宝山农场地下水动态分析

【目的】探求宝山农场地下水动态规律,为宝山农场引江灌溉水资源平衡利用提供理论依据。【方法】调查宝山农场11 a地下水位资料,分析了宝山农场地下水位年内变化规律,利用双向回归结合降水指数(SPI)分析了地下水位年际变化规律,并通过R/S分析法分析了地下水位变化趋势。【结果】水稻生育期内抽取地下水灌溉,致使地下水位下降0~2 m,在非生育期内可以恢复正常水平,宝山农场特征时间点的地下水位在年际间变化有明显的突变趋势;地下水位与SPI具有较强的线性相关关系,R=0.824 9;R/S分析结果表明,提水灌溉不会导致地下水位持续下降。【结论】降水和灌溉是影响宝山农地地下水位动态变化的主要因子;宝山农场目前的地下水资源采补相对平衡;引江灌溉过程中要密切观测地下水位变化。     

喷灌水肥与种植密度互作对水氮利用效率和冬小麦产量的影响

为研究豫北地区喷灌水肥一体化条件下不同种植密度和施氮频次对土壤水分、硝态氮含量及冬小麦产量的影响,开展田间试验.试验设置了2个种植密度(D1:187 kg/hm²、D2:262 kg/hm²)和3个施氮频次(F1:返青后追肥1次、F2:返青后追肥2次、F3:返青后追肥3次).试验结果表明:种植密度和施氮频次均显著影响冬小麦籽粒产量, 且两者间存在明显的互作效应.种植密度增大,冬小麦生育期0~100 cm土层土壤贮水量显著提高.主要生育期的根系生长层土壤含水量显著增加,其中孕穗期在100 cm土层深度的含水量D2较D1分别提高29.42%,3.10%和32.04%,灌浆期在80 cm土层深度的含水量D2较D1分别提高29.69%,27.52%和25.71%.当种植密度为262 kg/hm²,施氮频次为1次时,冬小麦产量较高,深层土层的土壤硝态氮当季残留较少.综合分析表明,该种植密度和施氮频次为当地冬小麦生育期的最优措施.     

基于无人机影像的作物土壤水分亏缺反演方法

【目的】基于无人机影像进行作物土壤水分亏缺反演研究有利于提高农田集约化管理效率,提升农田精准灌溉水肥空间分布信息高效获取技术水平。【方法】文章以冬小麦为例,采用大型喷灌机变量灌溉的方式,设置3个灌溉水平和6个不同施肥处理;利用无人机携带热红外、可见光、多光谱相机,规划航线飞行采集影像数据,结合田间布点取样校准,反演冬小麦长势;根据获取的无人机遥感影像,经图像拼接、数据提取等处理,获得田间不同试验小区光谱数据,计算植被指数,反演水肥指标,构建土壤水分反演模型。【结果】水分亏缺情境下,灌水的多少直接影响冬小麦的生理生长指标,灌水量越多,冬小麦株高和叶面积发育越好;3个灌溉水平处理间冠层温度差异在2～5℃;植被指数与灌溉处理一致性较好,而不同的施肥处理反演效果不理想。【结论】热红外影像反演作物冠层温度计算得到的作物水分亏缺指数可以展现冬小麦作物水分亏缺空间分布,作物水分亏缺指数与土壤水分平均含水率有很好的相关性。无人机遥感在田间水肥管理的应用有效提升了大田时空数据的获取能力,下一步应开展水肥时空变异性研究,探讨水肥精准施用技术,从理论和技术两方面着手提升精准管理水平。     

遥感监测土壤水分研究进展

土壤水分是作物旱情诊断及灌溉管理的基础参数,监测土壤水分对于提高水分利用效率和效益具有重要意义。传统的土壤水分监测手段由于采样点的限制,难以经济、快速地获取大范围区域土壤水分。遥感技术可以频繁和持久地获取地表特征的面状信息,为快速经济地获取区域土壤水分提供了可能。根据遥感数据波段不同,从可见光-近红外遥感、热红外遥感、微波遥感和高光谱遥感4个方面概述了目前比较成熟和应用广泛的土壤水分遥感反演方法及相应的估算模型。对各种方法的优缺点和适用范围进行了总结,指出了遥感反演土壤水分方法与模型存在的不足,展望了遥感反演土壤水分的发展趋势。     

黄河流域农业用水结构均衡度及影响因子分析

合理分析用水结构能够预测未来的用水状况，从而为长期用水安全提供保障。基于沿黄9省以及各省套二级水资源分区的农业各行业用水量数据，增加“绿水”资源的测度，采用均衡度指标、变异系数、Spearman秩相关系数、灰色关联度，分析黄河流域农业用水结构均衡度及其影响因子。结果表明：沿黄9省种植业、林业、畜牧业（草地）、畜牧业（牲畜） 5类用水部门用水量均衡度空间差异性较大，山东省农业用水结构均衡性最好，山西省最差，农业各行业用水结构均衡度随时间的变化趋于稳定；考虑“绿水”资源的沿黄9省套水资源分区的均衡度具有时空变异性，耕地灌溉面积、大牲畜的数量、小牲畜的数量、“绿水”资源、林果地灌溉面积是流域强关联因子。研究指出对于均衡度较差的区域通过调整该区域对应强关联因子可以提高该区不同用水部门之间的协调度。