太行山山前平原主要农作物蒸散量估算方法比较

利用中国科学院栾城农业生态系统试验站1996、1997年气象数据,采用参考作物法和α比值法求得小麦、玉米蒸散量,并与同期大型称重式蒸渗仪监测的小麦、玉米蒸散量进行了比较。结果表明,2种方法估算小麦需水量误差较小。在估算玉米需水量时,丰水年α比值法结果偏低,枯水年参考作物法估算结果偏高。为准确估算作物需水量,建议在确定作物系数时应该尽量采用长系列观测数据分别确定不同年型的作物系数或耗水特征系数,或者采用误差较小的估算方法。     

河南省主要农作物灌溉用水定额分析

针对河南省现状灌溉用水情况,在大量调研资料的基础上通过回归分析模型计算得出不同灌溉分区及全省平偏枯年份主要作物灌溉用水基准定额和调节系数,进而确定了不同灌溉条件下各作物的灌溉用水定额。结果为现阶段河南省农业灌溉实施"总量控制、定额管理"提供了决策指导。     

基于LSTM神经网络的智能灌溉系统设计与试验

针对我国现阶段农业生产效率低,农业用水浪费严重现象,设计一套基于LSTM神经网络的智能灌溉系统。系统以树莓派为下位机控制器,阿里云服务器为上位机。利用灰色关联分析法确定平均气温、太阳辐射、日照时数、平均风速、相对湿度、气压与作物需水量间的关联度系数分别为0.636 52、0.510 42、0.444 56、0.440 29、0.343 50、0.287 87,从中选取关联系数较大的气象因素作为LSTM预测模型的特征输入向量,作物需水量为输出向量,构建LSTM神经网络预测模型,并为系统开发了相应的物联网平台与移动端平台,实现数据可视化及开关远程控制功能。结果表明预测模型拟合系数R²等于0.987 2,且残差相对稳定,预测精度较高。在实际灌溉试验中模型预测平均绝对误差为3.02%,系统运行稳定,智能化程度较高,为农业现代化发展提供一定参考。     

砂石覆盖条件下冬小麦蒸散量的单、双作物系数法估算

农田蒸散(ETc)是农业系统能量平衡和水分平衡的关键要素,砂石覆盖条件下ETc的估算对于评价砂石覆盖对农田作物的影响非常重要。为准确估算砂石覆盖条件下冬小麦ETc,在陕西杨凌建立了遮雨棚下的蒸渗仪动态观测系统。利用FAO-56的Penman-Monteith(PM)模型和单、双作物系数法对冬小麦ETc进行估算,并基于两年度不同砂石覆盖量下冬小麦实测ETc数据,对单、双作物系数法进行改进和修正,得到适用于砂石覆盖条件下单、双作物系数与砂石覆盖量的关系。结果表明:(1)冬小麦不同生长阶段的单作物系数与砂石覆盖量具有很好的线性关系,进一步结合估算的参考作物腾发量(ET0)计算,能很好地模拟两年度不同砂石覆盖量下的冬小麦ETc。(2)基于冬小麦实测ETc对双作物系数进行修正,可得到其修正系数A与砂石覆盖量之间的线性关系,进一步结合ET0可准确估算两年度不同砂石覆盖量下的冬小麦各生长阶段ETc。(3)不同砂石覆盖量下,双作物系数法比单作物系数法和PM模型估算冬小麦ETc的精度更高。总体上,单、双作物系数法在估算砂石覆盖条件下的冬小麦ETc中仍有一定的适用性,但需经实测数据进行修正。     

