日本农业面源污染控制的主要做法及给我国的启示

控制农业面源污染是农村环境治理的关键。近年来,日本在农业面源污染控制方面取得了显著成效,其主要做法包括采用水稻缓控释肥及水稻育苗箱全量一次施肥技术、智能化农业机械、水稻旱直播栽培技术,创建农田灌排体系,推进农业产业化、专业化发展,成立日本全国农业合作协会联合会等。通过学习日本经验,我国要控制农业面源污染,宜重视农业面源污染控制技术的推广及应用、重视农业机械在农业面源污染控制方面的功效、构建完善的农田灌排体系、重视农业的产业化和专业化发展问题、构建完善的农业技术推广体系等。     

自压吸气增氧灌溉对水稻生长及产量的影响

为探索自压吸气增氧灌溉对水稻生长及产量的影响,研制了自压吸气放水管,设计4种田间灌溉排水模式,分析自压吸气增氧灌溉对水稻生长及产量的影响.结果表明:4种灌排模式中,增氧灌溉处理水稻的生长及产量均优于不增氧处理,但不同灌溉模式下增氧对促进水稻生长的效果差别较大.增氧对常规灌溉模式下水稻增产的促进作用最为明显.增氧灌溉对常规模式下水稻分蘖前期分蘖的促进作用比较明显,对灌溉模式Ⅱ水稻分蘖后期分蘖的促进作用比较明显.     

水稻控灌中蓄灌溉模式的节水增产效应

在南京淳东灌区对水稻“控灌中蓄”灌溉新模式进行了试验研究,以水稻品种9746为试验材料,采用田间小区试验,观测了控灌中蓄、淹灌2种灌溉模式和不同晒田程度(轻晒和重晒)条件下水稻全生育期的灌水量、灌水次数、对降雨的利用率、土壤含水量和水稻产量等指标.2年的试验结果表明,控灌中蓄灌溉模式下全生育期灌水仅3 ～4次,平均灌溉定额112 mm,和淹灌处理相比,灌水次数减少5～7次,节水幅度平均达63.2％.控灌中蓄条件下重晒处理又较轻晒处理节水27.7％,且该处理对降雨的利用率和水分生产效率为最大,分别达到49.3％和1.30 kg/m3,同时控灌中蓄灌溉模式下水稻实际产量比淹灌增产23.8％ ～ 33.9％.结果表明,水稻控灌中蓄模式具有显著的节水增产效应,是一种水资源利用效率高、减排和增产潜力巨大的生态灌溉模式.     

含纳微级气泡的灌溉用水对水稻生长和产量的影响

为掌握和了解含有纳微级气泡的灌溉用水对水稻生长和产量的影响,在2015年开展了相关试验。结果表明,用经纳微气液分散相界面混合发生器产生的气泡水灌溉水稻,能提高水稻根系的活力,促进分蘖,有利于增加有效穗数、每穗粒数和千粒重,从而提高产量,并能减少化肥用量,有助于控制农业面源污染、保护生态环境。     

不同时期不同灌溉管理对水稻适口性影响的研究

正水稻传统的淹水灌栽培种植模式不仅耗水量大,水分利用率低,加剧灌溉用水的日趋紧张,同时因径流、渗漏和排水引起环境污染,随着我国人口增长和经济快速发展,水资源短缺和农业生产旱灾等问题日趋严重,水稻生产必须推行节水灌溉,缺水已成为我国面临的最严重的战略问题之一,严重制约了农业的可持续发展。减少水稻的用水量和提高水稻水分利用效率有利于缓解中国水资源短缺及水资源污染的问题。本文叙述了不同时期不同灌溉管理与     

不同水稻品种(组合)无灌溉水层栽培试验

为筛选出节水抗旱的水稻新品种及无灌溉水层栽培的可行性,进行了不同水稻品种(组合)无灌溉水层栽培试验。结果表明,水稻栽培除插秧返青和孕穗抽穗期灌浅水或保湿外,大部分生长期靠自然降水灌溉且全程不排水的无水层管理,同样可以夺取高产量,并有效避免农业面源污染。单位面积稻谷产量与平均剑叶长、穗总粒数、蔸最高苗、成穗率成一定程度正相关关系,分蘖能力强、穗总粒数多、后期光合面积大的品种产量高。     

灌水方式对湘南丘岗区水稻生长发育及产量的影响

为探索湘南节水栽培模式,确保双季晚稻稳产高产,设置了4个不同灌水处理试验,研究灌水方式对水稻生长发育及产量的影响。结果表明:不同水分管理对早稻生育期、茎蘖数量无影响;晚稻分蘖差异显著,湿润灌溉有利于水稻分蘖,而零灌溉抑制水稻分蘖;各处理净光合速率、蒸腾速率以及水分利用率之间均表现出显著差异;灌溉水利用效率以零灌溉最高,与其他处理间差异显著;各处理早稻产量间差异不显著,晚稻产量存在显著差异,零灌溉产量显著减少,而雨时深灌旱时浅灌与湿润灌溉增加了产量,且比淹水灌溉节水。双季晚稻依靠早稻生育中后期深蓄雨水,采用免耕移栽,建立起抗旱群体,可确保晚稻稳产。     

