干旱区节水灌溉模式研究

根据内蒙古西部地区的水土资源现状及非充分灌溉原理 ,自 1 991年至 1 994年 ,我们对该地区的小麦、玉米和高粱 ,做了非充分灌溉试验 ,选择了适合当地条件的作物—水模型 ,采用系统经济灌溉制度及多目标规划方法 ,制定了本地区的节水灌溉模式 ,旨在探索节水农业的新途径     

加气灌溉对根区土壤肥力质量与作物生长的影响

水、肥、气、热、光是保障作物生长发育的五大要素,传统的灌溉方式不但用水量大,还会导致土壤通气性不足、团粒结构破坏,五要素之间的平衡被打破,造成土壤板结、盐碱化等土壤退化现象,从而土壤肥力质量下降,对作物生长发育造成不利影响。综述了加气灌溉研究背景、加气灌溉条件下土壤肥力质量评价指标、加气灌溉对土壤和土壤肥力质量的影响、加气灌溉对作物生长的影响,总结了加气灌溉对土壤微环境、酶环境、营养环境和作物根系的影响规律以及加气灌溉对土壤微环境和作物根系的调节机理。大量研究表明,加气灌溉能够有效改善根区土壤结构和水力学特性,增强作物根区土壤通透性,明显增加作物根区土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,提高土壤中过氧化氢酶与脲酶活性,改善作物根区土壤微环境;加气灌溉可以增加土壤中速效氮和速效磷的含量,提高土壤肥力质量,促进根系对营养物质的吸收和作物的生长发育,提高灌溉水利用效率,作物增产高达10%以上。最后总结了现阶段加气灌溉还存在加气设备研发、加气时间与频次问题以及加气灌溉对土壤、微生物、作物根系、生态环境等的影响机制问题,提出了目前加气灌溉处于定量研究的探索阶段,还需要对加气灌溉中水-土-气-作物的耦合机制进一步开展研究。     

T-ET函数法作物需水规律和灌溉制度模型研究

以阿克苏苜蓿灌溉制度制定为例进行了研究,利用Penman-Monteith公式,通过建立作物生长天数与作物需水量的函数T-ET,构建了T-ET函数法作物灌溉制度模型。结果显示:采用32#喷嘴,射程20m,流量4.71 m3/h,有效控制面积315 m2,灌溉强度14.95 mm/h的喷灌设计,通过计算,该地区苜蓿年灌溉次数为25次,设计灌溉总量为750mm。结论表明通过灌溉制度模型可以快速地得到该地区苜蓿的需水规律和相应灌溉制度,该方法对于缺乏灌溉实验资料的区域及作物,简捷地制定出较合理的灌溉制度,具有较强的实用性。     

干旱区玉米作物--水模型的选择

作物—水模型的选择是制定节水灌溉制度的重要环节 ,本文就干旱区玉米节水灌溉试验 ,介绍了玉米作物—水模型的选择 ,旨在探讨节水灌溉依据     

干旱区不同地下水埋深膜下滴灌灌溉制度模拟研究

通过在新疆巴州灌溉试验站进行的膜下滴灌棉花灌溉制度试验,得出了适合当地的常规滴灌制度。为进一步研究浅层地下水对灌溉的补偿效应,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下膜下滴灌棉花生育期耗水量进行了模拟。通过引入关键点土壤含水率的概念,提出了膜下滴灌棉花受水分胁迫的标准。结果表明：地下水对棉花的耗水具有一定的补偿作用,地下水埋深越浅,则所需的灌溉定额越小。当地下水埋深小于1.5 m时,滴灌定额为3 300 m³·hm^-2;当地下水埋深为2.0 m时,滴灌定额为4 500 m³·hm^-2;当地下水埋深很大而对作物根区没有补给时,棉花完全依赖于灌溉所需的滴灌定额则为5 550 m³·hm^-2。考虑到干旱区内具有较高的潜在蒸发势,会导致土壤的次生盐渍化,从而危及作物的生长,1.5～3.0 m的地下水埋深是灌区内较理想的水位区间。     

