滇池流域典型湿地植物需水规律试验研究

湿地植物需水量是湿地生态系统水平衡的重要组成部分。本文以香蒲、菖蒲、红鞘水竹芋、美人蕉和水葱等5种滇池流域典型湿地植物为对象开展为期两年的需水规律试验,计算分析了不同湿地植物的全生育期总需水量以及各生育阶段日均需水量,并计算得到各湿地植物的作物系数。结果表明:5种湿地植物需水量随生育进程呈现先增大而后逐渐减小的趋势,峰值主要出现在6-8月。5种植物全生育期日均需水量范围为4.50～5.49 mm/d,其中香蒲和红鞘水竹芋最大,菖蒲最小;全生育期总需水量变化范围为1 088.6～1 638.1 mm,平均值为1 260.2 mm,最大为红鞘水竹芋,最小为水葱。各湿地植物作物系数在全生育期的变化均呈现先增大后减小的趋势,香蒲、菖蒲、红鞘水竹芋的峰值出现在果实期,美人蕉和水葱的峰值出现在开花期。5种湿地植物全生育期作物系数均值范围为1.21～1.66,其中红鞘水竹芋最大,水葱最小。     

不同湿地植物系统对农田排水氮磷净化效果试验研究

为分析不同湿地植物对农田排水中氮磷的去除效果,以杂草和空白为对照,选取莲藕、白莲、藜蒿、茭白、水芹菜、菖蒲、水蕹等7种常见水生植物进行原位试验研究。结果表明,种植植物的湿地对TN、TP去除效果均好于无植物湿地,水力停留时间为9d时,与空白对照相比,种植植物的湿地的TN和TP去除率分别提高10.0%～34.9%和8.7%～18.4%,其中,莲藕、白莲、菖蒲、杂草等生物量较大的植物对TN、TP的净化效果优于其他植物。7种植物中,白莲和菖蒲TN去除性能较好,其TN去除率分别比空白对照提高33.4%和34.9%。综合分析,白莲、莲藕、菖蒲可以作为鄱阳湖流域净化农田排水的备选植物。     

鲜食甜玉米需水规律及节水灌溉制度研究

【目的】研究鲜食甜玉米需水量、需水规律及节水灌溉制度,指导其科学合理灌溉。【方法】连续开展2 a鲜食甜玉米田间灌溉试验,以群众高产种植经验为试验处理,在试验小区内安装智墒和云智能气象站采集土壤墒情、气象数据。分析了甜玉米全生育期土壤水分动态变化规律;计算了甜玉米逐日需水量和作物系数,分析了其需水量规律;针对实际灌溉中存在的问题,对甜玉米灌溉过程中土壤含水率上下限进行了优化。【结果】甜玉米土壤水分变化主要集中在10～30 cm之间,根系最大吸水深度为50 cm;2016—2017年甜玉米全生育期需水量分别为197.7 mm和212.9 mm,平均需水强度分别为3.0 mm/d和3.1 mm/d;需水强度呈现抽雄吐丝期灌浆乳熟期拔节期苗期的规律;甜玉米作物系数(Kc)苗期最小,抽雄吐丝期最大,2 a全生育期Kc平均值分别为0.63和0.67;经过灌溉制度优化,甜玉米全生育期灌水4次,净灌溉用水量较实际分别减少31.87%和33.97%。【结论】甜玉米需水量较小,需水规律和普通玉米相似,农业生产中应根据降雨情况适时补充灌溉。     

温室芹菜需水强度与作物系数研究

测定作物需水量是进行合理灌溉的基础,确定作物系数是借助气象参数便捷预测作物需水量的前提。本研究借助水量平衡法和Penman-Monteith温室修正模型对芹菜进行研究。试验结果表明:温室芹菜需水强度和参考需水强度均呈“增加-降低-增加”的波动增加趋势,累积需水量和参考累积需水量均呈直线函数增加趋势,作物系数呈移动平均函数变化趋势。进一步将全生育期划分为4个阶段发现,苗期、叶丛初期、中期和后期的需水强度分别为1.128、1.917、1.405和2.212 mm/d,需水量分别为30.46、51.77、63.23和79.63 mm,作物系数分别为0.418、0.385、0.571和0.565。基于2 h采集频率的气象数据结果还表明,4个生育期的参考需水强度日变化曲线均呈“单峰型”,早晨8点开始逐渐升高,午间12点至下午2点达到峰值,以后逐渐降低,至晚间10点左右回落至初始值。     