水稻控制灌溉试验

水稻控制灌溉又称水稻调亏灌溉,是指在秧苗本田移栽后的各个生育期,田面基本不再长时间建立灌溉水层,也不再以灌溉水层作为灌溉与否的控制指标,而是以不同生育期、不同的根层土壤水分作为下限控制指标,确定灌水时间、灌水次数和灌水定额的一种灌溉新技术.这种灌溉技术通过合理的土壤水分调节和控制,不仅可以减少灌水次数和灌溉水量,大幅度地节约了水量,而且能促进水稻根系生长发达,控制水稻地上部株型的无效生长,提高水肥利用的有效性.适时适量的灌溉供水,能较充分地发挥水稻生长的补偿效应,从而形成较合理的群体结构和较理想的株型,达到节水高产的目的.具有节水、高产、优质、低耗、抗倒伏、抗病虫害等优点.2012年胜利农场进行了水稻控制灌溉试验,现将试验结果总结如下.     

基于SWAP模型的稻田节水增产灌溉模式研究

利用田间试验资料对SWAP模型进行验证.利用模型模拟不同灌水方案的水分运移,分析不同灌溉方案的作物产量和水分利用效率.结果表明:(1)SWAP模型可以模拟稻田的水分运移和相对产量,为稻田水分运移和水稻产量的研究提供了一种方便可行的方法;(2)按试验设计标准制定的控制灌溉C的实际产量和水分利用效率均最大,分别比常规灌溉增加8.45％、25.55％;(3)按试验设计标准设定的控制灌溉C是一种节水增产的灌溉模式.     

化肥减量对水稻甬优15产量及面源污染的影响

在我国粮食主产区,目前仍存在因化肥过度施用而造成农业面源污染及加剧周边地表水富营养化的问题。为改变农户不合理传统施肥习惯,最大限度减少农业面源污染,在江山市开展了化肥减量施肥试验,研究在农户常规施肥基础上,化肥减量10%~30%对水稻甬优15产量和稻田地表径流养分(总氮、总磷、总钾)流失的影响。结果显示,减少农户常规施肥量10%~20%,水稻产量无显著性变化,其中减量10%产量最高。稻田排水中养分浓度在施肥后1 h快速上升至最高值,氮在24 h后、磷在1 h后和钾在24 h后又很快下降了25.9%~66.0%、70.1%~88.3%和25.0%~52.5%,之后各养分均缓慢下降直到试验结束,这表明如遇到大暴雨或人工排水引起稻田灌溉水外流,在施肥后几天内是养分流失高风险期(也是面源污染高风险期)。化肥减量对稻田排水中养分含量影响显著,常规施肥量减少10%~30%施肥后1 h,排水中总氮、总磷和总钾含量分别下降了3.7%~27.1%、26.3%~59.5% 和5.8%~32.7%。适期、适量施肥在水稻生产中对提高经济效益和保护生态环境具有重要意义。     

太湖流域农田灌排系统生态化改造技术及相关标准

农田面源污染已成为中国农业绿色发展以及水环境质量改善的主要限制因子,如何保障国家粮食安全的同时有效减少农田面源污染是“十四五”的关注重点。本研究结合中国高标准农田建设的最新需求,指出了农田灌排系统生态化改造是高标准农田建设与面源污染防控的有机结合点,重点阐述了农田灌排系统生态化改造的建设目标、基本原则、适用技术和相关标准,并提出了当前农田灌排系统生态化改造的主要研究方向,以期为太湖流域生态农田建设提供相关参考,促进农业面源污染防控与高标准农田的融合,助推中国耕地数量、质量、生态“三位一体”保护。     

水稻机械插秧增苗减肥技术研究

[目的]进一步提高水稻生产技术水平和肥料利用率,减少农业面源污染,在水稻产量不降低的前提下,减少化学肥料的投入量。[方法]以模拟水稻机械插秧的方式,通过田间小区试验,研究水稻增苗减肥技术对产量的影响。[结果]在增加基本苗的前提下,适当减少化肥的用量完全可以建立高产的结构,达到增产、稳产的目的。[结论]该研究可为农业机械插秧大面积推广应用提供科学的理论指导。     

浅析水稻节水灌溉模式

近半个世纪以来,随着耕作栽培技术的进步,节水灌溉技术逐渐得到发展。水稻节水灌溉是以水稻各个生育期耗水量变化情况和适当的水分利用指标为前提,最大化的利用天然雨水,协调土壤本身的调蓄能力,使稻田水分状况能在水稻生长期多样化,同时保证水稻正常生长,保障水稻关键需水期的充足水分,减少水分在田间的无效消耗,使最少的水分获得最大的产量,提高水分生产效益的一种灌溉方法。当前,我国各地区根据不同的自然条件,结合试验研究提出了符合当地的水稻节水高产灌溉技术,本人综述了这些灌溉技术的特点,为方便不同地区选择合适的灌溉方式提供理论依据。     

