南方节水灌溉稻田能量通量特征及其规律分析

利用涡度相关系统在江苏省昆山市试验研究基地2013年水稻生育期所测的净辐射量、土壤热通量、潜热通量和显热通量等观测资料,分析了能量各通量在典型晴天、阴天的日变化规律和稻季能量通量的日变化、月变化及分配特征,讨论了能量各组分占净辐射量的比例和不同时间尺度上稻田的能量闭合情况。结果表明:能量平衡各分量在亚热带南部季风区节水灌溉稻田典型晴天以及水稻生育期间月均日变化均呈明显的倒"U"型单峰趋势,典型阴天能量平衡各分量日均值和峰值均小于晴天,但也呈单峰型变化趋势。稻季潜热通量占净辐射量的86.2%,土壤热通量占净辐射量的1.3%,不同时间尺度上净辐射量均主要以潜热形式加湿大气,感热通量占净辐射量的0.8%,与潜热通量差异显著,且占净辐射量的比例呈此消彼长的关系。在能量通量的测量过程中,与净辐射量相比,感热、潜热通量滞后于净辐射量约0.5 h,土壤热通量滞后1.5~2.5 h。热传输速度不同步,从而影响了能量的短期闭合率。但与其他生态系统相比,该节水灌溉稻田生态系统能量闭合度较高,说明该试验区涡度数据可靠,通量特征及规律具有较好的代表性,有利于通量研究的进一步开展。     

节水灌溉稻田蒸发蒸腾过程及其比例变化特征研究

为探究节水灌溉稻田蒸发蒸腾过程及其比例变化特征,建立能准确反映水稻蒸腾与棵间土壤蒸发分摊关系的计算公式,采用自制的微型蒸渗仪系统观测2015年和2016年水稻生育期稻田蒸散量(ETCML)和蒸发量(E),分析了典型天气和各生育期ETCML、E和蒸腾量(T)的日/稻季变化特征及E与T的比例变化.结果表明:晴天ETCML、...     

稻田节水灌溉自动化控制系统研究

进口自动给水栓价格昂贵．且水源压力要求大．不能适用于大面积的自流灌区。因此，研究了一种适用范围广、价格低廉、运行成本低的自动给水栓。介绍了该新型稻田灌溉系统的结构原理、压力计算、稻田水位控制的技术要点。并介绍了样机研制、实验室测试情况和田间试验成果。     

节水灌溉稻田不同土壤水分条件下水碳通量日变化特征

为了揭示不同土壤水分条件对节水灌溉稻田水碳通量日变化的影响,采用涡度相关系统对2013年节水灌溉稻田水碳通量进行了连续监测,分析了不同土壤水分条件下节水灌溉稻田水汽与CO_2通量的日变化特征。结果表明:各月典型晴日不同土壤水分条件下节水灌溉稻田水汽通量日变化趋势相似,均呈倒"U"型曲线。生育前期不同土壤水分条件下稻田水汽通量差异较生育后期大,生育前期复水后水汽通量峰值约是复水前的1.25倍。不同土壤水分条件下稻田CO_2通量日变化趋势也相似,呈"U"型变化。生育前期复水后稻田CO_2通量值较复水前大,水稻生长中后期影响较小。对不同土壤水分条件下稻田水碳通量的分析对节水灌溉制度下农田水碳环境效应及田间小气候研究都有重要的现实意义。     

生物炭施用对节水灌溉稻田土壤酶活性的影响

为探究生物炭施用对节水灌溉稻田土壤酶活性的影响,基于田间试验,分析了不同水碳调控情景下土壤酶随土层深度及水稻生长的变化规律。结果表明:节水灌溉条件下,施加生物炭对土壤酶活性有一定的提高作用,随着生物炭施用量的增加而增加,但在分蘖期的0~10cm土层出现了降低。同对照相比,中量(20t/hm^2)和高量(40t/hm^2)生物炭施用处理0~40cm土层的土壤过氧化氢酶活性分别增加了1.89%~4.64%和6.67%~8.75%,蔗糖酶活性分别增加了3.21%~23.38%和35.26%~73.43%;与常规灌溉相比,控制灌溉0~40cm土层土壤过氧化氢酶活性和土壤蔗糖酶活性均值分别提高了4.26%~12.44%和4.88%~20.98%。不同生物炭施加量处理的土壤蔗糖酶活性在分蘖期差异显著,在水稻生长的中后期逐渐减弱。稻田各生育阶段的土壤过氧化氢酶酶活性随土壤深度增加先增后减,土壤蔗糖酶活性基本上随土层加深逐渐降低。节水灌溉和生物炭施用的联合应用可以提高稻田土壤酶活性,且高量生物炭施用效果更加明显。     

基于节水灌溉模式的稻田增产减污研究

为研究节水灌溉模式下稻田产量及田间氮、磷淋失规律,在广西灌溉试验中心站按3种灌溉方式、5种施肥水平进行了试验。结果表明节水灌溉模式不仅节约了水量,还增加了产量。从节水灌溉模式下稻田氮磷淋失显著减少可以看出,合适的施肥方法和灌溉技术是减少氮磷淋失的重要手段。本次研究的成果对于促进稻田的节水、增产、减污,建设现代化灌区具有重要意义。     