贵州地区主要作物需水规律与作物系数的研究

为了明确西南地区主要作物的需水规律和作物系数,根据贵州省修文县中心试验站2012年水稻、冬小麦、玉米、油菜和烤烟的田间试验资料,依据田间水量平衡方程和FAO-56Penman-Monteith公式计算出贵州地区主要作物需水量以及参考作物需水量,并对主要作物在不同灌溉模式下的需水规律和作物系数进行了研究。试验结果得出,贵州地区的水稻、玉米、冬小麦、油菜和烤烟在充分灌水条件下全生育期的作物系数分别为1.47、0.97、1.39、1.06和0.97,且各种节水灌溉模式均具有一定的节水效果,各处理条件下的玉米、冬小麦和烤烟的需水规律较一致,抽雄期、拔节抽穗期和旺长期分别是玉米、冬小麦和烤烟的生长旺盛期,需水量分别达70.42~96.14、90.7~97.4和182.49~238.34mm,而水稻和油菜的需水规律受灌溉模式的不同有所影响。研究结果以期为贵州地区农业节水灌溉和灌区水资源配置提供一定的科学依据。     

蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树耗水特性及作物系数的试验研究

以三年生矮砧红富士为试验材料,利用水量平衡方程和彭曼-蒙特斯公式(Penman-Monteith)计算幼龄苹果树全生育期的实际耗水量和参考作物蒸发蒸腾量,探明了蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树的耗水特性及作物系数变化规律。结果表明:1CK、T_2、T_3处理全生育期耗水量差异不大,分别为327.40、322.60和314.10mm;T_1处理最小为296.40mm。生育期内各处理耗水量均呈中间大,两头小的"纺锤形"分布,生育中期(7-9月)的耗水模数为69.43%~75.44%,此阶段是幼龄苹果树的需水关键期。2CK、T_2、T_3处理幼树作物系数全生育期内呈双峰分布,初始生育期缓慢增长;花芽分化期,略有下降;快速生育期,作物系数持续增长并在生育中期达到峰值;成熟期,作物系数迅速减小;T1处理幼树作物系数全生育期内呈单峰分布,除7月外,其余时期都小于其他处理;不同处理幼树作物系数均在9月达到峰值。3蓄水坑灌比地面灌溉具有更强的蓄水保墒能力。     

不同作物需水特性的比较研究

分析了供应作物水分的来源与农田水分的输出,从作物的田间需水量、地表蒸发量、对雨水的利用、田间灌水量等方面综述了果树与其他作物的差异.提出果树是调整种植结构、发展节水型农业的良好选择.     

东北地区春玉米作物系数时空分布特征研究

基于东北地区1951—2018年107个气象站点的气象资料和春玉米观测资料,利用不同作物系数修正公式,对作物系数模型计算的春玉米作物系数进行了验证,并利用空间插值法对全生育期及各生长阶段作物系数年际变化趋势和空间分布特征进行了分析。结果表明：考虑风速、湿度影响的单作物系数法对春玉米生育初期作物系数的模拟效果最好（R2=0.65）。东北地区全生育期春玉米作物系数在0.756~0.815范围内变化,在空间分布上,高值区主要分布在东北地区西部,低值区主要分布于黑龙江省北部的局部地区和辽宁省的东南部。不同生育阶段的作物系数,在生育中期最大,快速生长期次之,生育初期和末期总体较小。近70年东北地区春玉米全生育期作物系数年际变化呈显著下降趋势（R2=0.38）,作物系数倾向率达到-0.004/（10a）。在各个生育阶段,作物系数年际变化均呈下降趋势,黑龙江省下降最为明显,吉林省和内蒙古自治区东部次之,辽宁省变化不明显。东北地区绝大部分站点作物系数基本呈下降趋势,呈下降趋势和显著下降趋势的站点占比分别达到92.5%、64.5%。就不同生育阶段而言,快速生长期下降趋势最为明显（呈显著下降趋势站点占比为46.7%）;在生育中期及末期,下降趋势也较为明显（呈显著下降趋势站点占比分别为41.1%和34.6%）,在生育初期下降趋势不显著。     

