通过对湘北红壤丘岗区复合农业生态系统水环境要素10年定位观测研究,探讨了我国江南丘岗复合农业生态系统雨水资源化需求分布与开发状况:该区域雨水资源丰富,可利用潜力大,但雨水有季节性富余和亏缺,尤其丘岗复合农业生态系统晚稻容易遭遇伏旱(缺水281.7mm)。丘岗坡地降雨径流的时间集中(4~7月)与高产径流量(平均18.3×104m3/km2.a)为区域集雨利用提供可靠来源。但由于该区域所属红壤土质,土壤持水能力强,有效含水量低,集水调蓄设施局限性,以及坡地的混乱开发而导致雨水资源浪费大、利用率低,加剧了农业用水矛盾。文章为区域雨水资源的调控提出了建设性的调控管理方略:一是通过调整坡地利用结构与布局,即人工林占30%,人工草地占15%,果药茶园占30%,耕地占20%;二是加强水体工程设施建设,增加现有水库容量,使区域雨水资源利用更为科学合理;三是推广高效灌溉和覆盖技术,提高水资源利用率。     

浙江设施农业推广集雨节灌形势初探

集雨节灌指人工集蓄雨水,并协同节水灌溉技术进行调节利用的微型水利工程。浙江省雨水资源丰富,设施农业及节水灌溉技术推广面积较大,推广集雨节灌的可行性高。普通大棚作为设施农业的主体,集雨节灌尚未起步。针对此现状和问题进行了探讨。     

膜面集雨高效利用技术模式

<正>膜面集雨高效利用技术是通过修建集雨窖(池)、集流槽、沉淀池和蓄水池等设施将降落在温室、大棚等设施棚膜表面上的雨水收集存储起来,再将雨水通过微灌施肥系统高效利用于设施农业生产的一种微型水利工程。技术特点及适用条件膜面集雨高效利用技术的优点可以减少开采地下水,为种植业结构调整提供水源;雨水水质偏酸,有利于花卉和南果生长发育;雨水水质较好。据北京市农业技术推广站2009年对全市地下水、地表水、     

南宁青秀山雨水收集利用设计

南宁青秀山森林公园年雨水收集量为43.40×105m3,为总需水量的77.74％,雨水是园区内最直接、最经济的水资源.根据园区的气候、地形地貌等条件,将青秀山分为天池雨水区、北坡雨水区、蜡烛湾雨水区、清水麓雨水区、玫瑰湾雨水区和瓦窑雨水区6个区并对雨水进行收集,分别设计了集雨系统、净化系统及存储系统,旨在能够较为充分地利用雨水资源,达到缓解用水压力、节约经济成本、调蓄雨洪、改善水环境等目的.     

农田水利基础设施建设及用水效率的研究综述

已有研究表明,我国目前农业用水效率仍具有较大的上升空间,可以从推广节水技术、加强管理和实行体制改革等方面来不断提高用水效率。现有的相关实证研究主要考察了农民个人特征、家庭特征、心理认知状况、社会资本、农业生产条件和成本收益以及农业政策等方面的变量对农户参与小型农田水利建设意愿的影响。我国水利设施基础建设主要存在的问题是设施老化失修、效益下降严重、投入严重不足、管理薄弱、产权不明等。提出了完善财政投入机制、深化农田水利设施管理体制与组织制度的改革以及明确产权等建议。     

山西省旱作节水农业技术研究

以小麦、玉米为参试作物,将地膜覆盖与节水技术有机结合,并结合当地自然生态条件,在分析改进的基础上,组建具有山西特色的旱作节水农业技术并进行示范推广。研究结果表明:(1)小麦、玉米作为山西旱区的主要作物,采用节水技术可明显提高产量。(2)地膜玉米不同生育时期、不同集雨贮水有限补充灌溉具有明显的产量和水分利用效果。(3)山西省降水主要集中在夏秋两季,6~9月的降水占全年降水总量的60%以上。这种气候条件在田间坡地易产生径流,适宜发展集雨农业,也是从根本上解决旱地水源的主要途径。     

