三种新的节水灌溉技术

一、污水喷灌技术 利用污水喷灌是将污水处理与农业用水结合起来的一种污水处理方式,同时又是一种开源节流的灌溉方式。喷灌净化污水,就是将污水喷洒在田里,利用土壤、微生物和作物来分解污水中的一些成分,并使部分水蒸气散到大气中,部分水经土壤净化后渗透泄出再利用。     

灌溉方式对石嘴山地区土壤盐渍化程度的影响

在宁夏石嘴山地区漫灌、喷灌、滴灌农田分别采集0～20、21～40、41～60、61～80、81～100 cm土层土壤样品,分析3种灌溉方式对土壤盐渍化程度的影响。结果表明：(1)漫灌和喷灌下不同土层盐分质量比均值的变化趋势基本一致,喷灌下表层土壤脱盐和下层土壤积盐现象明显,滴灌下土壤盐分表聚现象明显。(2)石嘴山地区(除平罗县外)现有耕地发生不同程度盐渍化的面积为542.47 km²,占耕地总面积的52.33%,根据土壤盐渍化分级标准,漫灌下土壤无盐渍化,喷灌、滴灌下土壤均为轻度盐渍化。(3)喷灌和滴灌对土壤中阴、阳离子质量比的影响明显,漫灌基本无影响,其中SO₄^2-、Na⁺质量比受灌溉方式的影响显著。     

灌溉与生物质炭对土壤硝化反硝化功能微生物的影响

为研究不同灌溉方式下生物质炭添加对土壤硝化及反硝化微生物的调控效应，本研究采用田间小区试验，通过在不同灌溉方式下（常规地表漫灌、滴灌、喷灌和微喷灌）添加不同量生物质炭（0、10、20 t·hm^-2），结合实时荧光定量PCR技术，研究了灌溉方式与生物质炭对华北地区冬小麦拔节期土壤硝化及反硝化微生物相关功能基因的影响。结果表明：与漫灌相比，滴灌、喷灌、微喷灌显著降低了土壤NH₄⁺-N含量，降幅分别为49.30%~68.25%、30.22%~57.19%和43.63%~56.83%（P<0.05），但在一定程度上增加了土壤NO₃^--N含量，增幅分别为5.14%~62.39%、0~173.50%和0~87.90%。由于滴灌、喷灌、微喷灌等节水灌溉方式的灌水量远低于常规漫灌方式（约为漫灌灌水量的50%），因而会产生有利于硝化反应而抑制反硝化反应的环境，增加土壤硝化微生物功能基因AOA-amoA和AOB-amoA的基因丰度，且均表现为微喷灌>喷灌>滴灌>漫灌。同时，在各灌溉方式下，添加生物质炭可增加AOA-amoA和AOB-amoA的基因丰度，这可能主要归因于生物质炭发达的孔隙结构和良好的水肥吸附能力。与漫灌相比，滴灌、喷灌、微喷灌均降低了土壤反硝化微生物nosZ基因丰度。但在各灌溉方式下，添加生物质炭，尤其是高量生物质炭（20 t·hm^-2）可提高反硝化微生物nosZ基因丰度，从而降低土壤反硝化过程的N₂O损失风险。综上所述，节水灌溉方式与生物质炭互作可促进拔节期土壤硝化作用，并通过影响反硝化微生物活动调节土壤反硝化过程，微喷灌方式下添加20 t·hm^-2生物质炭可有效促进小麦对氮素的吸收利用。     

灌溉方式对土壤中水分运动影响的模拟研究

在温室生产中,作物需要的水分主要依靠滴灌和喷灌方式供给,为了解在不同灌溉方式下土壤中水分运动的规律,以Navier-Stokes方程为框架、运用CFX流体动力学分析软件对滴灌和喷灌方式下水分运动情况进行了三维稳态模拟,模拟中设单位时间内供水量相同.模拟结果显示:灌溉方式对土壤中水分运动和分布有重要作用.在滴灌下,水分主要集中在作物根系区域,水分利用效率高.土壤水分呈近球状分布,随着灌溉时间的增加,球形边界逐渐模糊并向土壤深层延伸.在喷灌下,土壤水分一层层向下渗透,水分含量呈从上往下逐步递减,在每一层中的水分含量相对均一,在相同灌溉量下水分接触土壤量比滴灌时少.     