渭干河—库车河三角洲绿洲主要作物不同生育期需水量估算

采用联合国粮农组织最新推荐的模型方法(FAO56),参照毗邻地区的灌溉试验成果和当地群众的灌水经验.对渭干河--库车河三角洲绿洲冬小麦、夏玉米和棉花等作物不同生育期的需水量及需水规律进行了分析.结果表明:①作物各生育期需水量的多少,取决于生育期的长短和需水强度;②作物需水量自西向东、自南向北增加,其空间波动与气温、风速和湿度息息相关;③若根据目前渭干河一库车河三角洲绿洲农业用水所占总水量的实际比例计算,地表水供给量完全满足作物对需水的要求.如果按国际上发展经济用水占河流总水量的比例计算,河道有效来水量只能满足作物的需水要求.若要全部考虑城镇工业用水、生活用水及农业用水,加上地表水资源的利用率较低、季节变化大,则不能完全满足作物灌溉用水,导致挤占生态用水.     

污水灌溉重金属污染研究进展

从国内外污水灌溉土壤中重金属污染,作物对重金属的吸收和富集规律,重金属污染对作物生长发育的影响,控制污水灌溉重金属污染的途径与对策,今后污水灌溉重金属污染的研究方向与展望5个方面概述了污水灌溉重金属污染的研究进展,为下一步开展污水灌溉重金属污染研究提供参考依据和经验借鉴。     

基于B/S模式的北方冬小麦实时在线非充分灌溉管理研究及应用

实时的精准灌溉能够有效提高干旱区农业水资源的利用效率,针对灌溉问题的复杂性与来水的不确定性,文中建立了作物实时非充分灌溉制度模型,提出了短期作物系数取值的确定方法.针对已有灌溉管理系统存在的共享性、实时性差问题,文中采用B/S结构模式,以java为开发语言,采用Struts、Spring和Hiber-nate框架,基于实时的气象与田间土壤墒情监测数据,应用作物实时非充分灌溉制度模型,研发了冬小麦实时在线灌溉管理系统,并在华北水利水电大学节水灌溉实验场进行调试和应用.结果表明其精度能够满足实际需要,对北方节水农业尤其是智慧灌区建设具有良好的技术支持与理论指导作用.     

缺水条件下非充分灌溉制度预报系统的研制

以Jensen作物水分生产函数模型为基础,运用动态规划方法,建立了非充分灌溉条件下冬小麦、棉花、夏玉米的优化灌溉制度预报系统;并编制了可视化的程序界面,只要输入相关参数(土壤田间持水率、初始含水率、土壤容重、可供水量、不同阶段潜在作物蒸发蒸腾量,各阶段不同水平年的有效降雨量值和作物不同阶段的计划湿润层深度),就可得出适合于不同地区的优化灌溉制度,操作简单,具有实用性。以山西晋中和临汾地区为例验证,系统计算显示上述3种作物比传统灌溉分别节水为9%,7%和3%;在供水量不足的情况下,系统可指导如何在时间上分配水量以使减产最小,且可得知在这种灌溉方式下的具体减产量。     

灌溉频率对滴灌小麦土壤水分分布及水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了不同灌水频率对滴灌小麦农田土壤水分分布及小麦水分利用效率的影响。结果表明:从整个生育期来看,在灌水量375 mm条件下,高频灌溉(每4天1次)处理0～40 cm土层含水率和土壤贮水量较高,而深层（40～100 cm）土壤较低;低频灌溉(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率和土壤贮水量较高,但水分补给不及时,表层土壤含水率和贮水量偏低;总体上中频灌溉(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配,有利于作物生长。中频灌溉产量和水分利用效率都最高,分别比高频灌溉和低频灌溉产量增加7.6%和13.5%,水分利用效率增加2.6%和9.9%。在当地自然气候条件下,滴灌小麦采用375 mm灌溉量和每7 d 1次的灌溉频率是较适宜的灌溉模式。     

不同灌排模式下土壤盐分动态模拟与评价

利用HYDRUS-1 D模型对不同灌排模式下土壤水盐运移进行一维数值模拟,分析比较了节水灌溉和常规灌溉、暗管排水和无排水对盐碱地的改良效果.结果表明,节水灌溉模式下耕作层含盐量的年内变化规律与常规灌溉相似,在节水14.36%的情况下不会明显降低耕作层的洗盐效率;在连续常规灌溉和节水灌溉条件下耕作层的土壤盐分呈逐年减少的...     

