基于土体裂隙迹线方程和土体扰动模型的气爆松土参数优化

为明晰气爆技术对土壤的深松效果,采用剖面法观测土体裂隙及扰动情况,设计正交试验分析气爆参数对土体裂隙扩展的影响,建立了气爆土体裂隙迹线方程及土体扰动模型,讨论了土体破坏形式对松土效果的影响,结果表明:气爆深度小于25 cm时,土体以张拉破坏为主,气爆起劈力为0.17 MPa,土面易抬升,裂隙中心为气爆中心,裂隙扩展随气压增大而增大,土体扰动系数为50%;气爆深度大于25 cm时,土体以剪切破坏为主,气爆起劈力为0.39 MPa,土面抬升不明显,土体裂隙中心下移,且下移量随气压增大而增大,土体扰动系数大于50%,松土效果优于张拉破坏;气爆深度为30 cm、气爆压力为1 MPa左右较适宜。该研究可为气爆松土参数优化提供参考。     

江苏沿海滩涂农田高降渍保证率暗管排水系统布局

为确定适于江苏沿海滩涂地区农田高标准降渍要求的暗管排水系统布置方案,该文根据江苏东台1953-2015年的逐日气象资料,以棉花为例,雨后3 d内将地下水埋深降至地表以下80 cm为排水降渍指标,运用DRAINMOD模型模拟了降渍保证率为95%的暗管排水系统布置方案,并在此基础上分析了相应的田间水文效应,以及补充灌溉对产量的作用。结果表明:在满足95%保证率的高标准降渍要求下,棉田的最大暗管间距与暗管埋深的模拟值大致呈对数函数关系;8月进行补充性灌溉后,满足降渍指标的暗管排水布局可获得的棉花多年平均相对产量为84.3%~86.3%;随着暗管埋深的增大,总排水量模拟值逐渐升高,生育期地下水埋深下降明显,花铃期受渍期间地下水埋深小于30 cm的累计值逐渐降低。综合考虑研究区除涝降渍、排水洗盐、作物产量、环境保护和经济效益等多重目标,推荐埋深120~150 cm、间距15~20 m为研究区适宜的暗管排水系统布置参数。研究成果可为沿海地区滩涂农业综合开发及生态环境保护提供理论依据。     

节水灌溉的稻田温室气体排放研究综述

二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)是3种主要的温室气体,大气中温室气体浓度的持续升高导致全球变暖和臭氧层破坏问题日益严峻。稻田生态系统是温室气体的重要排放源。随着水稻节水灌溉技术的大面积推广应用,节水灌溉对稻田温室气体排放产生的影响受到了广泛的关注。本文综述了节水灌溉的稻田温室气体的排放特征及减排措施,为节水灌溉稻田温室气体排放的后续研究指明了方向,也为我国稻田节能减排的综合调控提供了科学指导和技术支撑。     

排水沟塘分布特性及与农田水力联系对水质净化能力的影响

湿地是一种能够有效治理农业非点源污染的生态设施;在一些无法建设人工湿地的地区,现存的排水沟塘系统具有类似湿地的水质净化效果。为研究排水沟塘的分布以及其与农田水力联系对其水质净化能力的影响,该文以扬州市江都区昭关灌区为例,首先通过实地调查,明确研究区不同形式沟塘的分布规律,确定沟塘与农田逐级详细水力联系,然后建立理论分析模型,分别计算考虑与不考虑水力联系2种情况下,沟塘的污染物去除能力。结果表明,考虑水力联系后,污染物去除能力为不考虑水力联系的70%~84%;水质净化作用主要集中在一些面积较大的支沟和池塘。从农田排水的角度考虑,尺寸较大沟塘会出现一定的水力冗余,但是从水质改善的角度看,则有必要保留。研究区可通过较为简单的工程措施来优化水力联系,提高其污染物的去除能力。     

农田排水系统分布特征对水质净化效果的影响研究

【目的】分析不同排水沟塘系统分布特点对农田排水污染物去除能力的影响。【方法】分别选择陕西省富平县卤泊滩和江苏省扬州市江都区为研究区,通过理论计算,比较了2种不同分布但农田面积比接近的排水沟塘系统的水质净化能力。【结果】①位于南方的江都研究区"小沟多塘"排水系统对于污染物的去除率比卤泊滩地区"大沟无塘"高出7%～36%;②在卤泊滩研究区,污染物降解的主要场所为排水农沟,而在江都研究区,则是面积较大的支沟和池塘;③2个研究区不同类型沟塘对污染物的去除效率都与其面积呈现良好的相关性。【结论】分布特征决定了沟塘水系的水力联系,"小沟多塘"类型分布的排水系统更有利于污染物的降解。     

