引黄灌区灌淤土氮素淋失特征土柱模拟研究

采取土柱模拟实验的方法研究了不同施氮强度对宁夏引黄灌区灌淤土中氮素淋洗损失特征,以期为氮素淋失控制和合理施用提供科学依据。试验设5个氮水平,分别为对照处理(N0)、常规氮水平300 kg·hm^-2(N300)、优化氮水平(N240)、2倍常规氮水平(N600)、2倍优化氮水平(N480)。试验结果表明:不同施氮水平淋洗液中NO₃^--N的浓度表现出先升高后降低的趋势,浓度峰值出现的时间随施氮水平增加逐渐后移,NO₃^--N是氮素淋洗损失的主要形态,而NH₄⁺-N的淋失损失主要出现在淋洗前期,增加施氮量可以推迟各形态氮素峰值出现时间,增加淋失风险。N240,N300,N480和N600处理总氮累积淋失量分别为94.53、128.02、222.06 kg·hm^-2和268.6 kg·hm^-2,淋洗损失比例分别为39.38%、42.67%、46.26%和44.77%,当季施入稻田土壤的氮肥极易淋洗到100 cm深度以下,成为浅层地下水的潜在威胁。施入到灌淤土的氮素有39.38%～46.26%通过淋洗途径损失,各处理总氮累积量淋失规律服从对数方程Yt=a+blnt(R²=0.927～0.975)。     

长期配施有机肥对宁夏引黄灌区水稻产量和稻田氮素淋失及平衡特征的影响

在宁夏引黄灌区的青铜峡稻田,通过4年的田间定位试验研究了长期配施有机肥对水稻籽粒产量、氮素吸收利用和氮素淋失特征的影响。试验共设置5个处理:不施用氮肥(T₁)、常规化学氮肥300 kg·hm^-2(T₂)、优化化学氮肥210 kg·hm^-2+有机肥氮肥90 kg·hm^-2(T₃)、优化化学氮肥240 kg·hm^-2(T₄)、优化化学氮肥195 kg·hm^-2+有机肥氮肥45 kg·hm^-2(T₅).用稻田退水采集装置收集20、60 cm和100 cm深度的淋溶水,计算氮素淋失量。试验结果表明:在常规施氮和优化施氮水平下配施有机肥,水稻籽粒产量没有降低,氮肥利用率分别提高了5.2、1.9个百分点;配施有机肥可以显着降低田面水中的总氮浓度和土体中氮素淋失量,20 cm土层中总氮淋失量分别降低了9.99%和6.02%,100 cm土层中总氮淋失量分别降低了17.9%和9.3%;氮平衡特征计算结果表明,同等施氮水平下配施有机肥氮素表观损失量分别降低了12.1%和12.5%.与常规只施用化肥比较,配施有机肥可以显着降低氮素的淋洗损失,优化施氮水平下配施有机肥(T₅处理)为协调水稻产量和环境安全的合理选择。     

沼液施用对贵州典型黄壤油菜地氮淋溶的影响

了研究西南喀斯特山区沼液灌溉氮淋溶风险,以及率定沼液还田安全施用量,以该区域典型土壤——黄壤为供试土壤,主栽作物油菜为供试作物,牛场沼液为施用材料,开展大棚盆栽试验模拟沼液灌溉,评估沼液灌溉氮淋溶风险,考察油菜农艺性状响应,率定沼液安全施用量。设置油菜不施肥（CK）、无作物施沼液（NP480,施氮量480 kg·hm^-2）、油菜施化肥（CF,480 kg·hm^-2）、油菜沼液低施用量（R120,120 kg·hm^-2）、油菜沼液中施用量（R240,240 kg·hm^-2）、油菜沼液高施用量（R480,480 kg·hm^-2） 6个处理,将化肥水溶或沼液稀释后按每12 d 1次、每次25 mm连续灌入12次。结果表明：沼液灌溉存在氮淋溶风险,该风险以NO-3-N负荷为主,NO-3-N淋溶风险随施氮量增加而增大,R480处理NO^-₃-N淋溶量分别是CK、R120、R240处理的2、1.8倍和1.4倍;同施氮量下,沼液灌溉氮淋溶风险低于化肥处理,CF处理TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N淋溶量分别是R480处理的3.8、2.3倍和2.9倍; R480处理的氮淋溶风险值得警惕,但油菜氮素吸收能够降低该风险,使TN、NH⁺₄-N、NO^-₃-N淋溶量分别降低34%、30%、32%;适量施用沼液（施氮量120 kg·hm^-2）相对CF处理能改善油菜农艺性状,但过量施用沼液（施氮量480 kg·hm^-2）不利于油菜生长。研究表明,西南喀斯特山区油菜黄壤沼液灌溉存在一定氮淋溶风险,综合考虑氮淋溶风险、油菜农艺性状和沼液消纳需求,沼液还田施氮量控制在240 kg·hm^-2以内为宜。     