污水灌溉技术在贫水地区的应用

水资源危机是当前世界发展亟待解决的问题之一。利用污水进行污水回灌不仅是一种低能耗、低费用的污水处理方式,而且也是促使水资源可持续利用的有效举措之一。基于此,首先简单介绍了污水灌溉技术的发展现状,其次介绍了污水灌溉技术在贫水地区农业灌溉、绿地灌溉以及地下水回灌的应用。     

不同处理梯度污水对细菌群落和酶活性的影响

为寻求适合农村生活污水资源化利用的污水处理梯度,采用室内盆栽试验,设计生活污水原水、厌氧出水、接触氧化出水和尾水等4种污水处理梯度对茭白和水稻进行灌溉,研究不同处理梯度的生活污水对土壤细菌群落结构和酶活性的影响。结果表明:不同处理梯度的污水灌溉对土壤细菌群落多样性影响不显著,减少施肥有利于细菌群落多样性的增加;污水灌溉对土壤细菌门水平上的优势种影响较大,污水处理梯度与变形菌门具有正相关关系,与对照(清水)相比,土壤中放线菌门相对丰度提高16.74%～95.90%,酸杆菌门相对丰度降低9.57%～47.38%;污水灌溉对碱性磷酸酶和蔗糖酶活性具有促进作用,提高率为11.67%～55.60%和11.36%～156.66%;不施肥土壤中脲酶活性提高10.45%～25.88%,施肥土壤中接触氧化出水使脲酶活性降低25.84%,其他处理对施肥土壤脲酶活性无显著影响;在同一灌溉条件下,减少施肥有利于土壤酶活性提高。研究表明,肥料对土壤细菌群落结构和酶活性具有显著影响,不同处理梯度污水对土壤细菌多样性无显著性影响,但显著影响了土壤酶活性和细菌在门水平优势种的相对丰度。     

喷灌种类及用途

<正>喷灌技术是通过特有机械设备将水喷射到低空,经雾化后均匀降落到地表的一种灌溉方式。喷灌比传统地面灌溉可减少灌溉定额30%～50%。     

不同灌溉方式对玉米生物量的影响

[目的]为了研究节水灌溉方式对玉米产量及构成的影响。[方法]2012年在武威荒漠生态与农业气象试验站设计了滴灌、喷灌、漫灌大田试验,并调查玉米整个生育期内的作物生长高度、叶面积指数、株子粒重等指标。[结果]滴灌条件下生物量高于喷灌和漫灌,拔节时差异最明显,滴灌比喷灌重48%、比漫灌重109%;滴灌叶面积指数最高,喷灌次之;在成熟期,滴灌、喷灌株高均较漫灌高22 cm;滴灌和喷灌百粒重分别重于漫灌11.88%、9.95%;滴灌、喷灌株子粒重分别重于漫灌24.8%、21.1%;滴灌理论产量大于喷灌22.59%,大于漫灌35.62%,喷灌大于漫灌10.63%;滴灌实际产量大于喷灌1.68%,大于漫灌6.52%,喷灌大于漫灌4.76%。[结论]3种灌溉技术条件下,滴灌效果最好,喷灌次之。     

水生植物净化水质的机理及其应用方式研究进展

综述了水生植物在污水处理中的应用及其净化水质的机理。以及利用水生植物营造的净化塘、人工湿地系统、水域浮床技术和根际过滤技术等方式净化污水的研究进展。     

新型污水灌溉渠道的设计及除氮效果分析

针对用来灌溉的污水中氮元素含量过高的特点,通过对现有灌溉渠道的改造,设计了一种新型污水灌溉渠道。该设计利用土壤的渗透及干湿交替原理、氮元素运移与转化规律,通过硝化与反硝化反应、沸石与土壤的吸附作用等原理来降低灌溉用污水中的氮含量。同时,为验证新型污水灌渠的净化效率,进行了数值模拟。结果表明:该设计渠道流量满足灌溉需求,且对污水中氮含量的去除具有明显效果,同时具有改造成本低、施工简单方便的优点。     