生物有机肥的应用及其农田环境效应研究进展

生物有机肥对提高作物产量、改良土壤肥力、减少作物病虫害和环境污染具有显著作用，对于绿色农业的发展至关重要。笔者综述了生物有机肥的应用对作物生长、土壤改良、温室气体排放及农业面源污染影响的研究进展，指出了现阶段研究的不足之处，并对生物有机肥的未来研究方向提出了建议，以期为生物有机肥的合理利用和水土资源的可持续发展提供理论依据和科学指导。     

风沙土玉米滴灌氮肥适宜用量试验研究

【目的】确定风沙土地区玉米滴灌适宜氮肥用量。【方法】采用田间试验的方法,在高水(IH)和低水(IL)条件下研究高氮(FH)、中氮(FM)和低氮(FL)3种施氮水平对玉米生长和产量的影响。【结果】在低水条件下,增加施氮量有利于植株生长,植株较高,叶面积指数较大;高水条件下增施氮量对植株生长促进作用小于低水条件。2种灌水条件下,地上物质干质量和鲜质量均随施氮量增加而增大,但地上物质含水率、茎粗和叶片叶绿素量受施氮量影响较小。施氮量增加提高了穗长、穗粗、行粒数等考种指标值,从而提高了产量,低水高肥和高水高肥处理产量分别为13.0和13.7 t/hm2,较低肥处理高出20.4%和17.1%。【结论】在风沙土地区,增加施氮量有利于玉米植株生长和提高产量,尤其灌水量小时,作用更为明显。因此,结合试验结果在辽西北风沙土地区玉米滴灌种植施氮量推荐为300 kg/hm2。     

江苏沿海滩涂盐碱地排水模式研究进展及展望

在我国经济快速发展、人口激增、耕地资源减少的国情驱动下,沿海滩涂成为重要的后备开发资源。滩涂作为海洋资源的一部分,巨大的开发潜力成为我国建设用地的主要填补形式,滩涂开发以围垦为主,但其土壤盐分较高的特点成为滩涂开发的一大科学难题。文章从经济-社会-生态三线合一角度提出适合滩涂开发的排水模式,以期为江苏沿海滩涂农业开发及盐碱地改良提供参考。     

EPANET软件在喷灌系统设计中的应用

EPANET具有较强的有压管道水力计算功能,运用EPANET中的扩散器组件及Hazen-William公式模拟了某喷灌系统的工作状态,取得了较好的计算结果,可为同类工程提供一定的参考。     

石羊河流域制种玉米咸淡水轮灌模式 的SWAP模型模拟

为了探究石羊河流域制种玉米的咸淡水轮灌模式，利用2014年田间试验观测资料对SWAP模型进行了参数率定和验证，模拟了不同咸淡水轮灌模式下的土壤水盐平衡，并筛选出了较优的咸淡水轮灌模式，预测了较长时期土壤盐分动态变化及制种玉米产量。结果表明：SWAP模型率定与验证过程中，土壤含水量的均方误差(RMSE)值在0.05 cm³·cm^-3以下，平均相对误差（MRE)值在15%以下；土壤含盐量的RMSE值在4.2 mg·cm^-3以下，MRE值在25%以下；制种玉米产量的RMSE值在380 kg·hm^-2以内，MRE值在10%以下，率定和验证后的SWAP模型可用于研究区咸水与淡水灌溉的模拟与预测。3.0 g·L^-1微咸水条件下采用2次淡水、1次咸水和1次淡水、2次咸水的轮灌方式以及6.0 g·L^-1咸水条件下采用2次淡水、1次咸水的轮灌方式为研究区制种玉米的较优轮灌模式，这3种较优咸淡水轮灌模式下的土壤盐分累积量较少，并且能够提高制种玉米的产量。3种较优轮灌模式模拟预测结果显示，在模拟期内土壤含盐量增幅不大，能够达到平稳，不会造成土壤盐渍化，制种玉米减产幅度较小，制种玉米产量能够保持平稳。