节水灌溉稻田杂草群落多样性分析

为了明确节水灌溉稻田杂草种类、发生密度及其群落多样性,以常规灌溉为对照,在2013年研究了高邮灌区水稻控制灌溉对稻田杂草群落多样性的影响。结果表明:控制灌溉稻田杂草种类共有10科13种,常规灌溉则有9科11种,控制灌溉稻田杂草物种丰富度要高于常规灌溉;常规灌溉稻田杂草各生育期发生密度总体大于控制灌溉,且部分生育期差异显著;同时控制灌溉稻田杂草危害优势种少于常规灌溉;虽然不同灌溉模式下杂草Shannon-Wiener多样性指数随生育期变化不大且无显著差异,但控制灌溉稻田杂草Pielou均匀度在生育后期整体要大于常规灌溉,杂草群落相对稳定。由此可见,控制灌溉对稻田杂草密度和危害优势种具有一定的控制作用,可以有效地抑制部分杂草的爆发,对维护稻田杂草多样性及稻田生态平衡具有重要的意义。     

气候变化对水稻灌溉需水量影响研究

以昭通市水稻为研究对象,结合昭通市气象站点1951-2015年逐日气象资料,基于稻田水量平衡和MK检验方法,分析了昭通市气候变化特征及不同灌溉模式下稻田耗水和灌溉需水量的变化规律。结果表明:昭通市年日照时数和降雨量随时间序列显著减少,而年积温显著增加;不同灌溉模式下水稻需水量ETc和渗漏量均随时间序列显著减小,但节水灌溉能够有效地降低稻田耗水量,节水灌溉稻田耗水量较常规灌溉减少21.5%;昭通市近60年,在稻田耗水量和降雨量同步减少影响下,稻田灌溉需水量随时间序列呈微弱增加趋势,但节水灌溉模式能够有效地降低稻田灌溉需水量增加雨水利用量,节水灌溉稻田较常规灌溉稻田灌溉需水量减少57%,降雨利用量提高11%。因此,大力发展节水灌溉能够有效地降低气候变化对水稻生产带来的不利影响,促进昭通等地低纬高原特色农业可持续发展。     

稻田水量调控模拟计算及分析

蓄水调洪能力是稻田重要的生态功能之一,充分发挥稻田滞涝功能,对于节水灌溉、除涝减灾具有重要的意义。基于稻田水平衡模型,计算了1960-2015年常规灌溉、浅湿灌溉、浅湿调控灌溉模式下的各水平衡要素,探讨不同频率年及气象要素变化对灌溉量、蓄雨量等要素的影响,分析稻田不同灌溉模式的优势。研究结果表明,稻田能有效蓄存雨水减缓涝灾,雨水利用率在42.0%~98.7%,随降雨量增大灌溉需水量减小、稻田蓄雨量增大和雨水利用率减小的规律明显;稻田不同灌溉模式中,浅湿调控灌溉模式具有较好的节水、蓄雨效果,并给出相应的灌排调控规则,实际应用建议采用浅湿灌溉达到既节水又防洪的效果,该研究为稻田蓄雨减灾、灌溉管理提供理论依据。     

生物炭施用和灌溉模式对稻田土壤呼吸日变化的影响

为了揭示生物炭施用和灌溉模式对稻田土壤呼吸日变化的影响,基于田间试验,分析了不同生物炭施用量下节水灌溉(无水层灌溉)稻田土壤呼吸速率日变化特征,同时还分析了相同生物炭施用量下不同灌溉模式稻田土壤呼吸速率日变化特征。结果表明:分蘖期、拔节孕穗期、乳熟期稻田土壤呼吸速率日变化趋势均呈现多峰型特征;节水灌溉稻田土壤呼吸速率随着水稻生育期的推进表现出先增加后降低的特征。生物炭施用可以促进节水灌溉稻田土壤呼吸速率,高量生物炭的促进作用更明显。与对照相比,施用中量生物炭的节水灌溉稻田土壤呼吸速率日均值增大了2.85%～17.80%,施用高量生物炭的节水灌溉稻田土壤呼吸速率日均值增大了9.36%～30.58%。除了生物炭施用,灌溉模式对稻田土壤呼吸日变化也有一定影响。与淹灌模式相比,控灌模式促进了稻田土壤呼吸速率。控灌稻田土壤呼吸速率日均值较淹灌稻田增大了2.03%～62.61%。另外,各生育期控灌稻田土壤呼吸速率日变化幅度均大于淹灌稻田。研究结果旨在丰富水稻节水灌溉理论,同时为进一步实现稻田生态系统的固碳减排提供理论依据。     