不同灌溉方式对食用百合生长发育的影响

[目的]基于补灌水公式及大田水量平衡原理下,研究大田栽培食用百合的需水量、需水规律,探索适宜于食用百合的灌溉方式.[方法]通过实时监测土壤含水率,运用补灌水公式获得不同灌溉方式下的灌水量,结合水量平衡方程计算百合的需水量,得出百合各全生育期内科学量化的灌溉指标和适宜需水规律,确定最佳灌溉方式.[结果]各处理生育期需水规律均呈现“低-高-低”的变化趋势,需水强度随生育期推移逐渐增大,食用百合全生育期内的需水量由高到低依次为:沟灌(383 mm)、喷灌(322 mm)、滴灌(280 mm).采用喷灌植株下部土壤地温高,土壤温度变化较小,百合出苗快,喷灌模式优于滴灌和沟灌.在喷灌条件下,百合种球的平均茎围分别较沟灌和滴灌提高了3.7;和2.6;,平均鲜重分别较沟灌和滴灌提高了14.2;和7.2;,平均干重分别较沟灌和滴灌提高了24.9;和12.4;.不同灌溉方式下,采用喷灌方式灌溉,食用百合单产(鲜重)最高,达到1 362 kg/667 m2,较沟灌和滴灌提高了35.7;和13.4;.[结论]通过对食用百合株高、茎粗、单产量及灌水量等指标的综合分析比较发现,不同灌溉方式中喷灌方式能显著提高水分利用效率,提高食用百合的茎围、单球重等品质指标及亩产量,是一种高效的灌溉方式.     

农村分户污水处理中新型人工湿地“凹岛系统”的设计研究

目前部分农村污水地下管网依然不完善,仍有村民环保意识不强,导致部分农村生活污水未被处理进入土壤、河流,一定程度上破坏了当地生态环境。为解决农村分户污水处理难题,在通过问卷调查、实地考察、专家访谈等开展调研的基础上,设计出一套农村分户式新型人工湿地“凹岛”系统模型,能有效解决农村分户生活污水排放净化处理问题,助力生态文明建设。     

不同灌溉方式对玉米生物量的影响

[目的]为了研究节水灌溉方式对玉米产量及构成的影响。[方法]2012年在武威荒漠生态与农业气象试验站设计了滴灌、喷灌、漫灌大田试验,并调查玉米整个生育期内的作物生长高度、叶面积指数、株子粒重等指标。[结果]滴灌条件下生物量高于喷灌和漫灌,拔节时差异最明显,滴灌比喷灌重48％、比漫灌重109％;滴灌叶面积指数最高,喷灌次之;在成熟期,滴灌、喷灌株高均较漫灌高22em;滴灌和喷灌百粒重分别重于漫灌11．88％、9．95％;滴灌、喷灌株子粒重分别重于漫灌24．8％、21．1％;滴灌理论产量大于喷灌22．59％,大于漫灌35．62％,喷灌大于漫灌10．63％;滴灌实际产量大于喷灌1．68％,大于漫灌6．52％,喷灌大于漫灌4．76％。[结论]3种灌溉技术条件下,滴灌效果最好,喷灌次之。     

不同灌溉方式对苜蓿土壤水分与灌溉水利用效率的影响

【目的】研究西北干旱半干旱地区苜蓿种植适宜的灌溉方式。【方法】设计滚移式喷灌W₁、指针式喷灌W₂、浅埋滴灌W₃3种灌溉方法,并对比研究各种灌水方法对土地水分和紫花苜蓿产量以及灌溉用水效率等的定量影响。【结果】浅埋滴灌处理在苜蓿生长期内0～100 cm土壤含水量都显著高于滚移式喷灌处理和指针式喷灌处理(P<0.05),浅埋滴灌能够有效提高土壤水分含量。浅埋滴灌四茬总产量为15 094.10 kg/hm²,较滚移式喷灌和指针式喷灌提高了7.15%、6.67%。四茬平均灌溉水利用效率提高了40.59%、41.29%。浅埋滴灌的纯利润为6 263.56元/hm²,较滚移式喷灌、指针式喷灌分别提高了37.86%、34.69%。【结论】浅埋滴灌可以明显改善土壤水分状况,提高紫花苜蓿产量和灌溉水利用效率,增加种植紫花苜蓿的利润,水资源短缺地区选用浅埋滴灌作为灌溉方式。     