不同养分替代模式对控制氮磷流失的影响

近年来,由种植业带来的农业面源污染已成为各地区和流域水体污染物的重要来源之一.该文基于养分替代模式下化肥减量增效控制农田的氮磷流失研究,分析了不同农田养分替代模式下对化肥减量增效及控制农田氮磷流失的影响,提出了相关农业面源污染防治的对策建议.结果表明:基于养分替代模式的农田施肥种类、施肥用量及施肥方式得到了优化改善,减少了传统化肥的施用投入量.在同等产量水平下,养分替代可以减少农田氮磷的流失,促进化肥减量增效,对于农业面源污染防控具有重要意义.     

不同灌溉方式下水稻产量和节水减排效果分析

2016—2019年对水稻开展不同灌溉方式的比较试验,研究不同灌溉方式下的节水减排效果和水稻产量.结果表明:结合不同灌溉方式下灌水量、排水量、灌水次数、水分利用率以及水稻产量等指标,可知间歇灌溉应用效果更好.间歇灌溉方式下早稻和晚稻的灌水量分别为(201.5±34.8)和(240.9±42.1)mm,水分生产率分别为1.35和1.38 kg/m3,产量分别为(6189.0±373.5)和(6409.0±682.5)kg/hm2.间歇灌溉结合70％化学肥料+30％菌肥的配比下,水稻产量更高.该研究结果可为水稻高效生产提供理论依据.     

基于小型湿地的农田排水处理系统设计与实现

针对我国目前农业面源污染严重的现状,在前人研究的基础上提出基于小型湿地的农田排水处理模式。通过理论分析和实例研究表明,该系统可以有效地降低农田排水的氮磷浓度,改善农田排水水质,减少农业面源污染。     

宝山区水稻测土配方施肥示范初探

为提高化肥利用率,增加粮食单产,在水稻上开展了多点无重复的测土配方施肥技术示范试验,结果表明,采用该项技术可优化水稻的产量结构,显著提高水稻的产量与经济效益。同时可适当减少化肥施用量,尤其是氮化肥用量．从而提高肥料施用效率,减少农田面源污染。     

生物炭施加对节水灌溉水稻生长影响的RAGA-PPC模型评价

利用基于实数编码加速遗传算法的投影寻踪模型,根据实测试验数据,评价生物炭对节水灌溉水稻生长的影响。选出反映作物生长特性的株高、LAI、产量、有效分蘖、水分利用效率、灌水量及叶绿素含量等7项指标,按投影函数值对各个指标的贡献大小进行排序,并对各项试验方案进行排序。结果表明,株高及产量对整体评价贡献最大,叶绿素含量则最小;在常规灌溉以及非充分灌溉条件下施加生物炭对水稻生长都有明显促进作用;本试验条件下,施加生物炭并保持土壤水分含量在85%~100%的灌溉方案为最佳灌溉方案。     

稻田水肥管理对不同尺度区域农业面源污染排放规律影响分析

采用SWAT数学模型来模拟稻田水肥管理制度对不同尺度区域农业面源污染排放规律,可为制订科学的农业面源污染防治技术措施提供依据。通过在江西省赣抚平原灌区选取封闭小流域——芳溪湖小流域,进行不同尺度区域农业面源污染排放规律分析模拟,结果表明:节水灌溉模式间歇灌溉较当地传统淹水灌溉模式对削减氮、磷排放负荷具有明显优势;同时,农业面源污染田间尺度较流域尺度削减作用更大,表明从源头改善田间灌溉模式,将起到更好的减污效果。随着施氮肥量的减少及施肥次数的增加,稻田尺度和流域尺度总氮排放负荷均相应减少,但总磷排放负荷变化均很小;随着施磷肥量的减少,稻田尺度和流域尺度总磷排放负荷均相应减少,但总氮排放负荷变化均很小。     

稻田水肥管理对不同尺度区域农业面源污染排放规律影响分析

采用SWAT数学模型来模拟稻田水肥管理制度对不同尺度区域农业面源污染排放规律,可为制订科学的农业面源污染防治技术措施提供依据。通过在江西省赣抚平原灌区选取封闭小流域——芳溪湖小流域,进行不同尺度区域农业面源污染排放规律分析模拟,结果表明:节水灌溉模式间歇灌溉较当地传统淹水灌溉模式对削减氮、磷排放负荷具有明显优势;同时,农业面源污染田间尺度较流域尺度削减作用更大,表明从源头改善田间灌溉模式,将起到更好的减污效果。随着施氮肥量的减少及施肥次数的增加,稻田尺度和流域尺度总氮排放负荷均相应减少,但总磷排放负荷变化均很小;随着施磷肥量的减少,稻田尺度和流域尺度总磷排放负荷均相应减少,但总氮排放负荷变化均很小。