设施栽培菠菜需水规律与作物系数研究

根据设施栽培蔬菜需水量试验资料,分析了设施栽培春菠菜和冬菠菜在全生育期内的需水规律和累积需水规律;采用FAO-56单作物系数法计算了设施栽培春菠菜和冬菠菜的作物系数,分析了2种作物的作物系数在全生育期内的变化规律;引入Logistic曲线划分的生育阶段对设施栽培作物系数进行了进程修正,引入气象修正因子对其进行了数值修正.结果表明,设施栽培春菠菜与冬菠菜作物需水规律随生长发育表现为先增后减变化规律,作物累积需水量表现出符合Logistic曲线的慢一快一慢的累积规律;作物系数呈与需水规律一致的变化规律;进程、数值双重修正后的作物系数值更加接近实测值.     

贵州地区主要作物需水规律与作物系数的研究

为了明确西南地区主要作物的需水规律和作物系数,根据贵州省修文县中心试验站2012年水稻、冬小麦、玉米、油菜和烤烟的田间试验资料,依据田间水量平衡方程和FAO-56Penman-Monteith公式计算出贵州地区主要作物需水量以及参考作物需水量,并对主要作物在不同灌溉模式下的需水规律和作物系数进行了研究。试验结果得出,贵州地区的水稻、玉米、冬小麦、油菜和烤烟在充分灌水条件下全生育期的作物系数分别为1.47、0.97、1.39、1.06和0.97,且各种节水灌溉模式均具有一定的节水效果,各处理条件下的玉米、冬小麦和烤烟的需水规律较一致,抽雄期、拔节抽穗期和旺长期分别是玉米、冬小麦和烤烟的生长旺盛期,需水量分别达70.42~96.14、90.7~97.4和182.49~238.34mm,而水稻和油菜的需水规律受灌溉模式的不同有所影响。研究结果以期为贵州地区农业节水灌溉和灌区水资源配置提供一定的科学依据。     

滇池外海环湖湿地生态需水研究

滇池外海环湖湿地是滇池水生态系统的主要组成部分,是实现区域经济生活与环境协调发展的重要保障。随着滇池水污染防治措施的实施,滇池供水功能发生转变,湖滨湿地生态补水量逐渐增加。采用FAO-56单作物系数法模拟了湿地典型植物实际蒸散量,基于水量平衡原理确定湿地典型植物用水定额,研究了滇池外海环湖湿地生态需水量。结果表明,滇池外海环湖湿地典型湿生植物实际蒸散发量为838~1 471mm/a,生态景观树木实际蒸散发量为561~774mm/a;湿地典型植物用水定额年际间变化率为-40%~40%,年内分布趋势基本一致,主要集中在枯期11月—次年5月;滇池外海环湖湿地生态需水量为1 381~2 791万m3/a,其中枯期生态需水量占全年需水量的68.6%~79.4%。     

基于ET0冬小麦需水量计算及其规律

选取豫东平原安阳、西华、信阳、许昌、郑州、驻马店等地冬小麦为研究对象,采用作物系数法计算了ET0频率25％、50％和75％条件下各地冬小麦需水量并进行分析.结果表明,安阳、许昌、郑州、驻马店冬小麦全生育期需水量呈现出湿润年较低、干旱年较高的趋势,最大值介于396.1～729.0mm.各地冬小麦需水量最大的生育阶段均为抽穗—成熟,平均占全生育期需水量45.9％;西华、郑州该生育阶段需水量占全生育期百分比随ET0频率增大而上升,呈现为相对干旱年份需水更多.豫东平原各地冬小麦逐日需水量10-2月均值随ET0频率增大而下降,3月往后上升,其均值为4.31 mm/d.ET0频率25％～50％范围对10-3月逐日需水量影响较大.     

陕北黄土丘陵区主要作物需水与降水耦合分析

为探讨陕北黄土丘陵区旱作玉米、谷子和马铃薯在各生育期需水与降水耦合程度,基于绥德县2000-2014年逐日气象资料,分析了3种作物在生育期(5-9月)的需水特征、气候干旱状况和作物需水与降水耦合情况。结果表明:玉米、谷子和马铃薯在全生育期需水量大于同期降水量,谷子全生育期需水量分别显著低于玉米和马铃薯168.75和142.44 mm(p0.05),3种作物需水量在6月份最大,分别占各自全生育期需水量的30.12%、40.13%和27.46%,干旱在6月份发生频率最大,可达28.57%;3种作物需水与降水的耦合度和月份呈现良好的3次多项式关系(R~20.80),在6月份最小(0.14～0.16),谷子需水与降水的耦合度在7、8和9月份显著高于玉米和马铃薯(p0.05);干旱现象在未来5和9月会持续,在6-8月会出现减弱趋势,3种作物需水与降水耦合度趋势在未来5-6月保持不变,在未来7-8月增加。建议加大高附加值的绿色有机谷子种植面积,缩减玉米和马铃薯种植面积,并在作物生育期采用集雨补灌和沟垄覆盖种植相结合的技术,以充分利用降水资源。     