不同净化植物组成的污水漫流净化系统净化能力的研究

论述了由草芦、芦苇、羊茅和自然生杂草组成的污水漫流净化系统对炼油化工污水的净化能力，结果表明，污水在系统内停留2-3小时，年平均有33.6%-49.9%的污染物被净化去除，说明漫流污水处理是一种较好的污水处理方法，处理效果夏秋季节明显好于冬春季节，为了确保全年达标排放和增加系统抗水质变化的冲击能力，多级小区串联是十分必要的，草芦对漫流小区的净化能力明显高于其它净化植物，是小区首选的净化植物。     

农村生活污水处理与利用的简易模式初探

针对目前农村生活污水处理设施普遍存在建造成本高、运行维护难度大、难以在农村地区推广普及等问题,在此提出了一种农村生活污水处理的简易模式,该模式由化粪池沉淀、厌氧消化、简易过滤器净化及还田利用四部分组成,该简易模式示范工程的浅层地下水样COD值达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级标准.这个构建的农村生活污染处理简易模式实现了生活污水就地处理和资源化利用,可作为当前农村生活污水处理的过渡模式,在污水收集及处理系统还没有遍及的农村地区应用推广.     

农村分户污水处理现状调查及新型人工湿地“凹岛”系统的设计

目前，部分农村污水地下管网不完善，导致部分农村生活污水未被处理而污染生态环境。为解决农村分户污水处理难题，在开展文献调查、问卷调查和实地调查的基础上，设计出一套农村分户式新型人工湿地“凹岛”系统模型，能有效进行农村分户生活污水净化处理，助力生态文明建设。     

我国节水灌溉的现状与分析

分析了从传统漫灌到喷灌以及微灌等国内农业灌溉各种方式的主要特点,并结合我国各个地区的实际情况,找到适合于我国各个地区的一种灌溉方式,做到某一种灌溉方式能与该地区环境相协调、相适应,从而发挥某种灌溉方式的优势特点,达到更好的生产效益和节水灌溉的目的.     

葡萄水肥一体化关键技术及应用效果

正水肥一体化技术作为一种新型的农业新技术,在农业生产中具有广阔的推广空间。一、关键技术(一)灌溉系统目前,水肥一体化技术发展渐趋成熟。灌溉方式主要有喷灌、微(滴)灌等方式,也是目前主要的节水灌溉方式。喷灌主要是用对灌溉管道进行打孔,借助水压将水形成小水滴,洒在植物表面以供给植物所需水分的灌溉方式。喷灌技术是目前较易     

不同灌溉方式对紫花苜蓿产量及田间杂草发生的影响

[目的]研究不同灌溉方式对紫花苜蓿刈割草地产量及杂草危害发生的影响.[方法]通过统计监测不同灌溉方式下1～3年生紫花苜蓿(Medicago sativaL)刈割草地产量、灌溉水田间运动分布,以及杂草危害面积的扩展变化.[结果]在地下滴灌方式下,灌溉水以滴头为中心在土壤中以类似椭球体向四外扩散.地表0～5 cm土壤水分含量低且变化不明显,杂草群落呈星点状分布.喷灌、漫灌灌溉水以地表为基线逐层下渗扩散,灌后地表0～5 cm土壤含水量由高到低变化明显,杂草群落以团块状不均匀分布.地下滴管和喷灌两年收获草产量合计分别为37 905和34 410 kg/hm2.较漫灌增产分别达到24.6;和13.11;.地下滴灌、喷灌、漫灌3年生苜蓿田杂草危害面积分别占栽培总面积的2.31;、8.68;和5.43;,是2年生苜蓿田杂草危害面积的1.26、3.71和2.64倍.[结论]地下滴管作为节水灌溉技术能够降低杂草危害的发生并有效增产.