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。     

水炭运筹下稻田痕量温室气体排放与水氮利用关系研究

为揭示寒地黑土稻田痕量温室气体的排放规律,以及稻田痕量温室气体排放与水分利用效率（WUE）及氮肥吸收利用率（NUE）间的关系,设置干湿交替灌溉和传统淹水灌溉2种水分管理模式,以及4个生物质炭施用量水平(0、2.5、12.5、25t/hm2),以传统淹水灌溉作为对比,应用15N示踪技术,研究水炭运筹下寒地黑土稻田甲烷和氧化亚氮排放的季节变化规律,明确稻作水氮利用与甲烷和氧化亚氮排放的关系,并计算温室气体的全球增温潜势（GWP）和排放强度（GHGI）。结果表明：生物质炭施用量相同时,传统淹水灌溉模式的甲烷排放通量显著高于干湿交替灌溉模式(P<0.05),而氧化亚氮排放通量均低于干湿交替灌溉模式。干湿交替灌溉模式的甲烷总排放量显著低于传统淹水灌溉模式(P<0.05),而氧化亚氮总排放量高于传统淹水灌溉模式,施加生物质炭对稻田甲烷、氧化亚氮减排效果显著;干湿交替灌溉模式下稻田痕量温室气体的GWP、GHGI显著低于传统淹水灌溉模式(P<0.05),施加生物质炭可以降低稻田痕量温室气体的GWP、GHGI。干湿交替灌溉模式的WUE显著高于传统淹水灌溉模式（P<0.05）,适量施入生物质炭可以增加WUE和氮肥整体、基肥、蘖肥、穗肥的NUE。两种灌溉模式稻田痕量温室气体的GWP和GHGI与WUE均呈显著负相关(P<0.05);两种灌溉模式稻田痕量温室气体的GWP、GHGI与氮肥整体、基肥、蘖肥、穗肥的NUE均呈显著或极显著负相关。     

沼液灌溉对稻田水环境影响分析

为了研究沼液灌溉对稻田水环境的影响,寻找安全的沼液施用量.本试验采用水稻盆栽试验,设置5个不同沼液灌溉量的处理,每个处理重复3次;在水稻生长期间共灌溉沼液9次,并在灌溉之后测定上覆水和下渗水的养分含量和重金属含量.试验研究发现,灌溉沼液期间稻田上覆水的养分含量均呈现先上升后下降的趋势,单季灌溉量为2250 mL·kg-1土的T4处理其养分含量明显高于对照处理,而各处理上覆水的重金属含量动态变化不明显;T4处理的稻田下渗水中养分含量在沼液灌溉后期急速上升,造成地下水环境富营养化的可能性增加.综合沼液灌溉对稻田上覆水和下渗水中养分和重金属含量的影响来看,沼液灌溉的安全施用量应控制在单季灌溉量为2250 mL·kg-1土的范围之内,使沼液灌溉对稻田水环境污染的可能性降低.     

聚乙烯管道灌溉系统在稻田中的应用

聚乙烯管道灌溉系统在稻田中的应用美国阿肯萨斯州的稻田农场主与灌溉专家佩潘（Ｐａｐａｎ）十分注意稻田的灌溉效益．１９８９年他开始向阶梯式灌溉法挑战，使用质轻、柔软的尼龙聚乙烯管道并配上滑动阀门装置。１９９１年秋天，佩潘用他独自的经验，第一次把聚乙烯管道...     

