再生水和清水不同灌水水平对土壤理化性质及病原菌分布的影响

【目的】探讨再生水和清水不同灌水水平对土壤理化性质和指示性病原菌粪大肠菌群数量分布的影响。【方法】采用室内土柱试验,研究了不同水质、不同灌水水平下土壤理化性质和粪大肠菌群的分布规律。【结果】相比清水灌溉,再生水灌溉下土壤有机质量(OM)、总氮量(TN)、总磷量(TP)、电导率(EC)显著提高,土壤p H值略微下降,且再生水充分灌溉处理的表层0~20 cm土壤有机质量(OM)、总氮量(TN)、总磷量(TP)均高于非充分灌溉处理,电导率(EC)则相反;再生水灌溉下,土壤中粪大肠菌群数量显著提高,各土层粪大肠菌群数量均显著高于清水灌溉,再生水充分灌溉下表层0~20 cm土壤粪大肠菌群数量显著高于非充分灌溉;土壤粪大肠菌群数量与OM、TN、TP量和EC均正相关,与土壤p H值、含水率负相关。【结论】再生水灌溉能够在一定程度上提高土壤肥力,合理控制再生水灌水水平可有效阻控土壤病原菌的污染;土壤养分量越高,越有利于粪大肠菌群的生长繁殖。     

基于水分上限的灌溉控制对黄瓜水分利用效率的影响

在盆栽条件下,以相同灌水下限和不同灌水上限为控制条件,研究了黄瓜在整个生育期内不同灌水量处理对其生长、产量、品质和水分利用效率的影响.结果表明,灌水上限为90%田间持水率的非充分灌溉处理效果较好,相比以田间持水率为灌溉控制上限的充分灌溉和以80%田间持水率为灌水上限的非充分灌溉处理,茎杆直径、根干质量、根冠比和黄瓜品质...     

再生水灌溉对土壤盐分和重金属累积分布影响的研究

再生水是农业灌溉的重要水资源。为了合理利用城市污水处理后的再生水资源,采用天津市纪庄子污水处理厂二级出水作为再生水,以自来水为对照进行叶类蔬菜小区种植试验,研究了再生水灌溉对菜地土壤次生盐渍化及盐分离子和重金属离子累积分布规律的影响。结果表明:除0~15 cm土层全盐量增加外,15~45 cm土壤层盐分累积现象与自来水灌溉相比无明显差异。与自来水灌溉相比,短期内采用再生水灌溉不会显著增加土壤阳离子含量。重金属在土壤中的累积也不明显,同时,不同再生水灌溉水量条件下,土壤中重金属含量无显著差异,且土壤中的重金属含量都远低于国家标准规定的允许值,表明再生水短期灌溉对土壤环境不会造成污染影响。     

微咸水和再生水对盆栽棉花土壤理化性质和根系的影响

为缓解华北水资源短缺问题,寻求代替水源,进行了微咸水和再生水灌溉条件下不同灌水量对盆栽棉花土壤理化性质和棉花根系影响的试验。试验设置灌水水质和灌水量2个试验因素,灌水水质设计为低、中、高矿化度微咸水和再生水,清水作为对照;灌水量设计为田间持水量的95%、85%、70%、55%。试验结果表明:微咸水和再生水处理增加土壤含盐量,微咸水处理的土壤含盐量随着矿化度的升高而增加;再生水处理提高土壤有机质和硝态氮的含量;微咸水和再生水促进棉花根系的生长,在盐分累积严重的情况下根系生长最快。     

再生水灌溉对土壤盐渍化与重金属累积影响研究

再生水是农业灌溉重要的水资源,为了合理利用城市污水处理后的再生水资源,采用包头南郊污水厂二级出水作为再生水,以自来水为对照进行土柱试验,研究再生水灌溉下对土壤盐渍化以及重金属离子累积分布的影响。结果表明,除0~15 cm土壤中全盐量、电导率会增加外,其余土壤深度全盐量、电导率均无显著差异。重金属在土壤中累积不明显,同时,不同再生水灌溉重金属差异不大,且土壤中重金属含量均远低于国家标准规定的允许值,表明再生水灌溉短期内不会对土壤环境造成污染。     

