再生水灌溉工程技术标准与示范

再生水灌溉工程包含工程规划、设计、监测评价、工程管理等具体内容。依据河北省开展再生水灌溉的实践,总结了河北省再生水灌溉工程技术标准,并对典型地区的再生水灌溉与利用实施情况及效果进行了研究。各典型地区在实施再生水灌溉后,经济、生态和社会效益明显。     

干旱区农户灌溉方式选择的影响因素--以河北省张北县为例

对于干旱缺水的华北地区,推动节水灌溉被认为是可以有效减少农业用水的措施,近年来我国政府也加大了对该地区农业节水技术的投资力度。但由于缺乏对采用农业节水技术影响因素的深入了解,在很大程度上阻碍了节水技术的大面积推广。本文基于河北省张北县的实际调研数据,从地块特征、农户自身特征以及社会环境因素三个方面,采用多项Logit和决策树两种模型对比研究了干旱区农户选择灌溉方式的影响因素;同时构建了一般线性模型,分析了农户采用现代社区型节水技术程度的影响因素。结果表明:政府扶持是农户选择现代社区型节水技术的关键因素,其次是地块面积和家庭水浇地经营规模,但这三个因素对采用该技术程度的影响并不显著。此外,农户的年龄、受教育程度以及土壤类型对灌溉方式选择及其采用程度都具有重要影响,但农户所感知的水资源供求状况没有显著影响。     

根区交替灌溉下减施氮肥对葡萄生长、产量及品质的影响

为了探讨根区交替灌溉与减施氮肥对葡萄产量和品质的影响,以4年生辽峰葡萄为试材,设置常规灌溉(CI)和根区交替灌溉(AI)2种灌溉方式,不施氮(NN,0 kg/hm~2纯N)、推荐施氮量(RN,100 kg/hm~2纯N)和习惯施氮量(FN,200 kg/hm~2纯N)3个氮素水平,分析不同水氮耦合方式对葡萄新梢生长、树体冗余生长量、光合特性以及果实产量、品质的影响。结果表明,灌溉方式与施氮量存在显著的互作效应,以CIFN处理新梢长度最大,分别比AIRN和AIFN处理提高11.9%和6.8%。同一灌溉方式下,施氮处理新梢修剪量高于不施氮肥处理(P0.01),与CI处理相比,AI处理灌溉方式树体新梢修剪量降低21.1%。与CI处理相比,AI处理叶片净光合速率(氮素处理均值)升高,蒸腾速率降低,叶片瞬时水分利用效率显著提高,且AI与RN耦合后叶片瞬时水分利用率最高,分别比CIRN和CIFN处理提高17.6%和34.0%(P0.05);AI灌溉方式提高了果实产量、可溶性糖含量和维生素C含量,且与RN耦合糖酸比显著提高。综合考虑不同水氮耦合处理,根区交替灌溉与推荐施氮互作可以调控树体生长,创造良好的光合性状,提高叶片水分利用效率,实现节水减肥,有利于葡萄果实产量和品质的提高。     

园林运行过程中智能灌溉技术的应用分析

智能灌溉既能够显著地节约水资源,又能减少灌溉过程中成本投入,具有较大的经济价值。本文首先介绍了传统灌溉控制装置,阐述了自动灌溉和智能灌溉的区别,探讨了智能灌溉技术应用到园林中的优势,指出了智能灌溉技术在园林中应用的价值,通过应用智能灌溉,能够显著地节约水资源,且更加有利于管理与维护,具有较大的应用价值。     

亏水灌溉对稻米籽粒外观品质建成的影响

研究对亏水灌溉条件下稻米籽粒外观品质的变化规律进行了分析,结果表明:水稻灌浆期,水分亏缺会导致稻米籽粒ABA与ACC等化学信号含量变化,从而实现对蔗糖——淀粉代谢酶活性的调节。其中,轻度亏水造成的稻米籽粒中一定程度的ABA含量升高能够有效地增强稻米籽粒蔗糖——淀粉代谢酶的活性,从而导致稻米籽粒中灌浆速率的升高和垩白度的降低;随着亏水程度的加剧,稻米籽粒中高水平的ABA含量亦会对籽粒灌浆造成不利影响。而稻米籽粒化学信号ACC与蔗糖——淀粉代谢酶活性的关系则相对复杂,表现为ACC与ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶成负相关,与淀粉合成酶成正相关。研究为利用化学信号优化稻米籽粒外观品质提供了理论指导。     

基于作物-水模型的不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度研究

以不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度为研究目标,以地下滴灌不同土壤含水量下限控制试验为基础,通过对不同降雨年型苜蓿生长、水分利用及产量指标的系统分析,建立产量-耗水量-水分生产效率的作物-水模型,推求各茬苜蓿最优耗水量,结合典型年降雨在苜蓿生产各茬内的分布特点,提出宁夏引黄灌区苜蓿草田不同降雨年型地下滴灌灌溉制度。结果表明:不同降雨年型下,地下滴灌苜蓿土壤含水量≥50%田间持水率时,各茬株高呈现先升高再下降的2段式变化过程;分枝数随收获茬次的延续逐步下降,茎叶比在丰水年型随灌溉定额增加而升高,在平水年型随收获茬次延续逐步下降;各处理干草产量在不同降雨年型均随收获茬次的延续逐步下降,且土壤含水量下限高于60%田间持水率的各处理间产量差异达不到显著水平;苜蓿草田各茬灌水量通过影响耗水量而影响苜蓿茎叶比、株高和分枝数,进而影响干草产量,并据此建立了苜蓿草田产量-耗水量-水分生产效率间的作物水模型,计算苜蓿草田各茬兼顾产量和水分生产效率的最优耗水量,结合自然降雨分布特征,提出宁夏引黄灌区不同降雨年型苜蓿草田生长季地下滴灌灌溉制度:枯水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为5 000 m~3/hm~2,灌水20次;平水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为4 600 m~3/hm~2,灌水19次;丰水年苜蓿地下滴灌灌溉定额为4 132 m~3/hm~2,灌水17次。     