次强降雨下不同植被类型产流产沙对比分析

设置径流观测场,观测次强降雨下不同植被恢复5年后产流、产沙特征。结果表明,苦竹＋牛鞭草植被类型在此次强降雨106.3mm下,产流、产沙量占其全年的15.24%和17.07%,调节降雨和抑制土壤侵蚀的能力最强;农耕地产流、产沙量占其全年的22.05%和31.65%,其中产沙量达其他3种植被类型的4.6～13.3倍,水土保持能力最弱;桦木＋牛鞭草、杂交竹＋牛鞭草植被类型因桦木生长和杂交竹间歇性采伐的原因水土保持能力居于中等水平。对比农耕地来说,3种植被恢复后土壤侵蚀得到了有效控制,但此次强降雨下地表径流控制程度还较弱,需继续加强对土壤和植被的培育。     

模拟降雨量下沟垄微型集雨种植玉米的水温效应

 【目的】探明沟垄微型集雨种植（垄体覆膜沟内种植）适宜的降雨量范围，为确定合理的微型集雨种植模式提供科学依据。【方法】在夏玉米生长期，人工模拟大、中、小3种降雨量（440、340和230 mm），定期测定传统平作（T1）和沟垄微型集雨种植（T2）条件下土壤水分和耕层地温，并分析了农田水分利用效率（water use efficiency，WUE）。【结果】在玉米全生育期230、340和440 mm降雨量下，沟垄微型集雨种植农田200 cm土层平均储水量分别较平作（平作不起垄不覆膜）增加了2.3％、5.2％和4.5％，耕层0～5 cm平均地温分别增加了1.2、1.1和1.0℃。在全生育期230 mm和340 mm雨量下，WUE 较平作分别增加7 kg•ha-1•mm-1和3.1 kg•ha-1•mm-1，提高了61.24％和26.90％；当全生育期降雨量为440 mm时，沟垄微型集雨种植和平作的WUE分别为16.55 kg•ha-1•mm-1和17.46 kg•ha-1•mm-1，差异不显著。【结论】在夏玉米生育期降雨量为230 mm到340 mm雨量范围，沟垄微型集雨种植能明显改善玉米的水温条件，提高WUE。     

垄沟集雨种植对旱作紫花苜蓿生长特性及品质的影响

 【目的】垄沟覆膜种植紫花苜蓿(Medicago sativa L.),为年降水量250—350 mm的中国西北黄土高原区旱作紫花苜蓿的种植提供理论依据。【方法】试验设置膜垄和土垄集雨处理,垄为集雨区,沟为种植区,研究不同沟垄宽比和覆盖方式对旱作紫花苜蓿生长及其品质的影响,并确定最优的集雨处理。【结果】各指标值反映出,膜垄处理明显优于土垄处理;所有处理中以MR60(覆膜处理,沟垄宽比为60 cm﹕60 cm)表现最优,出苗率、成苗率和越冬率分别较对照(平作,CK)提高16.01%、16.03%和18.25%,生长速度和再生速度分别较CK提高65.30%、56.41%,生长高度、分枝数和干草产量分别较CK提高65.12%、29.04%和238.20%,茎叶比较CK降低22.45%,粗蛋白(crude protein,CP)和粗脂肪(crude extract,EE)含量分别较CK提高29.82%、9.31%,粗灰分(crude ash,CA)含量较CK降低14.54%,粗纤维(crude fiber,CF)含量与CK差异不显著。【结论】在试验地区及其相似地区采用垄覆膜沟覆秸秆集雨种植紫花苜蓿,可以促进苜蓿出苗和成苗,提高苜蓿越冬率,促进苜蓿生长,显著提高苜蓿干草产量的同时有效改善干草的品质,最终实现高产、优质的双重目标。     