水稻间歇灌溉的节水增产机理研究

使稻田水分处于“薄水层─湿润─短暂落干”循环状态的水稻间歇灌溉是我国应推广的水稻节水灌溉技术之一。依据近三年来的试验研究,讨论了间歇灌溉的节水和增产机理,提出了着眼于提高降水利用率和降低渗漏量的稻田水管理模式及其注意事项;同时认为水稻间歇灌溉有利于提高氮素养分的利用率,从而促进水稻增产。     

低洼稻田水稻高产节水灌溉方式

我国南方目前有一亿多亩低洼渍害低产田,这些地方的稻田土质粘重,地下水位高,排水不畅,土壤过湿。进行排水是改良土壤、提高产量的重要措施,但针对这类稻田的特点,将排水与其他农业措施相配合,采用节水灌溉措施,对增产也有显著作用。中国水稻研究所在其试验农场(杭州市富阳县)进行了三年小区试验,并结合生产实践,提出了适合当地条件的节水高产灌溉方式。1987年在332亩稻田中实施,按此灌溉方式灌溉的稻田全年(双季)亩产达854公斤,比试验场     

广东稻田灌溉效益的时空变化分析

为合理进行稻田灌溉效益取值,对广东省不同地区32个样点46年的早稻、晚稻和双季稻的灌溉效益进行时空变化分析。结果发现:稻田灌溉效益在省内不同地区间大小差异悬殊,其变化与降雨量呈负相关关系,其中晚稻灌溉效益大于早稻,双季稻则介于两者之间;灌溉效益在多年时程中变化很大,其变异系数明显大于多年降雨量的变异系数,从多年灌溉效益的离散程度看,晚稻比早稻大,双季稻则比早稻和晚稻小;另外,灌溉效益在多年时程中的离散程度与平均相对减产量呈高度正相关关系,即平均相对减产量愈大,灌溉效益数值的离散度愈大。     

生物炭施用对节水灌溉稻田甲烷排放的影响

为了揭示生物炭施用对节水灌溉稻田甲烷排放的影响,基于田间试验,阐明了不同生物炭施用量条件下节水灌溉稻田甲烷排放通量及排放量变化规律,分析了生物炭施用对节水灌溉水稻产量及灌溉水分生产率的影响。结果表明,节水灌溉稻田CH_4排放集中在水稻生育前期(移栽后40 d之前),后期维持在较低水平。移栽后20 d之前,施用生物炭增加了节水灌溉稻田CH_4排放通量,之后降低了稻田CH_4排放通量。中量(20 t/hm2)与高量(40 t/hm2)生物炭施用量均减少了节水灌溉稻田稻季CH_4排放量,降低率分别为29.8%与6.3%。与此同时,生物炭施用后节水灌溉水稻产量增加9.3%~15.9%,灌溉水分生产率提高15.1%~15.9%。节水灌溉稻田施用生物炭在减少CH_4排放同时,能够实现节水增产。     

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N2 O浓度剖面分布的影响

为了揭示生物炭施用对节水灌溉稻田土壤N_2O产生及排放的影响,本研究基于田间试验及微电极技术,分析了节水灌溉稻田土壤N_2O浓度剖面分布对生物炭施用的响应。研究结果表明,在施肥后大部分时段,各处理稻田土壤N_2O浓度自表层至下层呈现降低—增加—降低的趋势,在施肥后初期或后期会有所不同。蘖肥施用后中量生物炭施用(20 t/hm~2)减少了节水灌溉稻田土壤剖面N_2O浓度,穗肥施用后则相反。高量生物炭施用(40 t/hm~2)增加了施肥后部分时段土壤剖面N_2O浓度。淹水灌溉稻田土壤不同深度N_2O浓度均显著高于控制灌溉稻田土壤。控制灌溉稻田N_2O排放增加主要与节水灌溉的无水层管理促进了土壤中产生的N_2O排放有关。研究结果可为更加全面评价节水灌溉稻田的环境效应,实现稻田水土资源的可持续利用提供科学依据。     

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...     

插秧稻田结合水稻旱种提高单井灌溉效益

<正> 在水资源奇缺的北方,为了适应稻田发展,生产优质大米的需要,华北、西北、东北不少省市都在推广“水稻旱种”。辽宁省北镇县窟窿台乡试用井灌插秧稻田(育苗)结合旱种稻田(直播),提高了单井灌溉效益,给“三北”地区井灌稻田又创了一条经验.辽宁省在一般情况下,一眼八时泵的深井能灌溉插秧稻田120～150亩,一眼六时泵的深井能灌溉80～100亩。育苗栽培水稻,插秧时间在五月十日至六月十日,旱种水稻从四月下     

