水氮因子耦合对日光温室基质栽培番茄品质、产量及水氮利用率的影响

为探究日光温室基质栽培番茄适宜的水、氮管理模式,以STP-F318番茄为试材,磷、钾肥施用量固定,在生育期内设置3个滴灌水平(W1～W3分别为4 646.25 mm/hm~2、3 097.50 mm/hm~2、1 548.75 mm/hm~2)和6个氮肥梯度(F1～F6分别为572.42 kg/hm~2、542.30 kg/hm~2、512.17 kg/hm~2、482.04 kg/hm~2、451.91 kg/hm~2、0 kg/hm~2),以常规农户土栽水、氮管理(7 650.00 mm/hm~2、600.00 kg/hm~2)为对照(CK),探讨了水肥一体化条件下水氮耦合对日光温室基质栽培番茄的光合特性、品质和产量等影响。结果表明:适宜的水氮耦合能显著提高叶片SPAD值和净光合速率,其中SPAD值以W1F4处理最大,为44.83; W1F2处理净光合速率最大,为16.69μmol/s~2·m。同时,各处理显著改善番茄果实品质,Vc含量以W1F3处理最高,为30.46 mg/100 g FW,较CK增加17. 61%,与其他处理间差异显著。番茄红素含量与Vc含量变化趋势一致,为5. 21～7. 80mg/100 g FW。有机酸含量较CK有降低的趋势。W3F2、W1F1和W1F3处理糖酸比分别为8.25、8.26、8.85,口感较佳。产量以W1F2处理最高,为170 985.48 kg/hm~2,较CK增产27.73%。氮肥农学利用率(NAE)与水分利用率(WUE)分别以W1F4、W3F4处理为最高,为87.34%、96.64 kg/mm·hm~2。综合分析认为,水氮耦合利于改善番茄品质,提高番茄产量和水氮利用率,生育期内滴灌4 646.25 mm/hm~2、追施氮肥542.30 kg/hm~2是基质栽培番茄较为理想的水氮管理模式。     

水氮耦合对膜下滴灌棉花生长及产量的影响

【目的】研究水氮耦合对新疆北疆石河子地区膜下滴灌棉花生长和产量的影响。【方法】通过桶栽试验,结合当地棉花品种农丰133号为试验材料,在滴灌条件下进行水氮两因素三水平完全处理。灌溉设置三个水平:4 350、5 250、6 150 m~3/hm~2(分别标记为W1、W2、W3);设置三个施氮水平:300、500、700 kg/hm~2(分别标记为F0.6、F1.0、F1.4),研究棉花生育期内不同水肥处理对株高、叶面积指数(LAI)、干物质积累以及产量的影响。【结果】棉花在膜下滴灌施氮条件下,株高和叶面积指数随灌水量的增加而增加。在相同灌水处理下,棉花各项生理指标随施肥量的增加呈现先增大后降低的趋势,在施肥水平F1.0处达到最大,同时施肥过高一定程度上抑制了棉花的生长。【结论】在新疆北疆石河子棉花种植区,灌水量5 250 m3/hm~2、施氮量500 kg/hm~2为最佳膜下滴灌施肥策略。     

覆膜类型对不同品种玉米资源利用率和经济效益的影响

通过不同颜色地膜对玉米产量和资源利用效率的影响,筛选出优良玉米种植品种,试验表明蓝膜覆盖均较相应白膜覆盖显著提高玉米产量、水分利用效率、光能利用率、经济效益和单方水效益,其中蓝膜先玉335的籽粒产量(15482 kg/hm~2)、水分利用效率(24.99 kg/mm·hm~2)、光能利用率(2.023%)、经济效益(22757元/hm~2)和单方水效益(3.83元/m~3)均最高,说明蓝膜覆盖是区域内节水增产的可行覆盖措施,先玉335是试区适宜栽培推广的玉米品种。     

夏玉米水肥耦合效应试验

设计3个施氮水平和2个水分水平,采用随机区组排列,研究了不同氮肥用量与水分耦合对夏玉米叶面积指数、干物质量和籽粒产量及经济效益的影响。结果表明,浇灌浆水能够加强施氮对夏玉米叶面积指数、干物质积累量、籽粒产量及其构成因素和经济效益的增加效应,以处理W1N2的产量和经济效益最高。因此,施常规氮量的75%结合灌浆水75 mm是适宜该地区推广的肥水模式。     