塘堰湿地对农田排水氮磷净化效果的影响研究

分析了不同湿地植被、不同水滞留时间、不同湿地水位以及不同稻田湿地面积比等对湿地净化效果的影响。结果表明,不同生育期各种湿地植被对农田排水中氮磷的去除效果各有差异,对农田排水中氮磷去除效果较好的湿地植被为茭白、高杆灯芯草、莲藕和西伯利亚鸢尾。适宜湿地水滞留时间为3~4d,稻田排水进入湿地后的第4天,各湿地植被对总氮的平均去除率分别为71.8%、83.9%、68.6%、80.2%,对总磷的平均去除率分别为69.3%、77.0%、57.5%、68.5%。塘堰湿地日常水深以40cm为宜。当地气象条件下,为确保污染负荷不超过塘堰湿地承载上限,平水年稻田湿地面积比以8.6为宜。     

陕西关中地区夏玉米作物系数试验研究

依据1999—2003年五年田间试验资料,利用Penman-Montheith公式计算陕西关中地区夏玉米全生育期内参考作物蒸发蒸腾量,并利用大型称重式蒸渗仪监测夏玉米全生育期内作物实际蒸发蒸腾量,由此计算了夏玉米各生育阶段的作物系数,并分析了作物系数变化规律。结果表明：在陕西关中地区的气象条件下,夏玉米的参考作物蒸发蒸...     

我国农作物秸秆资源量及利用问题研究

我国是世界农业大国,农作物秸秆资源丰富,但长期以来主要农作物秸秆资源的种类、数量及其变化情况不甚明了。为此,在梳理以往秸秆资源量测算及利用文献的基础上,结合我国2013-2019年水稻、玉米、小麦、豆类、薯类等5种主要粮食作物产量数据,科学确定秸秆籽粒折算系数,运用草谷比系数法测算主要粮食作物的秸秆资源量,为我国制定秸秆综合利用政策、规划提供借鉴和决策支持。同时,结合实际找出目前我国秸秆综合利用中存在的问题并提出相应解决对策。     

关中地区夏大豆蒸发蒸腾及作物系数的确定

作物系数-参考作物蒸发蒸腾量法是作物需水量计算最普遍采用的方法。作物系数作为该方法的重要参数,它的确定已成为作物需水量研究的关键问题。依据2005-2007年3年田间试验资料,利用Penman-Monteith公式计算了关中地区夏大豆全生育期间参考作物蒸散量,并利用农田水量平衡方程及土壤水分胁迫系数计算了作物实际蒸发蒸腾量,由此计算了大豆各生育阶段的作物系数,并分析了大豆作物系数变化规律。结果表明:关中地区大豆全生育期间参考作物蒸散量平均为524.6 mm;大豆作物系数全生育期平均为0.82,在开花~结荚阶段最大,平均为1.22,其次为结荚~成熟阶段,平均为1.05,播种~幼苗最小为0.26;在关中气候背景下,大豆作物系数与大于10℃积温具有较好的二次多项式关系。     

作物产量对水分亏缺敏感性指标的初步研究

在灌溉水资源不足时,作物对水分亏缺的敏感性是确定最优灌溉制度的基础。本文提出了作物对水分亏缺的敏感性指标的定义,基于此定义,给出了平均敏感性指标、概化的敏感性指标以及边际敏感性指标的具体表达式。以Ｄｏｏｒｅｂｏｓ模型、Ｊｅｎｓｅｎ模型和Ｂｌａｎｋ模型等常见作物水分生产函数模型为基础,导出了各种敏感性指标的计算公式。最后,根据水稻试验资料,分析了敏感性指标的变化规律。     

基于遗传算法的小麦套玉米节水型优化灌溉制度研究

以2009年内蒙古河套灌区春小麦套种玉米田间实测资料为基础,分别应用水量平衡原理与作物系数法得到套种作物生育各生育阶段实际腾发量;然后以作物-水模型为基本原理,采用多元线性回归方法对套种作物不同生育阶段水分敏感指标进行求解,其变化规律为：拔节-抽穗＞分蘖-拔节＞喇叭口-灌浆(玉米)＞抽穗-灌浆(小麦)＞苗期-分蘖,最后应用基于实数编码的遗传算法对小麦套玉米作物灌溉制度进行优化,结果表明,作物生育期内适宜的灌水量为450mm。     