周年减氮对玉米-大蒜轮作系统作物光合特性和干物质积累及产量的影响

通过设置粮菜二熟制农田不同施氮量的组合试验,分析减少氮投入对玉米-大蒜轮作系统作物光合特性、生长特征及产量的影响,为粮菜轮作模式下的减氮决策提供依据。田间试验于2020-2021年进行,玉米季设置3个施氮水平：常规施氮量（220 kg·hm^-2）、减氮20%（176 kg·hm^-2）和减氮40%（132 kg·hm^-2）,大蒜季两个施氮水平：常规施氮量（300 kg·hm^-2）和减氮20%（240 kg·hm^-2）。结果表明,与常规周年施肥模式相比,玉米季减氮20%+大蒜季常规施氮的模式下玉米产量增加1.4%、大蒜蒜薹和蒜头产量无明显变化,该模式维持了玉米吐丝期较高的叶绿素相对含量,显著提高净光合速率6.0%,延长重要生育时期的光合作用时间,保证干物质生产,对大蒜和玉米产量均无显著影响,其他减氮处理的玉米产量显著降低5.4%~25.8%,大蒜蒜薹和蒜头产量分别显著降低6.9%~29.0%和14.9%~ 39.0%。综合考虑,玉米季适量减氮20%即施氮176 kg·hm^-2和大蒜季常规施氮300 kg·hm^-2可保证轮作周期作物的光合生产能力,促进干物质的积累,在保证作物产量的同时减少投入,实现轮作系统减肥增效。     

根区深层水氮耦合对玉米生长和生理的影响

旨在探究水氮耦合和灌水施肥深度对玉米生长的作用机理，为合理的水肥管理提供理论依据。以陕北地区普遍种植的玉米品种‘天赐19’为供试材料，设置灌水量（W3：2 650 m·hm^-2；W2：2 180 m·hm^-2；W1：1 715 m·hm^-2）、施氮量（N3：960 kg·hm^-2；N2：600 kg·hm^-2；N1： 240 kg·hm^-2；N0：不施氮）和灌水施肥深度（H3：0 cm；H2：5 cm；H1：10 cm；H0：15 cm）3因素，根据复因素不完全实施方案设计10个处理。结果表明，水氮耦合及灌水深度对玉米的生长和生理指标有显著影响，在N1H1水平下，随着灌水量的增加，盆栽玉米的株高、茎粗、叶面积、干物质量和净光合速率呈现增加的趋势。在W1水平下，随着施氮量的增加，盆栽玉米的株高、叶片数、叶面积、干物质量呈现降低的趋势；茎粗和叶绿素含量呈现先增高后降低的趋势；隶属函数法得出W3N1H1处理隶属值最高。因此，推荐灌水量为2 650 m·hm^-2、施氮量为240 kg·hm^-2、灌水施肥深度10 cm为该地区玉米种植的最佳灌水施肥模式。     