基于灰色关联投影模型大豆高产栽培调亏灌溉制度评价

调亏灌溉是一种行之有效的节水灌溉方式,对于缓解农业用水紧张,提高农业用水利用效率具有重大意义。而一种灌溉制度的好坏很难直观评价,因此以大豆盆栽试验为基础,选择净光合速率、产量、水分利用效率和耗水量这4个具有代表性的指标采用灰色关联投影模型对调亏灌溉制度进行综合评价,通过对灰色关联度投影值(Di)排序得到各指标对综合评价贡献率的大小。试验结果表明,苗期和分枝期灌水为田间持水率的70%,开花结荚期灌水为田间持水率的80%,鼓粒期灌水为田间持水率80%对寒区黑土大豆生长最有利。     

田间持水率土壤传输函数研究

基于不同土壤质地、结构、有机质含量条件下的田间持水率测定,分析了影响田间持水率的主导因素。利用多元线性、非线性模型和BP神经网络模型,建立了田间持水率与常规土壤理化性能参数间的不同传输函数。结果表明:土壤干容重、粉粒含量、黏粒含量以及土壤有机质含量等常规土壤理化性能参数对田间持水率都有较大影响;通过这些传输函数预测田间持水率都是可行的,具有较高的预测精度(相对误差小于10%),BP神经网络模型预测效果最好(相对误差3.24%)。     

新型灌溉模式下测墒补灌对农田水氮及小麦产量的影响

【目的】研究新型灌溉模式对农田水氮及小麦产量的影响。【方法】选用鲁麦21为试验对象进行大田试验,采用二因素裂区设计,灌水量为主区,设拔节期和扬花期均测墒补灌至田间持水率的65%(W₆₅)、75%(W₇₅)、85%(W₈₅)3个水平;灌溉方式为副区,设滴灌(D)、微喷灌(WP)和拔节期微喷灌扬花期滴灌(WP+D)共3种灌溉方式,研究灌水量和灌溉方式对土壤水氮分布、小麦产量、水分利用效率及经济效益的影响。【结果】低于田间持水率的灌溉只对0～40 cm土层产生影响,小麦全生育期内40～100 cm土层土壤含水率没有波动,即0～40 cm土层为主要的供水层及持水层,土壤含水率表现为W₈₅处理>W₇₅处理>W₆₅处理;0～60cm土层土壤硝态氮量在W₆₅、W₇₅灌水量及微喷灌模式下较高,且随着灌水量增多硝态氮淋溶风险增大;成熟期,灌水量、灌溉方式及二者交互作用对40～100 cm土层土壤硝态氮量产生了极显著影响...     

再生水灌溉对黑麦草生长及重金属分布特征的影响

为了阐明再生水灌溉对重金属富集植物黑麦草生长及重金属分布特征的影响,以自来水灌溉为对照,研究了再生水灌溉下黑麦草生物量、黑麦草及土壤中重金属分布特征的变化。结果表明：再生水灌溉显著增加了黑麦草生物量,地上部、根系和总生物量分别增加了26.79%、10.55%、24.91%。再生水灌溉下,黑麦草地上部和根系中Pb、Cu、Zn、Cd的含量显著增加,土壤重金属没有积累,土壤中Pb和Zn含量降低明显。再生水灌溉显著降低土壤pH、增加土壤有机质含量会对土壤重金属的活性有一定的影响。     

再生水灌溉对植物根际土壤特性和微生物数量的影响

采用盆栽试验方法,以自来水灌溉为对照,分析研究了不同水质灌溉下对不同园林植物根际土壤特性的影响.结果表明:在土壤理化性状方面,再生水灌溉情况下,几种园林植物的土壤pH与对照相比无显著差异;土壤全盐量、水溶性钠和氯离子含量均高于自来水灌溉,多种植物土壤中含量与自来水灌溉相比达到了显著差异或极显著差异;在土壤养分方面,与对照相比,碱解氮、有效磷、速效钾含量差异不显著;在土壤微生物方面,再生水灌溉不同程度的促进了土壤微生物数量的增加,其中,细菌增加显著,放线菌和真菌数量与对照相比虽有所升高,但并未达到显著水平.     