亏缺灌溉对南疆棉花生长和水分利用的影响

针对南疆地区水资源短缺、作物水分利用效率低等问题,以棉花为试验材料进行田间小区试验,在棉花现蕾期、开花期以及结铃期分别设置3个亏缺灌溉水平(W₁:50%ET_c,W₂:65%ET_c,W₃:80%ET_c,ET_c为作物蒸发蒸腾量),以全生育期100%ET_c灌溉处理为对照(CK),研究膜下滴灌条件下,不同生育期亏缺灌溉对棉花生长、产量、氮素吸收和水分利用效率的影响.结果表明:现蕾期亏水对棉花株高、叶面积指数、地上干物质生长、氮素吸收和产量有不同程度的抑制效应,但复水后补偿效应显著,其中轻度亏水(W₃)在籽棉产量减少3.48%的条件下,WUE高达1.57 kg/m³,显著高于CK的1.48 kg/m³;开花期亏水,棉花的各项生长指标均有显著降低,复水后补偿效应不显著,不利于棉花生长发育;结铃期亏水对棉花地上干物质累积、氮素吸收和产量均有显著的抑制效应,但在W₂和W₃水平下,WUE均达1.51 kg/m³.综合考虑在保证棉花产量的同时达到节水增产的目的,可在棉花蕾期进行80%ET_c灌水,其他生育阶段实施充分灌溉,来控制营养生长,促进生殖生长,获得更高的水分利用效率.     

美国德克萨斯州高地平原区地下水灌溉管理方法研究

德克萨斯州高地平原区是美国灌溉和旱地作物的生产基地,其灌溉水源主要来源于奥加拉拉(Ogallala)地下水含水层。然而,自从1950年灌溉农业发展以来,由于对奥加拉拉含水层地下水的过度开采,使得区域地下水位严重下降,有些地区地下水位下降超过50 m。为了保护地下水资源和实现地下水可持续利用,2000年以来美国德克萨斯州高平原地区在节水压采方面开展了一系列工作,取得了较好的成效。采取的主要措施包括:用德克萨斯州高地平原蒸腾蒸发网络(The Texas High Plains Evapotranspiration Network, TXHPET)进行灌溉及地下水管理,改变作物品种,改进灌溉技术,改变种植结构,保护性耕作方法,加强降雨管理,将小部分灌溉农田转为旱作农田等。该区域1958年的灌溉面积为183万hm~2,1974年灌溉面积达到峰值,为242万hm~2;1989年灌溉面积降为159万hm~2,由于喷灌技术的推广应用,2000年灌溉面积恢复到187万hm~2。1958年大多数灌区为地面灌溉,仅有11%的灌溉面积为喷灌。1974年之后,灌溉总面积在减少,主要灌溉方式转为喷灌,中心支轴式喷灌面积稳步增长。自1989年之后,喷灌在该区域快速发展,2000年喷灌面积已占该区域灌溉面积的72%。早期的喷灌系统在较高压力下运行,自20世纪80年代,低压喷灌系统已全面使用。我国华北地区长期超量开采地下水与美国德克萨斯州高原区地下水超采情况及问题相似。兹系统介绍了美国德克萨斯州高地平原区在地下水超采情况下采取的综合措施拟为我国地下水超采地区的地下水管理工作提供技术与经验参考。     

RZWQM2模型模拟牛场肥水施用夏玉米土壤硝态氮迁移特征

为研究华北平原种养结合中养殖肥水的合理施用,减少典型农田水肥施用后土壤氮淋溶对地下水的影响。该研究以河北省徐水区夏玉米为研究对象,应用RZWQM2模型验证牛场肥水施用玉米农田的可行性,对2014—2016年玉米种植前后数据进行模型参数率定与验证。验证结果表明,土壤体积含水率的均方根误差和平均相对误差值分别在0.000 6～0.070 7 cm~3/cm~3和0.21%～21.44%之间变化,土壤硝态氮均方根误差和平均相对误差值分别在0.000 8～2.617 3 mg/kg和0.03%～18.58%之间变化,其中牛场肥水施用土壤中硝态氮主要在0～120 cm土层发生变化,说明RZWQM2模型可以用来模拟华北平原牛场肥水施用对土壤水分、硝态氮含量及玉米产量的动态变化。利用率定和验证后的模型进行了夏玉米农田硝态氮淋溶的验证与预测,表明硝态氮淋溶浓度随肥水氮量的增加而增加。RZWQM2模型可以应用于牛场肥水施用农田的模拟,为预测和评估土壤适宜的肥水施用提供更合适的方法。