玉米秸秆添加量对温室土壤氨挥发及辣椒氮素吸收的影响

为探明玉米秸秆添加量对设施土壤氨挥发和辣椒氮素累积的影响，采用室内盆栽的试验方法，以蔬菜大棚土壤作为研究对象，以辣椒为试材，设置4个处理，即在常规施肥（N 100 kg·hm^-2、P₂O₅ 70 kg·hm^-2、K2O 80 kg·hm^-2）的条件下不添加秸秆（CK）和加入秸秆量分别为4 500 kg·hm^-2（S1）、9 000 kg·hm^-2（S2）、13 500 kg·hm^-2（S3）。采用通气法对盆栽辣椒土壤原位氨挥发进行监测，并在不同时期对土壤铵态氮、硝态氮含量及辣椒地上部总氮量进行测定。结果表明：监测期内不同秸秆添加量土壤的氨挥发量和氨挥发速率均在第7天达到峰值，S2的氨挥发量较CK、S1、S3分别减少了43.0%、12.8%和17.9%，氨挥发速率平均值分别降低了30.0%、7.5%和20.0%；土壤铵态氮含量各处理均在第7天达到峰值，S2较其他3个处理分别减少了24.2%、11.5%和14.8%，且S2与CK差异极显著；硝态氮含量在第21天达到峰值，S2较其他3个处理分别增加62.8%、25.8%和47.2%，且处理之间均差异显著；辣椒成熟期地上部总氮含量在第60天时，S1、S2、S3较CK增加了13.7%、19.1%和9.3%，且S2与CK、S1、S3均呈显著差异（P<0.05）； S2处理辣椒产量与CK相比增加14.3%；在监测期内土壤氨挥发累积量与植株地上部氮素累积量和辣椒产量均呈显著负相关（P<0.01）。研究表明，秸秆添加量为9 000 kg·hm^-2时能够显著减少设施土壤氨挥发量，有效降低土壤铵态氮含量，提高硝态氮含量，对植株氮素累积具有显著的促进作用，可减少农业面源污染。     

新疆绿洲棉花种植体系土壤氨挥发损失原位监测

采用通气法对盐化潮土-棉花种植体系的CK（种植不施肥）、T1（基肥撒施机械翻耕,追肥沟施灌水）、T2（基肥撒施机械翻耕,追肥撒施后灌水）、T3（与T1、T2等氮量包膜尿素一次基施）4种处理的田间土壤氨挥发进行原位监测。结果表明,在施N量均为275 kg·hm^-2条件下, CK、T1、T2和T3处理基肥NH₃-N损失分别为0.621、1.191、1.191和0.826 kg·hm^-2;追肥NH₃-N损失分别为1.088、1.773、2.804和1.374 kg·hm^-2。T1、T2和T3来自氮肥的NH₃-N损失分别为1.255、2.286和0.491 kg·hm^-2,分别占施氮总量的0.46%、0.83%、0.18%。在新疆南部绿洲农田,基肥深施后覆膜、追肥结合灌水条件下,棉田土壤氨挥发不是氮肥损失的主要途径;与等氮量传统肥料相比,应用包膜肥料一次施用可明显降低氮肥氨挥发损失。     

减氮对引黄灌区春玉米氮素吸收利用和淋失的影响

为探究不同减氮水平下春玉米产量及氮素吸收利用和氮素淋失损失特征,为宁夏引黄灌区春玉米氮肥合理施用提供理论依据,本研究于 2021—2022年在宁夏引黄灌区基于渗漏池进行了连续两年的田间定位试验,以先玉 1225为供试玉米品种,设置了5个氮水平,施氮量分别为常规施氮420 kg·hm^-2 （N-420）、减氮14.29%（N-360）、减氮35.71%（N-270）、减氮57.14%（N-180）、不施氮处理（CK）,对春玉米产量、氮素吸收利用和氮素淋失损失量进行测定分析。两年数据均表明,农户常规施肥与减氮14.29% 处理籽粒产量没有显著差异（P＜0.05）,减氮 35.71% 处理较常规施肥处理产量降低。2021年减氮 35.71%、减氮 14.29% 处理较常规施肥处理籽粒产量分别降低了 8.60%和 3.59%,2022年减氮 35.71%处理籽粒产量较常规施肥处理降低 11.46%,而减氮14.29%处理与常规施肥处理相比籽粒产量增加1.42%。氮肥表观利用率、氮肥农学效率、地上部氮素收获指数两年数据均显示减氮 35.71% 处理高于减氮 14.29% 处理和常规施肥处理。氮肥偏生产力随着施氮量的增加逐渐降低,与减氮 57.14% 处理相比,减氮35.71%、减氮14.29%和常规施肥处理分别降低19.57%、33.81%、42.59%。总氮淋失量随施氮量的增加而升高,减氮35.71%、减氮 14.29% 处理总氮淋失损失量较常规施氮处理降低 42.51% 和 18.09%。各处理氮素淋失中,硝态氮是主要形式,占总氮的45.50%~54.68%。相关性分析表明,施氮量与总氮淋失量呈正相关,随着施氮量的增加,总氮淋失量呈指数型增加（R²=0.998 6）。研究表明,与常规施氮量相比,减少35.71%施氮量下,春玉米产量平均减少10.03%,总氮淋失量平均降低42.51%,氮肥表观利用率、农学效率和偏生产力均提高。综合考虑认为,施氮270 kg·hm^-2可作为协调引黄灌区春玉米产量和环境安全的合理选择。     