陕西关中地区温室枣树作物系数试验研究

根据2009年度西北农林科技大学旱区农业水土工程重点实验室的温室枣树试验资料,使用PenmanMonteith公式计算出枣树生育期内参考作物蒸发蒸腾量,求得充分供水条件下温室枣树全生育期作物需水量为394.9mm,计算出了关中地区温室枣树全生育期的作物系数为0.90,各生育期的作物系数分别为萌芽展叶期0.63,开花坐果期0.95,果实膨大期1.01,果实成熟期0.87。建立了作物系数与萌芽后天数的二次曲线函数关系。以期为建立关中地区枣树的高效节水灌溉模式提供理论基础。     

保护性耕作条件下旱地作物水分生态适应性-基于高温伏旱区

以高温伏旱区麦/玉/薯三熟为对象,研究了不同保护性耕作下旱地作物实际耗水量、需水量、作物系数和水分生态适应性.结果表明:不同保护性耕作明显降低作物耗水量、需水量和作物系数,增强了作物水分生态适应性能力,其效果顺序为:RSD＞TSD＞RS＞TS＞R＞T(CK),处理RSD使作物水分生态适应性指数增强了6 47%.研究结果显示,高温伏旱区三熟制在平水年中,保护性耕作增强了作物生态适应性.     

密云水库小流域非点源污染负荷估算研究

采用Johnes输出系数法以及SCS径流曲线和通用土壤流失方程估算法,对密云土门西沟小流域非点源污染负荷进行估算。结果表明,土门西沟小流域内附着态污染负荷的输出量是溶解态污染物输出量的3倍多,而附着态污染物输出量的大小主要由土壤侵蚀量决定,因此,控制流域内非点源污染的关键是加强该区的水土保持防治工作。Johnes输出系数法可用于观测资料比较缺乏的流域,而SCS径流曲线和通用土壤流失方程估算法除了可以估算总氮、总磷的含量外,还能分别估算出溶解态氮、磷和附着态氮、磷的量,使得防治非点源污染的措施可以更加有针对性。     

丘陵区稻田氮磷面源污染生态治理技术试验研究

针对丘陵区稻田排放的氮磷面源污染,在田间试验基础上,系统地分析了不同水生经济作物(茭白、莲藕、荸荠)、不同湿地配置比例(1∶5、1∶10、1∶20)对其的净化效果。综合2年的试验结果,针对丘陵区稻田氮磷面源污染,研究提出了适宜的生态治理技术模式,即构建1∶20配置比例的茭白湿地系统。     

河南省氮素农业面源污染风险评价与关键管控区识别

农业面源污染是我国水环境保护面临的重要问题,风险评价对于农业面源污染防治具有重要意义。本研究以河南省为研究区域,采用层次分析法的分级赋值方法,基于熵值法和专家打分确定各影响因子权重,构建河南省氮素农业面源污染风险多因子综合评价模型,计算河南省氮素农业面源污染风险指数并在流域尺度上进行验证,划分氮素农业面源污染的风险等级并识别关键管控区。结果表明：种植源、养殖源和生活源分别贡献河南省31.52%、38.47%和30.01%的氮素流失负荷,流失负荷呈现为西低,中、东部高的特点。河南省有39 429 km²的区域存在中风险,约占河南省总面积的23.61%,有17 318 km²的区域存在高风险,约占总面积的10.37%;划定距河流2 km以内的中、高风险区为一般管控区和重点管控区,面积分别为10 982 km²和9 285 km²。通过与同期水质自动监测数据进行相关分析,决定系数为0.82,表明模型模拟结果具有较高的精准度。综合结果表明,建立的多因子综合评价模型具有科学性和准确性,可用于氮素农业面源污染风...     

改进的输出系数模型在缺资料地区面源综合评价

【目的】解决缺资料地区面源污染精确定量评估问题,以期为缺资料地区水环境治理提供理论依据。【方法】提出了一个综合考虑降雨和地形影响的改进的输出系数模型,并通过借助ArcGIS和等标污染负荷法,选取农村生活污水、农田地表径流、畜禽养殖、城镇地表径流、城镇生活污水和工业污染6大污染源和TN、TP 2大污染物对渠县境内流域农业面源污染进行了估算。【结果】研究区主要污染为面源污染;其TN、TP输出负荷分别为503.84、53.85 t/a,且空间分布基本一致;居民生活污水为主要污染来源占总污染的49.39%;涌兴镇、三汇镇为研究区重点治理乡镇。改进后的输出系数模型验证结果显示TN、TP的相对误差分别为10.87%和13.86%,模型结果验证良好。【结论】改进后的模型适用于缺资料地区面源综合评价。     