高水分利用效率作物品种选育的主要生理途径分析

分析了WUE与作物植株形态、气孔因素、光合能量转化以及根系水分生理等过程的关系。结果表明,大气CO2体积浓度下作物气孔导度降低而光合速率升高,导致WUE显著增加;常规育种是目前乃至今后很长一段时间内选育高WUE作物品种的主要手段。     

河套灌区经济作物番茄节水型优化灌溉制度研究

以2009年内蒙古河套灌区经济作物番茄的田间实测资料为基础,分别应用水量平衡原理与作物系数法得到经济作物生育各生育阶段实际腾发量;然后以作物-水模型为基本原理,采用多元线性回归方法对作物不同生育阶段水分敏感指标进行求解,其变化规律为：开花着果-结果盛期＞苗期-开花着果＞结果盛期-结果末期,最后应用基于实数编码的遗传算法对作物灌溉制度进行优化,结果表明,作物生育期内适宜的灌水量为60mm。     

不同干旱程度对夏玉米生长及产量的影响

连续两年在遮雨条件下,研究了不同程度干旱对夏玉米不同生育期地上部生长和根系分布的影响,结果表明:夏玉米产量对干旱最敏感,其次是叶面积、株高和根系数量,作物茎粗对干旱不敏感。连续干旱不超过12 d有利于作物生长,否则不利于作物生长。夏玉米生长前期遇到干旱较前后期干旱的减产风险更大,而作物根系响应可能是干旱减产的原因之一。调整作物种植时间和促进根系下扎将是缓解南方红壤区季节性干旱危害的有效措施。     

植保静电喷雾技术发展现状与前景

静电喷雾技术作为现代农业的先进植保技术,相比于普通喷雾施药技术在雾滴沉积率、分布均匀性和药液利用率等方面体现出较好的改善效果,是未来农业可持续发展过程中实现节能减药、降本增效的重要技术手段。为此,对植保静电喷雾技术的发展进程进行了详细梳理,对比介绍和分析了静电喷雾3种荷电方式的基本电工学原理及其技术优缺点;追溯和介绍了国内外学者在药液荷电雾化、荷电雾滴输运、荷电雾滴与靶标的交互沉积3个方面的研究进展,并简要介绍了国内外已有的植保静电喷雾商业化产品和各式静电喷雾样机;同时,深入剖析了植保静电喷雾技术研究和应用中存在的问题,探讨了后续研究中亟需解决的难点和未来可行的应用模式,以期为植保静电喷雾技术的后续研究和应用提供借鉴与参考。     

基于气温预报和HS公式的不同生育期参考作物腾发量预报

根据南京站2001-2011年实测气象数据,以Penman-Monteith(PM)公式计算得到的参考作物腾发量ET0值作为基准值,对仅需要气温数据计算参考作物腾发量的Hargreaves-Samani(HS)公式进行参数率定,采用率定后的HS公式依据2012年6月-2015年6月气温预报数据对南京水稻、冬小麦不同生育期未来1~7d的ET0进行预报,并与基于实测气象数据的PM法计算的ET0值进行比较,评价HS法的ET0预报精度。结果表明:最低、最高气温实测值与预报值相关系数分别为0.97和0.93,最低气温预报精度略高于最高气温;预见期1~7d内,水稻、冬小麦不同生育期ET0预报值与PM法计算值变化趋势基本一致,整个生育期内冬小麦ET0预报值与PM法计算值吻合程度更好,水稻、冬小麦相关系数分别达0.60、0.80左右;水稻各生育期平均准确率为66.0%~97.5%,平均绝对误差为0.65~1.22mm/d,均方根误差为0.76~1.42mm/d,冬小麦各生育期平均准确率为75.4%~99.5%,平均绝对误差为0.33~1.06mm/d,均方根误差为0.43~1.23mm/d;作物生育期各阶段对气温预报误差越敏感,ET0预报精度越低,随着生育期的推进,水稻对气温预报误差的敏感程度逐渐减小,相应的ET0预报精度逐渐增加,而冬小麦反之;但整体上预见期1~7d的气温预报及ET0预报精度达到可利用程度,可为快速灌溉预报及灌溉决策提供数据支撑。