再生水灌溉对甘蓝品质和重金属累积特性影响研究

采用天津市纪庄子污水处理厂二级出水作为再生水,以自来水为对照进行甘蓝栽培大田灌溉试验,研究了再生水灌溉对甘蓝品质、微量元素和重金属累积特性的影响。结果表明:再生水灌溉对甘蓝维生素C含量、粗蛋白含量、可溶性糖含量影响与自来水灌溉相比,各处理间检验差异未达到显著性水平;短期再生水与自来水混灌或轮灌对甘蓝微量元素Na、Mg、K、Ca和Zn含量与自来水灌溉间无显著性差异;甘蓝地上部中重金属镉、铅、砷、铬含量虽均低于国家卫生标准(GB 15201—1994、GB 14935—1994、GB 4810—1994和GB 14961—1994)规定,且与自来水灌溉对照间不存在显著性差异。     

不同施氮条件下再生水灌溉对土壤理化性质及脲酶活性的影响

【目的】探讨不同施氮条件下再生水灌溉对土壤理化性质和脲酶活性的影响。【方法】采用盆栽试验种植上海青,以清水灌溉为对照,上海青出苗后灌水4次,每次1 L,研究了不同施氮条件下(0、120、150、180 mg/L)再生水灌溉对土壤氮素分布和脲酶活性的影响。【结果】与清水灌溉相比,再生水灌溉降低了土壤pH值,对有机质量、全氮量、铵态氮量无显著影响,显著降低了土壤EC值和水溶性Na+量,显著增加土壤硝态氮、水溶性K+量和0～10cm土层脲酶活性。土壤理化性质与脲酶活性相关性分析表明,0～5cm土壤脲酶活性与全氮和水溶性Na+呈显著负相关,与水溶性K+显著正相关。【结论】再生水灌溉条件下施120 mg/kg氮素更有利于提升土壤养分水平。     

调亏灌溉对滴灌葡萄耗水规律及产量的影响研究

试验表明,在葡萄萌芽期、抽穗期控制灌水下限为田间持水率的40%,葡萄产量最大,达到12 439.5kg/hm2;在开花期、果实膨大期分别控制灌水下限为田间持水率的40%、50%可以起到疏花的作用,果粒质量和果实直径最大,但是产量最小,为10 486.5 kg/hm2;在着色成熟期控制灌水下限为田间持水率的45%,葡萄产量为11 934 kg/hm2。研究所得结论对滴灌葡萄的调亏灌溉应用有一定指导意义。     

咸水非充分灌溉对土壤盐分分布的影响及SWAP模型模拟

通过2010年4月15日至8月23日在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站进行的春小麦灌溉试验,研究了咸水非充分灌溉对土壤剖面盐分盈亏的影响,并用SWAP模型对土壤盐分动态分布进行模拟。结果表明:不论是咸水灌溉,还是淡水灌溉,都造成积盐现象,盐分累积量随着灌水矿化度的增大而增大,随着灌水量的增大盐分累积深度逐步加深。SWAP模型模拟结果表明,无论充分灌溉还是非充分灌溉盐分都会主要累积在根区土层(50cm深度),而对深层土壤(100cm深度)影响较小。不同时段影响土壤剖面盐分分布因素不同,前期受土壤蒸发、根系吸水影响较大,后期受水分下渗影响较大。     

再生水分根交替地下滴灌对马铃薯品质和重金属积累影响

以大田马铃薯为试验材料,研究了再生水地下滴灌充分灌溉(FSI)、分根交替灌溉(APRSI)、沟灌充分灌溉(FFI)和分根交替灌溉(APRFI)4种灌水方式对马铃薯块茎品质、重金属积累和产量等的影响。结果表明,APRSI可显著提高马铃薯块茎中淀粉和有机酸含量,与清水对照和再生水充分滴灌相比,淀粉含量分别增加0.37%和0.15%,有机酸含量分别提高4.17%和8.70%;APRSI处理的马铃薯块茎中Cr、Pb、Cu含量较清水对照降低12.5%、5.56%、3.15%,而比FSI降低了20%、10.53%、10.4%;地下滴灌不同灌水处理对马铃薯产量影响不显著,但对水分利用效率较清水和充分灌溉分别提高21.01%和21.90%。因此,再生水地下分根交替滴灌滴灌可提高块茎品质,减轻重金属Cr、Pb和Cu在块茎中的积累,达到二级处理以上要求的再生水对马铃薯进行地下滴灌是一种实用的安全高效灌溉技术。     

再生水灌溉红壤土水力传导度变化及其模拟分析

【目的】研究南方地区再生水灌溉对红壤入渗特征的影响。【方法】以红壤为研究对象开展土柱模拟灌溉试验,采用再生水(RW)、稀释2倍再生水(RW-2)、稀释4倍再生水(RW-4)、稀释6倍再生水(RW-6)进行干湿交替灌溉,以蒸馏水灌溉(CK)为对照组。利用便携式入渗计进行入渗率测定,采用压力膜仪法测定土壤水分特征曲线。【结果】再生水灌溉后,土壤水力传导度(K)减小显著(P<0.05),各处理的水力传导度分别是CK的12%(RW)、17%(RW-2)、20%(RW-4)、44%(RW-6);同一吸力下,RW和RW-2处理土壤水分的吸持能力高于CK,RW-4和RW-6处理土壤水分的吸持能力小于CK;水力传导度与形状系数n极显著正相关(P<0.01),与再生水稀释倍数和残余含水率θr显著正相关(P<0.05)。【结论】再生水灌溉会降低土壤的导水特性,一定浓度再生水可增加土壤持水性,通过稀释再生水可改善土壤的孔隙结构。     