大王滩水库饮用水水源地现状及防护对策

大王滩水库2008年列为南宁市水源地,2010年在6个监测断面的枯水期、平水期和丰水期进行水质监测,水库水中的总磷、总氮超标较为严重,主要是由于库区工业废水渗漏、生活污水直接排入库区和养殖污染、农业面源、旅游污染、库岸垃圾污染以及相关管理措施欠完善等原因导致的。为确保大王滩水库饮用水水质,提出做好水源地隔离防护和工业废水、生活污水处理措施,重点进行养殖污染、农业面源、旅游污染、库岸垃圾污染整治,以保护好大王滩水库饮用水水源地。     

清水河流域农业非点源污染模拟及特征分析

为探讨冬奥核心区所在的清水河流域农业非点源污染特征,利用SWAT模型对清水河流域进行污染模拟及特征分析.通过前期对流域内河流水质监测和评价分析可知,该流域农业非点源是重要污染来源,且降雨和径流会对水质影响较大.借助ArcGIS平台构建清水河流域SWAT非点源污染模型,并利用实测径流数据对模型进行了率定和验证,结果表明S...     

北运河流域非点源氮磷污染模拟分析及灌溉模式优化

为了减轻北运河流域农田灌溉引起的非点源污染,探索良性农田管理模式,选取北运河流域武清区为研究对象,采用改进的SWAT模型模拟不同灌溉方案下武清区地表径流非点源氮磷污染。结果表明：同一灌溉定额下,随着污灌次数的增加,流域水体内氮磷负荷总量呈先降后升的趋势;在所制定的灌溉情景中,冬小麦越冬、拔节期和夏玉米抽雄期进行污灌,其...     

农业面源污染全过程防治策略初探

农业面源污染是造成河道水质恶化的最主要因素。目前,国内外针对农业面源污染防治的实践主要集中在立法、管理和源头控制等方面,对流失过程中防治措施则停留在理论研究和小范围实验阶段,实践较少。文章基于前人研究和实践,提出了在源头控制的基础上,根据面源污染流失的过程分别采取生态田埂、生态沟渠、池塘系统和滨水植被缓冲带等措施进行层层削减,以达到全过程控制农业面源污染的的防治策略。同时根据各项措施的实际情况,分析了策略的适用性和局限性。     

节水防污型农田水利系统方案设计及应用研究

鉴于我国传统的灌排模式及粗放型水稻种植方式,未经任何处理的稻田排水携带高浓度氮磷元素直接排入下游,引起水质恶化,造成水稻灌区严重的农业面源污染。基于农业面源污染的研究现状,构建了由田间水肥综合调控-田间草沟-湿地-骨干生态沟"四道防线"组成的净化农田排水的节水防污型农田水利系统,为验证该系统的净化效果,在广西桂林市青狮潭灌区及桂林灌溉试验中心站开展对比试验研究。试验表明,氮磷排放负荷指标沿程逐级下降,通过"四道防线"后,总氮、铵态氮、总磷负荷分别削减了70.4%、83.5%、61.0%,净化效果明显。研究内容不仅丰富了农业面源污染治理的控制方法和管理措施,也对我国南方水稻灌区面源污染治理具有现实意义。     

浅谈畜禽粪污堆肥发酵技术及装备

当前畜禽粪污是造成农业面源污染的重要原因，其中畜禽粪便中的氮磷钾资源含量占同期化肥消耗量的比例较高，具备较好的代替化肥的潜力。结合现状种养结合是解决畜禽粪便污染问题的理想方案，通过全量还田和堆肥还田结合的处理方式，能加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化，有效治理好农业面源污和改善人居环境。