再生水及盐溶液入渗与蒸发对土壤水盐和碱性的影响

为研究再生水利用对土壤盐碱性影响的特殊性,采用室内大型土槽试验,对比研究了清水、再生水和钠吸附比(sodium adsorption ratio,SAR)分别为3、10和20(mmolc/L)0.5的盐溶液入渗与蒸发10次(模拟灌溉2a)期间对土壤及土壤溶液盐分迁移累积和碱性的影响。结果表明:与清水相比,再生水和SAR值为20(mmolc/L)0.5的盐溶液处理中0～40cm深度壤土含水率较高,80～120cm砂土含水率的增加产生滞后现象;再生水和盐溶液入渗与蒸发后土壤中盐分产生累积,累积量为9.54%～51.83%,而再生水处理中淋洗液带出的盐分最多,是其他处理的1.09～1.42倍。清水、再生水和盐溶液处理土壤溶液钠吸附比(SAR)<3(mmolc/L)0.5,土壤pH值<8.5,再生水和盐溶液入渗与蒸发引起土壤碱化的风险较低。再生水入渗与蒸发后土壤溶液中K+和Ca2+在土体中的迁移分布与清水和盐溶液处理不同,再生水对土壤中Cl-有较强的淋洗作用,长期再生水灌溉过程中土壤K+、Ca2+和Cl-的迁移和淋洗需要引起重视。试验结果对农业中长期安全合理利用再生水具有指导意义。     

曲线数值法(SCS模型)在北京温榆河流域降雨－径流关系中的应用研究

为研究北京城市化进程中降雨-径流关系变化,在温榆河流域应用SCS模型,对该流域部分实测次降雨-径流过程及不同频率年降雨-径流进行模拟,得出SCS模型在温榆河流域预测径流是可行的,无论哪种前期土壤湿润条件,不同频率降雨的年径流量随着时间的推移有增大的趋势,相同前期土壤湿润情况下年径流量绝对增量顺序为,丰水年＞平水年＞枯水年,而相对增量是枯水年＞平水年＞丰水年.相同前期土壤湿润程度及相同频率降雨条件下,城市化水平越高,径流量越大.     

砂石-筛网组合过滤器结构优化与性能试验

为了充分了解灌溉用砂石过滤器和筛网过滤器组成的二级过滤系统的内部流场情况,利用Pro/Engineer软件进行三维造型,基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术,应用数值模拟采用RNG k-ε湍流模型结合多孔介质模型对过滤器内部流场进行分析并提出优化方案,在优化的基础上设计新型一体式过滤器并对其进行性能测试。结果表明:RNG k-ε湍流模型模拟结果与试验结果吻合良好,可用于流场分析和结构优化。组合过滤系统按传统分体式布置时,由于连接管道和筛网过滤器外壳等影响,会产生较大水头损失,且筛网过滤器部分由于结构复杂造成环流与漩涡,导致流场不稳,过滤时流速分布不均。针对传统组合过滤系统流场的不足,提出将滤网融入砂石罐体的一体式优化布置方案,改善了布置的复杂度;通过流场分析发现可减小38.5%的水头损失,且由于罐体空间较大对水流扰动较小,所以内部流场稳定;过滤时流速分布更均匀,因此对滤网的利用也更加合理充分,延长了滤网使用寿命。通过两次性能测试对比分析可知,砂石-筛网组合一体式过滤器能有效减小水头损失,并且在含沙水条件下流量减小20%时能多运行20 min左右,表明一体式过滤器水力性能更优且能提高灌溉效率。     

脱硫副产物对改良碱化土壤的理化性质与作物生长的影响

由于脱硫副产物的主要成分为CaSO4,因此可以用来改良碱化土壤。通过盆栽试验研究了脱硫副产物对碱化土壤的改良效果,试验设8个处理,4个脱硫副产物水平(0,7 5,15,22 5t/hm2)和2个淋洗水平(750,1200m3/hm2)。研究表明:施加脱硫副产物增加了葵花的出苗率,降低了碱化土壤的碱化度(ESP)、pH、全盐量(TDS)和Na K /Ca2 Mg2 ,但过量施加脱硫副产物也会抑制作物的出苗和生长;淋洗可以提高脱硫副产物的改良效率。根据试验结果推测当ESP=63 5,pH=9 15时,获得最佳产量的脱硫副产物用量13 05t/hm2。脱硫副产物用量7 5t/hm2和淋洗水量1200m3/hm2的处理组合对碱化土壤改良效果最佳,葵花出苗率和单株产量分别达到了92 5%和36 40g。     

黄腐酸(FA)旱地龙在苹果节水生产中的应用效果研究

该文通过正交试验，探讨了在有限灌水条件下黄腐酸类抗旱剂FA旱地龙对果树的生长发育、保墒能力、果实品质及产量的影响。研究结果表明：果树施用FA旱地龙后，有抗旱增产效果，增产幅度可达4.88%～7.32%，平均单果质量增加4.2%～8.4%，并且使果实品质得到改善；与充分灌溉条件相比，水分利用效率也有所提高，每hm²节约灌溉水量487.5 m³。同时，该文还在分析本地区各降水年型水分盈亏特点的基础上，探讨了不同降水年型下FA旱地龙的最佳喷施次数和喷施时间。     

