晚稻蒸腾速率及其影响因素试验研究

根据国家“863”节水农业重大专项“江西示范区晚稻控制灌溉”试验资料,分析了水稻蒸腾速率日变化、全生育期变化的规律以及不同生育阶段蒸腾速率与环境因子、气孔导度和土壤水分状况的相互关系。研究结果表明,田间土壤含水率的降低推延了蒸腾速率日最大值的出现;常灌处理水稻蒸腾速率一般高于控灌处理,但控灌午后的蒸腾速率等于或高于常灌;空气温度、叶面温度、饱和水汽压差和气孔导度是影响水稻的蒸腾速率的关键因素,并在水稻不同生育阶段表现不同的影响程度;气孔导度与晚稻蒸腾速率具有一定相关性;蒸腾速率受土壤含水率变化的影响,且在恢复供水后,蒸腾速率出现一定的反弹现象并表现出不同程度的滞后性。     

基于机器学习的排涝闸站雨后水位预测

[目的]精准预测排涝闸站雨后水位.[方法]在分析为期1 a的田间实测水位数据的基础上,收集了四湖流域2个典型闸站(习家口站、田关站)为期10 a(2010—2020年)的历史水情资料,利用2种机器学习算法(支持向量机回归算法、回归树算法)对排涝闸站的雨后水位进行预测分析.[结果]支持向量机回归算法和回归树算法均较好地预...     

基于饱和土壤埋深调控的水稻节水灌溉技术研究

采用盆栽试验和Hydrus-1d模型模拟相结合的方法，研究了不同耗水强度下稻田落干脱水过程中土壤含水率与饱和土壤埋深的变化规律，建立了土壤含水率与饱和土壤埋深之间的定量关系。结果表明，在稻田落干脱水过程中，土壤含水率与饱和土壤埋深具有很好的同步变化规律，采用率定后的Hydrus-1d模型能够较好地模拟稻田落干脱水过程中二者的变化。试验和模拟结果均显示，节水灌溉稻田土壤含水率与饱和土壤埋深之间呈明显的二次抛物线关系，即饱和土壤埋深随着稻田落干脱水过程中土壤含水率的降低而增大。基于二者之间的定量关系与传统土壤含水率指标临界值，计算得到了饱和土壤埋深指标临界值，确定了各生育期饱和土壤埋深临界值区间为（0.27m，0.50m），由此提出了以饱和土壤埋深为调控指标的水稻节水灌溉技术。该技术采用易于观测的饱和土壤埋深作为控制指标，克服了以土壤含水率、田间无水层天数等控制指标带来的监测成本高、测量精度低等问题，在准确反映田间水分状况的同时，满足了节水灌溉规模化应用的需求。     

不同地下水埋深时甜椒需水量及作物系数试验研究

采用排水式蒸渗仪试验,研究了不同地下水埋深时,甜椒需水量和地下水利用量的变化规律及与外界环境因子的关系。分析和模拟了甜椒作物系数,并与FAO-56推荐作物系数值进行了比较。结果表明,地下水埋深为0.6~0.9m时,地下水与降雨利用量占需水量的40%~50%,灌溉量较低。地下水埋深较浅时,需水量与地下水利用量与蒸发量、气温和地温具有显著的线性关系。地下水埋深较深时,需水量主要受降雨的影响,与环境因子的相关性较小;地下水利用量与蒸发量、气温、地温及饱和水气压差仍具有显著的线性关系。甜椒全生育期作物系数为1.35,与移栽后旬数、地温和需水系数分别表现出3次、2次和3次多项式的关系。生长中期和后期,作物系数分别为1.25和1.25~1.1,高于FAO-56推荐值。研究结果为蔬菜类作物节水灌溉制度的制定和高效灌溉管理提供参考。     

节水灌溉稻田蒸发蒸腾过程及其比例变化特征研究

为探究节水灌溉稻田蒸发蒸腾过程及其比例变化特征,建立能准确反映水稻蒸腾与棵间土壤蒸发分摊关系的计算公式,采用自制的微型蒸渗仪系统观测2015年和2016年水稻生育期稻田蒸散量（ETCML）和蒸发量（E）,分析了典型天气和各生育期ETCML、E和蒸腾量（T）的日/稻季变化特征及E与T的比例变化。结果表明：晴天ETCML、T和E变化趋势相同,但E易受生长阶段与环境的影响;阴天ETCML和T呈多峰变化;雨天测量值有明显误差,微型蒸渗仪会因降雨、灌水、强风、水汽凝结、边界效应、水稻生长等因素而影响数据的可靠性。节水灌溉稻田T决定了ETCML的大小和变化规律,E仅在初期呈倒“U”形。ETCML和T逐日变化随净辐射（Rn）先增后减,在分蘖中后期达到峰值,存在明显的物候特征。蒸发量与蒸散量的比值(E/ETCML)由水稻生长初期的0.95逐渐减小,全生育期平均为0.37。 E/ETCML可用其与水稻移栽时间和叶面积指数(LAI)的对数关系进行描述,决定系数均大于0.88。研究蒸发蒸腾比例特征对田间水分管理及指导灌溉具有重要意义,可为双源蒸散模型的改进与拟合提供重要的数据支撑。     