播期与施氮量互作对甜菜光合特性及氮素利用效率的影响

为探明播期与施氮量互作对甜菜光合特性、氮素利用效率及产量的影响,设3个播期：4月14日（早播）、4月21日（适播）和4月28日（晚播）,4个施氮量：纯氮0 kg·hm^-2、120 kg·hm^-2、150 kg·hm^-2及180 kg·hm^-2。结果表明,播期和施氮量对甜菜光合特性影响的互作效应显著,同一施氮量下,不同播期之间光合作用指标及氮素利用效率差异显著,早播较适播与晚播更有利于提高甜菜叶绿体色素含量、净光合速率、RuBP羧化酶活性、光系统 Ⅱ 最大光能转换效率、实际光化学量子产量、光化学淬灭系数、光保护能力、氮素利用效率,降低胞间CO₂浓度。同一播期中,随施氮量的提高,相关指标及产质量变化不同,早播条件下,随着施氮量的提高,甜菜光合特性、产量、产糖量、氮素利用效率也随之提高,施氮量为180 kg·hm^-2时,产量和产糖量分别为67 055.33 kg·hm^-2和11 780.83 kg·hm^-2, 氮肥利用率、氮肥农学利用率分别为 43.88%和80.45%,显著高于其他处理(P＜0.05);适播和晚播条件下,施氮量分别超过150 kg·hm^-2和120 kg·hm^-2时,不利于提高甜菜光合特性、氮素利用效率。综上,播期与施氮量互作通过改善甜菜光合特性及提高氮素利用效率来影响产量,不同播期适宜的施氮量不同,在本试验条件下,早播且施氮量为180 kg·hm^-2更利于提高甜菜光合特性及氮素利用效率,可获得更高的产质量,若播期后移,则可适当减少施氮量,以达到减氮增产的效果。     

水氮处理对复播油葵产量和水氮利用效率的影响

为探明不同水氮处理对复播油葵生长、产量及水氮利用效率的影响,采用裂区设计,设置不同灌水处理:低水处理(2 250 m³·hm^-2)、中水处理(3 750 m³·hm^-2)、高水处理(5 250 m³·hm^-2)和不同施氮处理:不施氮处理(0 kg·hm^-2)、低氮处理(120 kg·hm^-2)、中氮处理(240 kg·hm^-2)、高氮处理(360 kg·hm^-2)进行大田小麦复播油葵试验。结果表明:复播油葵氮素吸收量、氮肥利用效率随灌水量的增加而增加;施氮量在0~240 kg·hm^-2时,复播油葵的产量随着施氮量的增加而增加,施氮量超过240 kg·hm^-2时增加不显著;随灌水量的增加,复播油葵耗水量增加,水分利用效率先增加后降低,且均在施氮240 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2处理间无显著差异。本试验条件下,生育期内灌水5 250 m³·hm^-2(高水)、施氮360 kg·hm^-2(高氮)时,复播油葵的产量为3 598 kg·hm^-2,生育期内中水3 750 m³·hm^-2、中氮240 kg·hm^-2时,复播油葵的单盘粒重、千粒重和产量表现一致,产量为3 518 kg·hm^-2,综合考虑各因素,中水中氮的处理为产量和效益兼优的最佳组合。     