模拟降水量条件下不同种植方式集雨效应研究

针对阴山北麓旱作区雨水蓄积利用效率低的问题,探讨本地区主要种植方式对降水的蓄积效应及降水后土壤水分变化动态。本研究采用模拟降水试验方法,对降水后农田土层水分含量的变化情况进行监测和分析,结果表明:1)在4mm降水下,粘壤土不同处理土壤贮水量显著高于对照;在12mm降水下,沙壤土不同处理土壤贮水量显著高于对照。不同降雨量粘壤土和沙壤土贮水量增量表现一致,大小顺序均为垄作全膜垄作半膜平作全膜平作半膜平作(CK)。以8mm降水为例,粘壤土各处理中,垄作全膜处理下土壤贮水增量为6.5mm,是对照的1.76倍,沙壤土各处理中,垄作全膜种植方式贮水增量是对照的3.2倍。2)垄作全膜能够将12mm以上降水蓄积在粘壤土表层,使该层土壤水分变化较小,土壤含水量基本维持在15.0%~16.5%,沙壤土蓄积雨水效果较差。3)在降水后5d内,粘壤土土壤水分变化为0~20cm土壤含水量呈降低趋势,降水后第3天该土层土壤含水量下降变缓,20~30cm土壤含水量先增加后降低,在降水后第3天达到最高,30~50cm土壤含水量均呈增加趋势;沙壤土土壤水分变化为0~30cm土壤含水量下降趋势较明显,30~50cm土壤含水量表现为先增加后降低。因此,在本地区生产条件下,垄作全膜不仅具有良好的集雨效果,而且能够将积蓄雨水主要分布于土壤表层30~50cm,从而对有限的降水资源进行再分配,提高作物的水分利用效率。     

垄沟覆膜集雨对马铃薯产量及水分和氮肥利用的影响

通过大田试验,以马铃薯为供试作物,研究了垄沟覆膜集雨对水分和氮肥利用率的影响,结果表明:在施肥条件下,垄沟覆膜集雨处理的马铃薯产量分别比土垄集雨和裸地平作提高126.8%和277.2%,水分利用效率提高127.4%和252.1%,氮肥利用率提高8.82和16.47个百分点;在不施肥条件下,垄沟覆膜集雨处理的马铃薯产量分别比土垄集雨和裸地平作提高153.2%和195.9%,水分利用效率提高168.5%和184.3%。     

机械收获方式对油菜籽粒关键性状的影响

【目的】收获是油菜生产的关键环节之一,影响油菜籽粒产量、品质及效益。通过人工模拟联合收获和分段收获方式,分析不同收获方式对油菜籽粒关键性状的影响,以期为机械收获方式选用及配套参数确定提供依据。【方法】选用含油量不同的2个中熟油菜品种,在湖北黄冈和襄阳设置联合收获不同收获时期（终花后20—44 d（黄冈）和终花后23—47 d（襄阳）,每隔3 d收获1次）以及分段收获不同割倒时间（终花后20、26和32 d（黄冈）和终花后23、29和35 d（襄阳））和后熟时长（3、6、9和12 d）试验,测定千粒重、含水量、品质等关键指标。【结果】联合收获两试点、两品种均在终花后38 d左右达籽粒生理成熟期,所需积温约1 100℃,千粒重和含油量最大。终花后46 d左右,籽粒含水量和叶绿素含量可快速降至最适点,为机械化联合收获适宜时期。籽粒含水量降幅与日均温及大气压极显著正相关;叶绿素含量降幅与日均温极显著正相关,与降雨量显著负相关。与D1、D2相比,分段收获在D3条件下（终花后33 d左右）割倒后熟,籽粒千粒重、含油量、出油率、整齐度及油酸含量均值最高,叶绿素含量、亚油酸含量及含水量均值最低;后熟天数对籽粒含油量、出油率、千粒重、整齐度、油酸、亚油酸含量影响不显著,后熟6—9 d时籽粒叶绿素与含水量可快速降至最适点,为适宜捡拾脱粒时期。籽粒含水量降幅与太阳辐射量极显著正相关,与降雨量极显著负相关。【结论】终花至收获期间,平均日均温19—22℃、降雨量1.0—3.5 mm,大气压1.45—1.75 kPa条件下联合收获在终花后46 d左右（生理成熟后8 d左右）收获,分段收获在终花后33 d左右（即生理成熟前5 d左右）割倒;平均相对湿度64%—80%、降雨量0.7—3.1 mm、太阳辐射量10—13 MJ·m^-2条件下分段收获后熟6—9 d捡拾脱粒最为适宜。此条件下,籽粒含水量均可降至15%左右、叶绿素含量均可降至10 mg·kg^-1以下。且2种收获方式在籽粒千粒重、含油量、出油率及整齐度等方面均无显著差异;但与联合收获相比,分段收获籽粒油酸、亚油酸含量更高,籽粒和油脂品质更佳。     