生物炭施用对节水灌溉稻田土壤养分的影响

【目的】探究施用生物炭对节水灌溉条件下稻田土壤养分的影响,为提升稻田土壤肥力、制定稻田水碳调控策略提供技术指导。【方法】在控制灌溉条件下,设置0、10、20、40t/hm²共4个生物炭施用水平,分别记为CK、CL、CM、CH处理,分析不同生物炭施用水平对节水灌溉条件下稻田土壤养分特征的影响。【结果】施用生物炭后,各处理稻田土壤有机质、有机碳量由大到小依次为：CH处理>CM处理>CL处理>CK。2018年,CH、CM、CL处理下的水稻生育期土壤平均铵态氮量分别比CK增加1.52、0.61、0.39 g/kg,2019年分别比CK处理减少2.01、1.71、0.99g/kg;施用分蘖肥后,CK条件下的稻田土壤铵态氮量上升速率最高,CH、CM、CL处理下的稻田土壤铵态氮量变化速率差异较小;施用穗肥后,2018年各处理土壤铵态氮量上升速率较为接近,2019年上升速率为CK>CL处理>CM处理>CH处理。综合2 a试验结果,CH、CM、CL处理下的稻田土壤硝态氮量的平均值比CK降低了32.34%、19.45%、9.21%。【结论】施用生物...     

谈行走式节水灌溉技术

最近，李岚清副总理在关于行走式节水灌溉技术的一份情况报告上作了重要批示，他指出：节水是维持生命延续的永恒主题。行走式节水灌溉是中国特色节水灌溉的一个典型，它多采用灌溉、施肥、播种、洒药于一体的模式，在某些地区，特别是春旱地区，有其适应性，应加以研究开发。我国北方农区是典型的季风性气候，夏季炎热多雨，年降水量的７０％～８０％集中在７月～９月，春旱十年九发生。春季正是播种季节，因此，亟须用一种行走式节水灌溉机械来保春播。行走式节水灌溉技术就是一种在水资源匮乏或无灌溉水源的地区，在土壤墒情不足的情况下…     

稻田节水灌溉控制系统触摸屏人机界面设计

为了解决传统稻田灌溉设备不能精确控制灌溉水量的问题,课题组设计研发了一套稻田节水灌溉控制系统。为了实现精准灌溉,先在稻田节水灌溉系统中设置了触摸屏,分析了节水灌溉控制要求,然后结合PLC程序,设计了触摸屏人机交互界面,主要包括触摸屏文字、按钮、指示灯、数值显示和流动块等的设计,最后将设计好的触摸屏人机界面与PLC程序联合调试。试验结果表明：该控制系统运行稳定、操作简单,可以提高灌溉节水率,具有广阔的应用前景。该方案还可移植到不同农作物的灌溉控制系统中,具有一定的推广应用价值。     

节水灌溉水稻高产优质成因分析

分析了宁夏引黄灌区控灌条件下水稻各生育阶段根系、茎杆、叶片、分蘖等生态指标和土壤肥力、土壤水分等土壤理化状况及水稻产量构成因素、稻米品质、水稻发病及倒伏指标。结果表明 :控灌水稻有显著的节水增产效果 ,水稻单产 1 0 3 98kg/hm2 ,增产幅度为 5.3 %,节约灌溉用水量 70 57.5m3/hm2 ,节水幅度达3 8.8%。稻米品质也相应提高 ,控灌水稻粗蛋白含量提高 0 .2 1 %,整精米率提高 1 .59%,垩白度和垩白率降低1 .1 2 %和 0 .2 9%。同时抗病虫害和抗倒伏能力提高 ,病株率降低 1 9.8%,病叶率降低 1 5.4 %,倒伏率降低1 8.3 %。控灌通过稻田水分的合理调控 ,改善了稻田根层土壤性状 ,促进了根系的生长发育 ,有效地协调了茎、蘖、叶、穗、粒的生长 ,形成较合理的群体结构和较理想的株型 ,茎杆粗壮抗倒伏 ,蘖叶早生快发 ,有效分蘖率高 ,叶面积指数增减过程合理 ,穗大 ,实粒多 ,千粒重高 ,品质好。实现了宁夏水稻在控灌条件下的节水高产优质     

水稻节水高产灌溉模式及土壤水分能量调控标准研究

198 9～ 1998年在沈阳农业大学灌溉试验场通过盆载、蒸渗仪、小区及大田进行试验研究 ,分析了水稻的需水规律及稻田土壤水分能量的变化特点 ,论述了土壤水分状况与水稻腾发强度之间的关系、不同灌溉模式对水稻腾发量的调控作用以及水分胁迫对水稻产量的影响 ,提出了水稻节水高产灌溉模式和土壤水分能量调控标准。     