白洋淀湿地生态水位及生态补水方案分析

入淀水量不足,是造成白洋淀湿地生态及其环境恶化,淀泊萎缩的重要原因,如何修复已遭破坏的白洋淀湿地生态系统,并维护湿地的生态平衡是亟待解决的重要问题。本研究采用白洋淀湿地从1956—2000年的逐月实测水位数据,通过分析汛期和非汛期的水位经验频率以及白洋淀湿地的生态功能,确定了白洋淀周年的生态适宜水位范围为7.9~8.7 m。当白洋淀出现生态干旱,水位不能维持在7.9~8.7 m时,生态补水后应使淀水位保持在7.1~7.9 m范围内。本文从补水量和补水时间2个方面,对白洋淀湿地的生态补水方案进行了研究。     

引调水工程水源地水量水质联合风险研究

【目的】分析引调水工程水源地水量水质联合风险,为引调水工程的顺利建设提供科学依据。【方法】利用水质综合指数评价法对水质进行评价,分别利用水质综合指数和污染最为严重的指标与水量数据进行Copula水量水质联合分布函数的构建,并以引沁入汾工程为例对引调水工程水量水质联合风险进行研究。【结果】引沁入汾工程水源地水质状况良好,总体均能达到水质功能区Ⅳ类水要求;通过水量与水质综合指数计算得到的联合风险可以看出:就整个调水时期而言,有利于调水的概率为99.29%,不利于调水的概率为2.01%;通过水量与污染最为严重的水质指标TN计算得到的联合风险可以看出:就整个调水时期而言,有利于调水的概率为32.16%,不利于调水的概率为69.16%。【结论】引沁入汾工程水源地适合作为该工程的取水源地,但以后需加强对TN的控制和治理。     

水分胁迫对北京城市绿化树种水分状况和栓塞的影响

该文选取了北京3个城市绿化树种国槐、小叶黄杨和女贞为研究对象,采用便携式压力室SKYE(SKPM1400)和改良的冲洗法,分别测定了在不同水分状况下3个树种水势和导水率损失的变化规律.结果显示,3个树种忍耐低水势的能力是小叶黄杨>女贞>国槐,不同树种经抗旱锻炼后对水分胁迫的反应产生了差异.同时,不同水分条件下3个树种导水率损失变化情况有差异.     

龙羊峡水库年末水位控制与汛期弃水研究

【目的】合理控制龙羊峡水库年末(水文年年末,6月末)运行水位,为安全高效利用龙羊峡水库和保障黄河水资源综合利用效益提供参考。【方法】通过逐步回归分析方法,率定龙羊峡水库年末水位关键影响因子;建立BP神经网络预测模型,通过反推法确定龙羊峡水库年末消落水位下限;引入水库临界弃水概率的概念及计算公式,通过控制汛期临界弃水概率确定龙羊峡水库年末消落水位上限。【结果】龙羊峡水库年末消落水位关键影响因子为当年入库水量、年初水位、次年入库水量和当年黄河干流用水量;当年年末水位不低于死水位且汛期弃水概率在10%以内时,龙羊峡水库合理的年末水位应控制在2 575.0~2 576.5m。【结论】通过BP神经网络模型对水库年末消落水位的预测控制,并结合水库汛期临界弃水概率指导水库汛期防洪,可在防洪安全的基础上有效地提高水库的发电效益。     

内蒙古地区水足迹量化及水资源评价分析

为探讨内蒙古地区水资源现存问题和发展规律,合理利用区域水资源,基于水足迹理论对内蒙古1998—2018年用水结构进行分析,并评价区域水资源利用状况。结果表明:全区水足迹整体呈上升趋势,2018年总水足迹达778.58亿m3。从构成上看,农业蓝绿水足迹始终占总水足迹主导地位,所占比例为72.43%～82.97%。对比各地级市用水特征,由于阿拉善地区生态蓝水足迹较高,因而人均蓝水足迹最高;兴安盟降水量大、作物产量较低,因此人均绿水足迹最高;研究区总体水资源压力始终处于较高状态,乌海地区水资源压力位居第一,但研究区总体上尚未出现水质性缺水问题。综上,内蒙古地区亟需通过调整用水结构等以改善当地水资源利用现状,促进区域可持续发展。     