水稻控制灌溉模式及其环境多功能性

水稻是我国的主要粮食作物,也是耗水量最大的作物,实行水稻控制灌溉可以实现高产与节水的统一.而稻田灌溉系统具有环境多功能性,包括补充地下水减小地面沉降、防洪、净化水质、净化空气、调节气温、保护生物多样化等几个方面.与传统淹水灌溉相比,实行控制灌溉后,稻田无水层的田间水分管理必将带来其灌溉系统环境多功能性的变化,探讨这些变化对水稻控制灌溉乃至节水灌溉的进一步推广应用有一定的指导意义.     

灌溉排水耦合调控稻田水分转化关系

该文利用装配有地下水位自动控制系统的蒸渗仪,分析节水灌溉与旱地控制排水技术耦合调控对于稻田水分转化关系的影响。结果表明,灌排耦合调控在小幅减少水稻产量的同时,显著减少了稻田灌溉水量、地下排水量及水稻蒸发蒸腾量,最终显著增加了水稻水分生产效率。与常规灌排稻田相比,灌排耦合调控稻田水稻产量减少1.9%,灌溉水量、地下排水量及水稻蒸发蒸腾量分别显著减少41.7%、49.9%及24.9%,水分生产效率增加30.5%。随着控灌稻田排水控制限的提高,稻田灌溉水量、地下排水量及水稻蒸发蒸腾量减少,水稻产量保持稳定,使得水稻水分生产效率进一步增加。提高控灌稻田的排水控制限,减缓了稻田土壤水分的衰退速度,并增加稻田地下水位低于排水控制限的比例,稻田灌溉次数与发生地下排水的时段均减少,使得控灌稻田灌溉水量与地下排水量下降,两者综合作用下控灌稻田水稻蒸发蒸腾量减少。在采用控制灌溉模式的基础上,适当提高稻田排水控制限,可以较好地实现水稻生产中水分的高效利用,研究结果可为优化稻田水管理模式提供依据。     

控制灌溉稻田CH_4排放的影响因子分析

为了揭示水稻控制灌溉对稻田CH4排放的影响机理,本文采用静态暗箱-气相色谱法对控制灌溉稻田CH4排放进行原位观测,同时观测土壤水分、表层土温和氧化还原电位(Eh)等影响因子,定量分析控制灌溉稻田CH4排放通量与影响因子间的关系。结果表明,控制灌溉稻田田表水层消失后的微弱脱水状态导致了CH4短暂的剧烈释放,CH4排放的峰值大多出现在土壤接近饱和状态(土壤充水孔隙率为99.0%~99.8%)时;控制灌溉稻田CH4排放通量与表层5cm土温之间无显著相关关系(p0.05);CH4的剧烈释放必须在土壤Eh下降到-100~-150mV,控制灌溉稻田不适宜CH4的产生;控制灌溉稻田CH4集中排放阶段(水稻移栽后21d内)的通量值与土壤Eh值呈极显著负指数相关关系(p0.001)。不同灌溉模式调控下的土壤水分状况是导致稻田CH4排放显著差异的主要因素。     

CO_2质量分数升高对水稻生长及水分利用效率的影响

以苏南地区单季水稻为研究对象,基于1961—2010年气象数据,结合经田间试验资料验证后的水稻模型ORYZA2000,研究分析了50年来不同CO2质量分数下水稻产量、水分利用效率和灌溉水利用效率的变化趋势。结果表明,过去50年,水稻产量、水分利用效率呈现出显著下降趋势;灌溉水利用效率呈略微上升趋势,但不显著。在CO2质量分数增加0.5、1.0、1.5倍3种情况下,水稻产量、水分利用效率和灌溉水利用效率均有显著增加,且随着CO2质量分数的增加而逐渐增加。     

不同水氮管理下稻田氨挥发损失特征及模拟

为了探讨减少稻田氨挥发的合理水氮管理措施,基于田间试验资料,分析了不同水氮管理稻田氨挥发损失规律及其交互影响,并用DNDC(土壤碳氮循环模型)模型模拟了节水灌溉条件下不同氮肥管理稻田氨挥发损失动态特征。结果表明,控制灌溉和实地氮肥管理的联合应用既大幅降低了稻田氨挥发峰值,又降低了稻田大部分无施肥时段的氨挥发损失,稻田氨挥发损失量为39.63kg/hm2,较常规水肥管理稻田降低44.69%。采用DNDC模型模拟节水灌溉条件下不同氮肥管理稻田氨挥发损失量是可行的,稻季氨挥发总量模拟值与实测值相对误差均在±10%以内。节水灌溉和实地氮肥管理的水氮联合调控显著降低了稻田氨挥发损失量,且实地氮肥管理对氨挥发损失降低的贡献率要大于节水灌溉。该文研究结果可为稻田的水肥科学管理,减少稻田氨挥发损失提供依据。