农田耕作土壤田间持水率的BP预测模型

为了合理确定疏松黄土的灌溉制度,基于黄土高原区农田耕作层土壤田间持水率的测试资料,建立了以土壤理化参数包括土壤体积质量、黏粒量、粉粒量、有机质量为输入变量,田间持水率为输出变量的BP预测模型。结果表明,预测值和实测值的相对误差控制在7%以内,在可接受的范围,表明利用土壤基本理化参数预报农田耕作土壤的田间持水率是可行的。研究结果可为黄土高原区耕作农田土壤水分调控和灌溉管理提供支撑。     

渗灌管首末端压力与茶树根区土壤水分运移关系

为探明渗灌条件下渗灌管首末端压力与土壤水分运移之间的关系,设置了3个试验小区进行不同灌水流量和灌水持续时间的试验.通过连续定点观测茶树根区(纵向30 cm深,横向30 cm宽)土壤含水率的变化和渗灌管首末端灌水压力,研究了渗灌管不同首末端压力下土壤水分运移的变化规律.研究表明:灌水前土壤含水率不仅影响土壤入渗能力,而且决定着土壤水分运移方向;渗灌管首末端压力累积值与灌水持续时间呈线性关系,当茶树根区土壤含水率达到田间持水量时,累积曲线斜率发生突变,可以利用累积曲线斜率发生突变时的灌水持续时间作为控制充分灌水(100%田间持水量)的临界值,避免土壤水分无效渗漏.该研究为渗灌系统控制灌水持续时间及研发智能化渗灌灌溉系统提供了一种参考方法.     

不同灌水上限对酿酒葡萄生长、产量及品质的影响

研究了不同灌水上限对酿酒葡萄生长动态、产量及品质的影响。结果表明,当灌水上限为90%田间持水率时,葡萄株高、叶面积生长良好;与灌水上限100%田间持水率相比,灌水上限为90%田间持水率,减小灌水量,提高产量,且显著改善葡萄酒口感,提高营养价值,是酿酒葡萄生长的适宜灌水上限。在果实膨大期提高灌水上限,可增加产量,降低品质但差异不显著,因此该生育期可以适度提高灌水上限。     

水钾耦合对北疆机采棉水钾利用效率及产量的影响

【目的】探索不同土壤含水率区间与钾肥施用量之间的耦合效应,优化机采棉灌水和钾肥施用方案。【方法】以膜下滴灌棉花为研究对象,设计了3个土壤含水率(田间持水率的40%～60%、60%～80%和80%～100%,W1、W2、W3)和3个施钾水平(30、60和90 kg/hm~2,K1、K2、K3),研究了机采棉的株高、叶面积指数、生物量和产量。【结果】土壤含水率为田间持水率的60%～80%时,钾肥对棉花株高的增益效果更加明显;施钾量在30 kg/hm~2和60 kg/hm~2时,土壤含水率能显著提高株高的日增长量。叶面积指数随着施钾量和灌水量的增加而增加。土壤含水率为田间持水率的60%～80%且施钾量为90 kg/hm~2时,最有利于棉花生物量的形成。土壤含水率为田间持水率的60%～80%时,棉花单株有效铃数和籽棉产量最多,且籽棉产量和有效铃数随着施钾量的增加而增加,W2K3处理的籽棉产量最高(7 579.78 kg/hm~2),有效铃数最高(9.03个/株)。钾肥能促进棉花单铃质量的形成,但是单株有效铃数的增加会减缓钾肥对棉花单铃质量的促进作用。当灌水水平一致时,钾肥生产效率随着施钾量的增加而显著降低。在土壤含水率为田间持水率的80%～100%且施钾量为90 kg/hm~2时,棉花的水分利用效率最低。【结论】土壤含水率为田间持水率的60%～80%且施钾量为90 kg/hm~2为适宜的灌水施肥方案,有利于生物量向生殖生长倾斜,获得较高的水钾利用效率以及棉花籽棉产量。