考虑降雨量不确定的稻麦收割机多类型配置优化

针对降雨量不确定性导致农机合作社配置收割机的数量和类型较为困难的问题,以蚌埠市的一个农机合作社覆盖的稻麦轮作区域为研究对象,拟合降雨量和潮湿耕地(只能由履带式收割机进行收割的耕地)比例的函数关系,采用1987—2016年每年10月份研究地区的降雨量数据仿真新的降雨量,并利用蒙特卡洛仿真方法优化收割机的配置方案,分析降雨不确定情形下农机合作社的收割机类型与数量的最优配置。结果表明:该区域的降雨量与潮湿耕地比例呈现Logistic分布,收割机的最优配置为,履带收割机和轮式收割机的数量均为14辆,最小收割总成本为725.57万元;随着履带收割机价格的降低,农机合作社应对降雨量不确定的能力显著增加。据此认为不同稻麦轮作区域有必要对降雨量和潮湿耕地比例的函数关系进行估算,同时针对该地区水稻收割期降雨量的特点制定合理的农机补助策略,从而帮助农机合作社应对潜在风险。     

应用DNDC模型模拟沟垄集雨种植对陕西省玉米产量的影响

利用DNDC模型分析沟垄集雨种植模式下农田水分和玉米产量的时空变化特征,为确定沟垄集雨种植技术的适宜区域以及该技术在陕西省农业生产中的进一步应用推广提供科学依据。利用陕西省2001-2010年19个气象站点观测资料,采用DNDC模型模拟沟垄集雨(PF)和传统平作(CK)种植下陕西省玉米田土壤水分和玉米产量。2001-2010年陕西省年均降雨量为609.2mm,且南至北呈现出逐渐递减的趋势,陕西南部地区的降雨量最高,其次是关中地区,陕西北部地区的降雨量最低。沟垄集雨种植模式下,土壤蒸发量从北至南呈现逐渐增加的趋势,土壤蒸发量在170mm以下的地区分布在陕西省北部,土壤蒸发量在190mm以上的地区分布在陕西南部。和平作种植模式相比,沟垄集雨种植模式下,陕西北部富县、黄陵、洛川、黄龙和宜川5个县土壤储水量提高到145mm以上,陕西中部宝鸡、凤翔、岐山、扶风4个县(市)土壤储水量提高到126mm以上,陕西北部6个县和中部14个县玉米生长水分胁迫减弱;与平作相比,沟垄集雨模式下,陕西省大部分区域产量变异数降低,说明沟垄集雨技术能降低年际间降雨量变化对产量的影响,具有较强的稳产效应。沟垄集雨和平作种植模式下陕西10a玉米总产量分别为1 320万t和1 140万t,沟垄集雨较平作模式增产180万t,提高16%。沟垄集雨种植玉米的增产效应从北至南呈现出逐渐降低的趋势,与年均降雨量的空间分布规律相反,陕西北部年均降雨量低于500mm的地区增产效果最高,陕西南部年均降雨量高于800mm的地区,沟垄集雨种植模式对产量的提高具有负效应。     

Application of Mulching Materials of Rainfall Harvesting System for Improving Soil Water and Corn Growth in Northwest of China

The ridge and furrow rainfall harvesting（RFRH） system is used for dryland crop production in northwest of China.To determine the effects of RFRH using different mulching materials on corn growth and water use efficiency（WUE）,a field experiment was conducted during 2008-2010 at the Heyang Dryland Experimental Station,China.Four treatments were used in the study.Furrows received uncovered mulching in all RFRH treatments whereas ridges were mulched with plastic film（PF）,biodegradable film（BF） or liquid film（LF）.A conventional flat field without mulching was used as the control（CK）.The results indicated that the average soil water storage at depths of 0-200 cm were 8.2 and 7.3%,respectively higher with PF and BF than with CK.However,LF improved soil water storage during the early growth stage of the crop.Compared with CK,the corn yields with PF and BF were increased by 20.4 and 19.4%,respectively,and WUE with each treatment increased by 23.3 and 21.7%,respectively.There were no significant differences in corn yield or WUE with the PF and BF treatments.The net income was the highest with PF,followed by BF,and the 3-yr average net incomes with these treatments were increased by 2 559 and 2 430 CNY ha-1,respectively,compared with CK.BF and PF had similar effects in enhancing the soil water content,crop yield and net income.Therefore,it can be concluded that biodegradable film may be a sustainable ecological alternative to plastic film for use in the RFRH system in northwest of China.