不同夏玉米品种氮素积累利用的差异及其水氮调控效应

为探明不同夏玉米品种氮素积累利用的差异及其对水氮调控的响应特征,以黄淮海地区主栽11个夏玉米品种为材料,在大田条件下开展水氮处理[自然降雨(W0)和灌水处理(W1);不施氮(0 kg/hm~2 N,N0)、低氮水平(150 kg/hm~2 N,N1)和正常施氮(225 kg/hm~2 N,N2)]对不同夏玉米品种氮素积累、转运、吸收和利用的影响研究。结果表明,不同夏玉米品种在氮素积累、转运、吸收和利用方面均存在显著差异,其中氮肥利用效率的变异系数最大,为20.97%。以氮肥利用效率为依据进行聚类分析将11个夏玉米品种分为高(H)、中(M)、低(L)氮肥利用效率3类氮效型。水氮措施对夏玉米氮素积累和利用具有显著影响,且H型和M型品种较L型品种对水氮环境具有更强的稳定性。灌水和施氮均显著提高了3类夏玉米品种的植株氮素积累量,且L型品种对灌水处理的响应最大;H型和M型品种在W1N2处理下植株氮素积累量最高,而L型品种在W1N1处理下最高。灌水和施氮总体上增加了营养器官氮素转运量,但降低了氮素转运效率及其对籽粒的贡献率和氮素收获指数。水氮措施显著影响氮素吸收效率,且3类品种均以W1N1处理最高。因此,适当减少氮肥施用并配以合理的灌溉是提高夏玉米氮素吸收利用的有效途径。     

不同水肥条件对涌泉根灌枣树叶面积和产量的影响

以陕西榆林山地矮化密植枣树为研究对象,分析了不同水肥浓度对涌泉根灌枣树生育期内叶面积指数、果实发育和产量的影响。结果表明,不同水肥处理叶面积指数均在枣树果实膨大期达到高峰且稳定持续至果实成熟期末期、随后叶面积指数开始下降,叶面积指数随着萌芽展叶期灌水量的增加而增加,而且以高水中肥处理(萌芽展叶期和果实膨大期各灌水105 L/株,幼果期追施纯氮240 g/株,W1N2)最大;所有处理中,高水、低水处理与低肥相组合果实体积最大,在中灌水处理下不施肥时果实的体积最大;单位枝长的果实数目最高的是中水中肥处理(萌芽展叶期灌水80 L/株、果实膨大期灌水105 L/株,幼果期追施纯氮肥240 g/株,W2N2),最低的是低水处理(果实膨大期灌水150 L/株,不追肥,W3N0),在一定范围内,适当施肥能促进枣果单位枝长果实数目的增加;在一定条件下,所有处理中产量最高的是中水中肥处理(W2N2,产量超过30 000 kg/hm~2),最低的是低水高肥处理(W3N1,产量不到15 000 kg/hm~2)。因此,可以选择中水中肥处理,以获得最高的产量。     

秸秆覆盖与种植密度对黑龙港平原区夏玉米产量和水分利用效率的影响

在黑龙港平原区夏玉米产区,通过优化秸秆覆盖量与种植密度组合,可进一步提高该区夏玉米的产量和水分利用效率(WUE)。以夏玉米品种京单28为试材,采用二因素三水平裂区试验设计,其中,秸秆覆盖量(M)设无覆盖(0 kg/hm~2,M_1)、中度覆盖(2 625 kg/hm~2,M_2)和重度覆盖(5 250 kg/hm~2,M_3),种植密度(P)设低密度(52500株/hm~2,P_1)、中密度(60000株/hm~2,P_2)和高密度(67500株/hm~2,P_3),研究了不同秸秆覆盖量与种植密度组合对夏玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明:玉米产量和水分利用效率均随秸秆覆盖量和种植密度的增加而提高,且受2个因素的影响程度均达到了显著水平,其中受种植密度的影响程度更大,覆盖处理产量和水分利用效率的最大提升幅度分别为4.08%和13.28%,种植密度处理产量和水分利用效率的最大提升幅度分别为7.06%和17.63%。所有处理中,M_3P_3处理的产量和WUE最大,分别达到了10 814.99 kg/hm~2和27.85 kg/(mm·hm~2),该处理实现了产量与WUE的最佳组合。在黑龙港平原区,通过秸秆覆盖与适宜种植密度相结合的方法,可以实现夏玉米节水高产的目的。     