水肥对番茄产量、品质和水分利用率的影响及综合评价

【目的】优化设施番茄水肥一体化灌溉施肥制度。【方法】以"金棚1号"番茄为试材,在2013年研究总结的水肥总量(灌水量2 518.74m~3/hm~2,N 542.58kg/hm~2,P_2O_5206.30kg/hm~2,K_2O 940.03kg/hm~2)基础上,上下浮动30%后,设置T1(中水中肥)、T2(中水低肥)、T3(中水高肥)、T4(低水中肥)、T5(高水中肥)5个处理,以传统沟灌为对照,在滴灌条件下研究不同水肥对番茄产量、品质和水分利用效率的影响,并用模糊综合评价方法,通过赋予客观权重和主观权重后得到综合权重,对不同水肥处理下番茄综合品质、产量和水分利用效率进行综合评价。【结果】试验结果表明:在一定范围内番茄产量随水肥用量的增加先增高后降低;水分利用效率随灌水量的增加呈下降趋势,合理施肥有利于水分利用效率的提高;中水中肥和低水中肥条件下番茄综合品质较好,水分或肥料过多均会造成番茄品质下降;T1处理的综合表现最优,产量最高,为130.80t/hm2,品质较好,水分利用率较高,为51.90kg/m3;与沟灌对照(产量115.40t/hm~2,水分利用效率23.46kg/m~3)相比,T1处理产量、水分利用效率分别提高了13.34%,121.23%。【结论】利用综合评价法得出的设施番茄水肥一体化最优水肥用量为灌水量2 518.74m~3/hm~2,N 542.58kg/hm2,P_2O_5206.30kg/hm~2,K_2O 940.03kg/hm~2。     

我国水排污权交易制度分析

人类活动逐渐成为环境恶化的最主要原因,大量污水的排放得不到有效控制和治理导致目前我国的流域水污染更趋严重.分析了我国建立水排污权交易制度的必要性、可行性及其在实践中存在的问题,以期完善水排污权交易制度,有效防治水污染.     

水磷耦合效应对玉米苗期生长和水分利用效率的影响

利用Hogland全磷和缺磷处理进行了室内砂培桶栽试验，研究了玉米5叶期前的生长状况、生理特性、水分消耗、干物质积累与分配及水分利用效率。结果表明，水磷耦合效应取决于水分的供应方式，以干湿交替施磷效果最佳，其次为干旱施磷，再次为湿润施磷处理。干湿交替施磷能显著提高光合速率，增加作物气孔导度，促进根系生长，增加根冠比，调节整株水平下干物质资源的合理分配；提高玉米苗期水分利用效率。     

干旱内陆区水平衡基本原理与模型

在深入研究干旱内陆区域大汽水、地表水、土壤水、地下水4水转化规律与过程的基础上，结合水资源计算、评价、利用、保护、规划等实践，应用水资源系统分析和数学建模的原理和方法，提出了干旱内陆平原区地表水、地下水、供需水、耗水4水平衡基本原理以及水平衡模型。     

奶牛场用水特征及节水措施

为了系统全面地掌握奶牛养殖场用水特征,提出科学合理的节水措施,采用查阅文献和实地调研相结合的方法,概述了国内外奶牛养殖现状,系统总结了奶牛养殖各环节用水特征、变化规律及影响因素。结果显示:饮用水、清洁水、降温水是国内外奶牛养殖主要用水构成,养殖规模、泌乳牛比例、挤奶厅类型、气候特点等是影响奶牛场用水特征的主要因素,构建涵盖多因素的用水量预测模型是研究热点。分析确定了饮用水、挤奶厅用水和喷淋用水是奶牛养殖重点节水环节,并对后续奶牛场养殖过程节水研究提出了具体建议。