不同灌溉量下春小麦土壤水分变化规律

研究了不同灌水量处理条件下春小麦土壤水分变化规律。结果表明:不同灌水量处理下土壤含水率在垂直方向上的变化规律一致,随着深度的增加,土壤含水率变异系数逐渐变小;在春小麦整个发育期,不同灌水量处理在拔节期耗水强度均达最大值,为其需水高峰期;从节水效益看,全生育期灌水量为428.6 mm的处理水分利用效率和灌溉水利用效率较好,灌溉效果最佳,达到节水灌溉效果。     

田间节水灌溉工程最优规划模型及其应用——以新疆和田地区为例

在充分考虑了区域水源类型、农田灌溉可利用水量、作物种植结构、节水灌溉工程现状、各种节水灌溉技术适应性等条件基础上,为满足区域内各种作物灌溉用水的需求,以区域内田间节水灌溉工程增量年费用最小为目标函数,建立了田间节水灌溉工程最优规划模型。应用这一模型,制定了新疆和田地区2020年田间节水灌溉工程最优规划方案。这一模型为合理制定节水灌溉规划,实现水土资源优化配置提供了依据。     

河套灌区春小麦高产栽培水氮高效利用研究

在内蒙古河套灌区解放闸灌域沙壕渠实验站,通过田间试验,对节水灌溉模式(拔节+抽穗2水)和常规充分灌溉模式(分蘖+拔节+抽穗+灌浆4水)下,不同施氮量对春小麦产量形成、水分利用和氮素利用等方面进行了研究.结果表明:2水与4水处理间小麦产量及其构成因素均无显著差异,而水分利用效率(WUE)比4水处理提高7.8%.在较低施氮...     

我国灌区农业水资源可持续利用问题探讨

本文分析我国灌区农业水资源利用存在的主要问题是水资源短缺与水资源浪费共存、现行体制和政策难以促进有效的节水机制形成、灌溉工程老化、设施薄弱、水资源不合理利用导致生态环境恶化；论述了水价政策对灌区农业水资源可持续利用的影响，提出改革水价以促进灌区节水农业发展的思路；探讨了我国节水农业发展现状与存在的主要问题是节水农业技术不普及，理论认识上存在偏差，注重单项技术，缺乏深入的节水技术综合集成，节水农业创新水平不高，农业节水投资力度不足；提出了我国灌区农业水资源可持续利用的出路是树立可持续利用观念、大力发展节水农业，改革现有管理体制，建立高效有序的水资源管理模式，拉动经济杠杆，建立节水灌溉经济激励机制，建立用户参与管理决策的民主管理机制，建立科学的水价体系，促进地表、地下及降水联调，加强宣传和教育，充分认识水资源危机的紧迫性，为水价改革奠定舆论基础。     

不同灌溉方式对渭北果园土壤水分及水分利用的影响

为了筛选适合渭北黄土高原苹果园的节水灌溉方式,以陕富6号苹果为试材,研究了不同灌溉方式下0～1 m土壤含水率的动态变化规律、土壤储水量和水分利用效率.结果表明:(1)3～10月份,不同层次土壤含水率由高到低为:膜下滴灌＞膜下沟溉≈滴灌＞沟灌＞不灌溉,覆膜与不覆膜之间比较,膜下沟灌＞沟灌,膜下滴灌＞滴灌.(2)6月15日...     