地膜覆盖条件下黄土高原玉米产量及水分利用效应分析

【目的】综合评价地膜覆盖玉米的产量以及水分利用效应,为黄土高原地区玉米生产合理利用地膜覆盖技术提供指导。【方法】本文在中国知网(CNKI),Web of Science与EI Compondex文献数据库,收集了从2000—2017年间已发表的黄土高原地膜覆盖玉米产量及水分利用文章数据,综合分析了地膜覆盖对玉米产量、水分利用及水分利用效率的影响。【结果】黄土高原半膜覆盖平均产量为9 348 kg·hm~(-2),较对照产量7 059 kg·hm~(-2)增产33%,全膜覆盖平均产量为9 191 kg·hm~(-2),较对照产量5 910 kg·hm~(-2)增产56%,半膜覆盖或者全膜覆盖均显著提高了玉米产量,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米产量相近,没有显著差异。另外,半膜覆盖海拔高度超过630m时或全膜覆盖海拔高度超过900 m时,玉米增产率随海拔高度的增加而呈增加的趋势,可能与覆膜提高土壤温度有关。半膜覆盖平均蒸散量为385 mm,较对照蒸散量389 mm减少1.0%,全膜覆盖平均蒸散量为366 mm,较对照蒸散量357 mm增加2.8%,半膜覆盖玉米蒸散量较不覆膜有所减少,但是全膜覆盖显著增加了玉米蒸散量,不过2种覆膜措施的蒸散量之间差异不显著。半膜覆盖平均水分利用效率为17.3 kg·hm~(-2)·mm-1,较对照水分利用效率13.2 kg·hm~(-2)·mm-1增加31%,全膜覆盖平均水分利用效率为17.5 kg·hm~(-2)·mm-1,较对照水分利用效率11.7kg·hm~(-2)·mm-1增加50%,半膜覆盖与全膜覆盖均显著提高了玉米水分利用效率,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米水分利用效率相似,没有显著差异。覆膜显著增加玉米产量及水分利用效率与其降低土壤无效蒸发量(57 mm),提高玉米潜在的蒸腾效率有关(11.2 kg·hm~(-2)·mm-1)。【结论】在区域尺度上半膜覆盖与全膜覆盖对玉米产量、蒸散量及水分利用效率具有等效性,考虑到地膜的环境污染与经济成本等因素,推荐黄土高原玉米栽培选用半膜覆盖。     

青贮玉米生长、耗水、产量和水分利用效率对水氮供应的响应研究

为探究黑龙港流域典型半干旱半湿润区不同水氮处理对青贮玉米产量和水分利用的影响规律,试验设计灌水量和施氮量2个因素,设置4个灌水水平0.25I(W1)、0.50I(W2)、0.75I(W3)、1.00I(W4)(I为高水处理的灌水量),3个施氮水平(N1:120 kg/hm~2、N2:240 kg/hm~2、N3:360 kg/hm~2),以高水高氮(W4N3)处理为对照,共计12个处理。各小区采用随机布置,于2019年4—8月在河北省巨鹿县开展田间试验。结果表明:轻度亏水(0.75I)、中等施氮量(240 kg/hm~2)能保证青贮玉米正常生长发育。青贮玉米各生育阶段耗水量由大到小依次为拔节期、抽穗期、苗期、灌浆期,高水高氮的W4N3处理总耗水量最大为492.67 mm,显著高于其余处理。青贮玉米鲜重产量变化范围为59.65～107.49 t/hm~2,增加灌水显著提高青贮玉米产量,产量随施氮量增加呈先上升后下降趋势。灌水、施氮以及二者交互作用对WUE有极显著影响,其中施氮量为提高WUE的主要因素。W4N2处理WUE最大,与W4N2相比,W3N2处理WUEw仅减少2.57%,差异不显著。轻度亏水(0.75I)、中等施氮量(240 kg/hm~2)较W4N3处理在鲜重产量仅下降8.68%的情况下,可获得较高的WUE(22.21kg/m3),每亩可节约31.5 m3的灌水量,减小120 kg/hm~2的施氮量,采用该方案可达到节水减氮高效目的。     