节水灌溉减氮配施生物炭对水稻光合特性与水氮利用的影响

为阐明节水灌溉减氮配施生物炭对水稻光合特性及水氮利用的影响,采用田间小区试验与微区试验结合的方法,应用15N示踪技术,以B0N1（不施用生物炭+常规施氮水平）作为对照,设置B1N2（减氮10%+12.5t/hm2生物炭）、B2N2（减氮10%+25t/hm2生物炭）、B1N3（减氮20%+12.5t/hm2生物炭）、B2N3（减氮20%+25t/hm2生物炭）、B1N4（减氮30%+12.5t/hm2生物炭）、B2N4（减氮30%+25t/hm2生物炭）等处理,观测水稻植株叶片的光合特性参数以及干物质积累和耗水过程,并建立光合特性参数与水分利用效率（WUE）、氮肥吸收利用率（NUE）、干物质量及产量之间的关系。结果表明：节水灌溉下适量减氮配施生物炭可以增加叶面积指数（LAI）、叶绿素含量（SPAD）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）,减小气孔限制值（Ls）;而过量减施氮肥或施加生物炭均会增加Ls,减小LAI、SPAD、Pn、Gs和Tr;与B0N1处理相比,B1N2处理植株干物质总积累量提高14.79%,而B2N4处理降低16.02%;B1N2处理水稻NUE、产量、WUE显著高于B0N1处理（P＜0.05）,分别提高12.92%、9.95%、12.58%,B2N4处理水稻NUE、产量、WUE显著低于B0N1处理（P＜0.05）,分别降低22.87%、18.20%、5.66%;WUE与光合特性参数（除LAI-分蘖期、SPAD、Tr-灌浆期外）均呈显著或极显著正相关,与Ls均呈极显著负相关（P＜0.01）;NUE、干物质量、产量与光合特性参数（除LAI-分蘖期、SPAD-分蘖期、Tr-灌浆期外）均呈显著或极显著正相关,与Ls均呈显著或极显著负相关。综合来看,B1N2处理最优,即节水灌溉下减施10%氮肥配施12.5t/hm2生物炭有利于提高水氮利用率和产量,研究结果可为节水灌溉减氮配施生物炭模式在寒地黑土稻田的应用提供理论依据和技术支撑。     

农田水管理下的稻田甲烷排放研究进展

从土壤水分状况与稻田甲烷排放的关系出发,对不同水管理措施,例如排水、烤田等对稻田甲烷排放的影响,以及不同水稻灌溉模式引起的甲烷排放变化等做一简要评述,特别指出节水灌溉模式下稻田甲烷排放的相关研究还很不足,提出今后应加强各种水稻节水灌溉模式对稻田CH4排放的调节效应、有针对性地开展关键水管理措施对稻田CH4排放的联合影响及机理、不同灌溉模式下稻田温室气体综合排放等方面的研究。     

水秸“控灌中蓄”节水增效灌溉制度研究

针对我国南方水稻灌溉主要是在利用其生育期天然降雨的基础上人工补充灌溉的特点，开展水稻节水增效灌溉制度研究，提出了一套“控灌中蓄”节水增效灌溉制度，通过与现行主要水稻节水灌溉制度进行理论模拟分析比较及小区灌溉试验验证，表明此种灌溉制度节水效果明显，且有一定的增产效果，社会经济生态效益显著，值得大范围推广。     

柳园口灌区作物ET_0变化及节水灌溉模式研究

为了研究黄河下游灌区作物需水量变化规律,以柳园口灌区为例,采用国际上通用的Penman公式,分析研究主要参考作物的需水量变化情况,并结合引黄河水流量与含沙量的变化特点,探讨了灌区节水灌溉模式。研究表明:柳园口灌区ET_0呈近年来处于稳定态势,整体略有下降,主要农作物受生长季节和生育周期的限制,棉花生育期需水量大于小麦,小麦的需水量大于玉米。结合黄河来水来沙分布情况,引导灌区适时使用引黄灌溉和井灌的灌溉模式,充分发挥有限水资源的最大效益。     

控制灌溉稻田CH_4排放的影响因子分析

为了揭示水稻控制灌溉对稻田CH4排放的影响机理,本文采用静态暗箱-气相色谱法对控制灌溉稻田CH4排放进行原位观测,同时观测土壤水分、表层土温和氧化还原电位(Eh)等影响因子,定量分析控制灌溉稻田CH4排放通量与影响因子间的关系。结果表明,控制灌溉稻田田表水层消失后的微弱脱水状态导致了CH4短暂的剧烈释放,CH4排放的峰值大多出现在土壤接近饱和状态(土壤充水孔隙率为99.0%~99.8%)时;控制灌溉稻田CH4排放通量与表层5cm土温之间无显著相关关系(p0.05);CH4的剧烈释放必须在土壤Eh下降到-100~-150mV,控制灌溉稻田不适宜CH4的产生;控制灌溉稻田CH4集中排放阶段(水稻移栽后21d内)的通量值与土壤Eh值呈极显著负指数相关关系(p0.001)。不同灌溉模式调控下的土壤水分状况是导致稻田CH4排放显著差异的主要因素。