基于作物种植结构优化的农业节水潜力分析——以武威市凉州区为例

以武威市凉州区为例,以传统节水潜力计算方法为基础,在保证粮食安全、工业原料需求、畜牧饲草等要求的前提下,增加了农业种植结构优化因素,提出了基于种植结构优化的农业节水潜力概念和计算方法。其计算过程包括降低灌溉定额、提高灌溉水利用系数、优化种植结构三个部分。运用该方法计算出2005年武威市凉州区基于种植结构优化的农业节水潜力为2.63亿m3,比传统的农业节水潜力提高13.3%,农业总产值增加6.04亿元,净收益增加4.32亿元。     

渭干河——库车河三角洲绿洲的水资源问题与农业节水潜力分析

建立节水型社会是我国的一项基本政策,也是解决渭干河—库车河三角洲绿洲水资源问题可持续利用的战略选择。渭干河—库车河三角洲绿洲水资源开发利用中存在的问题:主要由于社会、经济的发展及不合理的用水导致水资源短缺、水资源过度开发,水资源利用效率低、生态环境恶化等。渭干河—库车河三角洲绿洲是典型的灌溉农业区,农业灌溉大部分仍采用粗放型的宽河大渠输水、田间大水漫灌方式,灌溉定额普遍偏高,农业节水潜力很大。本文重点定量分析了该绿洲农业用水效益、农业节水潜力,建议农业节水的途径及节水灌溉技术应从骨干工程改造节水、中低产田改造节水、降低地下水位节水、改造作物灌溉制度节水、加强管理节水等几个方面进行。最后提出渭干河—库车河三角洲绿洲水资源可持续利用的对策措施。     

江西季节性干旱区节水条件下引种稻水分生产力及产量品质分析

以引种早、中、晚稻各4个品种和1个当地品种为材料，通过田间试验对江西季节性干旱区节水灌溉条件下水稻水分利用效率、产量及品质进行了对比分析。结果表明，在早稻、中稻、晚稻节约用水分别达10％、28％、26％条件下，与其对照相比，引种早稻品种中早27、中稻品种武运粳7号和两优培九、晚稻品种农香16和中香1号具有较高的经济与生态效益，在该区具有广阔的推广前景。节水灌溉对中稻与晚稻的生长和稻米品质的影响表现出一致性。与常规灌溉模式相比，节水灌溉下虽然水稻有效穗降低，有的甚至达到显著差异，但是每穗颖花数、结实率和千粒重的增加弥补了有效穗降低不足，因此产量变化未达到显著差异。节水灌溉条件下糙米率、精米率、整精米率、胶稠度、碱消值、直链淀粉等性状提高，而垩白率、垩白度、蛋白含量降低和稻米粒型变小。     

咸水非充分灌溉下土壤水盐动态及对制种玉米生长的影响

为了探究石羊河流域地下水资源的利用方式,在甘肃省石羊河流域开展了为期2年的制种玉米咸水非充分灌溉田间试验,试验设置3种灌水水平即w1(1ETc)、w2(2/3ETc)、w3(1/2ETc),3种盐分水平即s1(矿化度0.71 g·L~(-1),淡水)、s2(矿化度3 g·L~(-1))、s3(矿化度6 g·L~(-1)),共9个试验处理,研究咸水非充分灌溉对土壤水盐动态及制种玉米生长的影响。研究结果表明:咸水非充分灌溉条件下,由于灌溉水量和灌水矿化度不同,土壤水盐动态表现出不同的特征,非充分灌溉处理土壤含水量低于充分灌溉处理,咸水灌溉处理土壤含水量高于淡水灌溉处理;充分灌溉处理盐分累积较深,非充分灌溉处理盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤。灌溉水量采用2/3 ETc的非充分灌溉方式进行灌溉,土壤盐分随着水分运移,盐分主要累积在表层土壤和根系吸水层土壤,短时期采用灌水矿化度为3 g·L~(-1)的微咸水灌溉,盐分不会在土壤产生大量累积。因此,在研究区灌溉水量控制在2/3 ETc左右,灌水矿化度不超过3 g·L~(-1),对制种玉米生长的影响较小,减产幅度在11%以下,能够达到合理利用地下咸水资源和节水灌溉的目的。