不同灌溉模式寒地稻田CH_4和N_2O排放特征及增温潜势分析

【目的】寻求黑龙江省寒地稻田的适宜灌溉方式。【方法】采用静态箱-气相色谱田间观测的方法,设置控制灌溉、间歇灌溉和淹水灌溉3种灌溉方式,展开了对寒地水稻生长季CH_4和N_2O排放特征及其增温潜势方面的研究。【结果】(1)稻田CH_4排放主要集中在分蘖期、拔节孕穗期和抽穗开花期。与淹水灌溉相比,控制灌溉、间歇灌溉能显著减少CH_4排放量(P<0.01),其中控制灌溉减少56.29%,间歇灌溉减少26.59%。(2)土壤干湿交替的晒田期和施加穗肥7 d后是稻田N_2O排放的主要时期,返青期有明显的负排放现象发生。施加穗肥后,控制灌溉稻田N_2O排放首先达到排放高峰,比间歇灌溉和淹水灌溉提前了6 d。控制灌溉和间歇灌溉N_2O排放量与淹水灌溉相比分别增加了55.6%和56.0%。(3)淹水灌溉稻田CH_4排放量与5 cm土壤温度显著正相关(P<0.01),控制灌溉稻田N_2O排放量与15 cm土壤温度显著正相关(P<0.01)。不同深度土壤温度、气温对间歇灌溉稻田CH_4和N_2O排放均有显著影响。淹水灌溉CH_4和N_2O排放受土壤温度影响显著,其影响大小与不同灌溉方式有关。【结论】不同灌溉模式影响了寒地稻田CH_4和N_2O排放特征,控制灌溉既降低了增温潜势又增加了籽粒产量,是一种较优的灌溉模式。     

干湿循环作用下稻田地下水补给过程变化特征

【目的】探究节水灌溉模式条件下稻田地下水补给特征。【方法】采用定地下水埋深的蒸渗仪开展试验,分析节水灌溉干湿循环下稻田地下水补给量变化过程,研究地下水补给对节水灌溉稻田作物需水的贡献及对土壤水分的调节作用。【结果】控制灌溉稻田地下水补给过程频繁,当稻田干湿循环过程中土壤水分降至一定限度时,稻田地下水补给量在复水后(灌水或降雨)1 d内出现峰值,稻季共出现16次峰值。控制灌溉稻田稻季地下水补给量达253.98mm,约占水稻需水量的51.1%。稻田干湿循环中,在稻田地下水补给与土壤水入渗的综合作用下,30 cm深度以下土壤含水率保持稳定,0～30 cm深度土壤含水率总体呈下降趋势。【结论】节水灌溉干湿循环下稻田地下水补给量显著增加,有效补给了水稻需水。浅地下水埋深条件下,稻田地下水补给过程直接影响水稻根区土壤水分变化。     

基于专家系统的南通地区稻田自动灌溉系统应用

为实现水稻灌溉节水,研究了一套安全可靠,操作简便,便于推广应用的稻田全自动化智能灌溉系统。该系统根据水稻高产、节水灌溉理论和稻田土壤水分与稻田地下水埋深关系,运用电子智能控制技术,实现水稻全生育期的自动化智能灌溉。     

秸秆还田对节水灌溉稻田土壤有机碳 及其组分的影响

为探求秸秆还田对节水灌溉稻田土壤有机碳及其组分含量的影响,在太湖流域开展田间试验。试验采取常规灌溉(F)、控制灌溉(C)2种水分处理形式,与常规肥(F)、秸秆还田(S)2种施肥管理方式相结合,分析了不同水碳管理模式下的稻田土壤有机碳和土壤活性有机碳的季节变化规律及其含量之间的相关性。结果表明:控制灌溉加速了土壤有机碳分解,而与秸秆还田的结合促进了稻田土壤有机碳的累积。不同肥料管理条件下,控制灌溉稻田稻季土壤有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、土壤微生物量碳(SMBC)均值分别较常规灌溉稻田降低10%、1.8%、7.9%。控制灌溉与秸秆还田联合管理(CS)和常规水肥管理稻田(FF)相比,TOC、SMBC分别提高了10.4%和15.3%。不同水碳管理模式下的稻田土壤DOC与TOC、SMBC与TOC之间均呈极显著正相关关系。节水灌溉稻田中施加秸秆有利于提高稻田土壤有机碳含量,改善土壤活性碳组分。