基于人工神经网络的土壤溶质运移模拟与预测

在土壤质地、土壤容重和含水量一定的情况下,把土壤溶质运移时间和运移距离看作影响土壤溶质运移的主要参数,建立2个输入单元和1个输出单元的三层BP网络,对一维垂直土柱Cd2 的穿透试验进行了模拟和预测.其预测结果同数值解相比,R2=0.949,精度基本一致.可见BP网络预测模型反映了溶质穿透过程中,土壤溶质含量与运移时间和距离的动态关系;用BP网络预测土壤溶质含量的时空变化具有可行性,而且不需要建立具体的数学模型;工作量大大减小,不需要测定水动力弥散系数、阻滞系数等,具有很强的实用性.     

再生水灌溉草坪观赏品质及其综合评价

为了缓解城市水资源紧张状况,扩大污水资源化力度,确保高质量的都市草坪,在永乐店试验站进行了再生水灌溉草坪的试验研究。采用7种水分处理:清水适宜灌、混合适宜灌、再生水充分灌、再生水适宜灌、再生水轻微干旱胁迫、再生水中度干旱胁迫、再生水重度干旱胁迫,其相应灌溉下限分别为田间持水量70%、70%、80%、70%、60%、50%、40%,灌水定额相同。研究结果表明:不同灌溉水质下,与再生水适宜灌和混合适宜灌处理相比,试验后期清水适宜灌坪草叶宽减小,分蘖减少,颜色、盖度及均一性分值降低;再生水灌溉不同水分处理下,整个生育期内草坪的观赏品质随土壤水分含量的增大而提高;模糊综合评判结果显示,再生水充分灌模式下草坪观赏品质综合表现最好,清水适宜灌较再生水轻微干旱胁迫稍差,再生水重度干旱胁迫最差。     

灌溉水盐分和灌水量对温室气体排放与玉米生长的影响

为揭示地下水与微咸水灌溉条件下灌水量对土壤CO2、N2O排放和春玉米生长的影响,设置2种灌溉水含盐量（1.1、5.0g/L）和3种灌水量（210、255、300mm）,于2019年4—9月在内蒙古自治区河套灌区进行了春玉米田间试验。结果表明,不同灌水量下,微咸水（含盐量5.0g/L）灌溉比地下水（含盐量1.1g/L）灌溉土壤N2O累积排放量提高了19.86%~44.21%,但利用微咸水灌溉并不会影响土壤CO2累积排放量与全球增温潜势。在相同的灌溉水盐分条件下,灌水量为300mm时土壤CO2、N2O累积排放量和全球增温潜势均最大,灌水量为210mm和255mm时并不会对土壤CO2、N2O的累积排放量和全球增温潜势产生显著影响。相关性分析表明,土壤含水率和无机氮含量是影响土壤CO2、N2O排放的重要因素,灌溉水盐分通过促进土壤的硝化作用促进土壤N2O排放。在微咸水灌溉条件下,春玉米产量较地下水灌溉减少了30.88%~37.32%。随着灌水量的增大,春玉米产量呈增加趋势,但255mm和300mm灌水量条件下的春玉米产量差异不显著。在地下水与微咸水灌溉条件下,灌水量为255mm时,土壤盐分累积较小,春玉米产量较高,土壤CO2、N2O累积排放量和全球增温潜势相对较小,是灌区适宜采用的灌溉定额。     

PAM和SAP防治库区坡地肥料污染试验

选取北京市怀柔区水库附近一处坡地栗园作为试验地,用表土改良剂(聚丙烯酰胺,PAM)和土壤保水剂(SAP)进行坡地栗园的肥料污染防治,通过人工降雨试验方法对PAM的防污效应进行了研究,同时进行为期2年(2010 ～2011年)的野外监测试验,研究了技术应用以后坡面水土和养分流失,土壤剖面墒情和氮素运移等情况.结果表明:PAM减小坡面次降雨径流氮素平均质量浓度和污染物排放负荷的幅度分别为5％～8％和16％～22％,其中PM的处理减少坡面氮素流失方面效果最好;与未施加化学制剂的对照PS0相比,化学制剂联合处理组PS1、PS2分别提高根层土壤含水率10.4％、23.7％,提升根层氮素含量3.8％、22.3％,减少坡面径流含沙率30.7％、61.7％,减少坡面径流硝态氮流失14.7％、30.7％.     

化学调控技术在旱地水肥利用中的应用进展

围绕旱地农业生产中的水肥资源高效利用展开讨论,主要介绍了以3种典型化学调控制剂(土壤改良剂PAM、土壤保水剂SAP和蒸腾抑制剂FA)为代表的化学调控技术在旱地农业水肥资源利用方面的调控机制和应用方法,重点对化学调控技术在旱地农业生产中的增强水肥保蓄、提高坡地水土保持、改善作物水肥利用性能及提升作物品质和产量4个重要环节上的应用研究进行了综述,最后提出未来化学调控技术在旱地农业中应用的重点研究方向.