水氮耦合对盐碱地柳枝稷光合生理及生物质产量的影响

通过设置750 m~3/hm~2(W1)、1 500 m~3/hm~2(W2)、3 000 m~3/hm~2(W3)3个灌水及施氮0 kg/hm~2(F0)、60 kg/hm~2(F1)、120 kg/hm~2(F2)、240 kg/hm~2(F3)4个水平,研究水氮对盐碱地柳枝稷光合生理特性及生物质产量的影响。结果表明:施氮和灌水对盐碱地0～20 cm土层土壤含水率影响显著,20～40cm土层土壤含水率主要受到氮肥影响;灌水量和施氮量同时影响叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及生物质产量,表现为:水分效应水氮耦合效应氮肥效应,氮肥的增效作用在到达一定程度后将不再增加;相关性分析表明柳枝稷生物质产量与开花期光合指标呈显著正相关关系。银北盐碱地区,高水中氮条件下(灌水量3 000 m~3/hm~2、施氮量120 kg/hm~2)有利于提高柳枝稷开花期叶绿素含量,促进叶片光合作用,从而获得较高的生物质产量。     

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。     

Anomalous heat capacities of supercooled water and heavy water

Emulsification makes it possible to supercool water to the homogeneous nucleation temperature. Accordingly, the heat capacities of water and deuterium oxide have been determined from the respective equilibrium melting points to -38 degrees and to -34 degrees C, respectively. Two methods, drift calorimetry and differential scanning calorimetry, have been used. Both methods reveal a striking rise in the constant-pressure heat capacity below -20 degrees C. This indication of an apparently cooperative behavior should serve to test current theories of water, most notably perhaps, the pair potential model of Ben-Naim and Stillinger. Some implications of possible meteorological significance are mentioned.     

不同水肥调控措施对日光温室土壤水分和番茄水分利用效率的影响

【目的】研究不同水肥调控措施对日光温室土壤水分状况和番茄水分利用效率的影响,为西北地区日光温室水肥的合理利用提供参考依据。【方法】采用田间试验方法,研究不同水肥处理对日光温室土壤含水量及番茄水分利用效率的影响。【结果】在肥料用量为N 450 kg/hm2、P2O5225 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2条件下,节水灌溉处理的水分利用率最高,达50.3 kg/m3;在灌水量相同的条件下,常规施肥与配方施肥的水分利用率无显著差异;而在施肥量相同的条件下,节水灌溉的水分利用率比常规灌溉明显提高;在肥料用量为N 450 kg/hm2、P2O5315 kg/hm2、K2O 450 kg/hm2条件下,收获时土壤贮水量最小,比同期常规水肥处理低0.88×103m3/hm2,比栽植时减少0.52×103m3/hm2。张力计读数的变化趋势和土壤含水量变化趋势基本一致,张力计能够反映土壤的水分状况。【结论】采用节水节肥的措施虽然未能显著增加番茄的产量,但能提高番茄的水分利用率,降低生产成本。     

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。     

雨水涵养利用与初雨水净化的研究

中国是严重缺水的国家,水资源供需矛盾十分突出。雨水是地下水的最重要补给源,也是解决水资源供需矛盾的重要途径之一。本研究中,通过借鉴美国雨水涵养与初雨水净化的成熟经验,设计了中国雨水涵养利用与初雨水净化系统,对屋面、绿地、道路、硬覆盖的排水与雨水涵养以及涵养水的利用、初雨水的净化等进行了研究。该系统在涵养雨水的同时,解决了初雨水净化的问题,与非涵养的普通雨水排水系统相比,管道长度短,管径小,节省了系统造价,是中国雨水利用的创新体系。     

海藻生物保水剂吸水保水性能及抗冷冻性研究

本文以褐藻(马尾藻)中高含量的海藻多糖物质为研究对象,运用生物酶解技术和生化制备新工艺,将海藻多糖物质与丙烯酸进行共聚接枝交联,形成海藻多糖-聚丙烯酰胺共聚交联海藻生物保水剂,具有吸水倍数高、寿命长的优点。海藻生物保水剂充分吸水后,粒径为2～4 mm吸水倍率最高,为650.11 g/g。充分吸盐水后,粒径为0.9～2.0 mm吸盐水倍率最高,为61.29 g/g。在吸水前1 h内,粒径为0.9 mm吸水速率最快,所有粒径吸水9 h左右接近饱和。25℃条件下,粒径为2～4 mm水分蒸发较快;100℃条件下,水分累积蒸腾率粒径为2～4 mm最低,抗高温性能较好。相同转速不同保水剂之间加压0.5 h后,持水率表现为大粒径比小粒径高;不同转速下,3 000 r/min转速条件下保水剂的持水率略大于5 000 r/min,增加压力可降低保水剂持水率。随着冷冻时间的延长,保水剂的吸水倍率呈现下降趋势,但幅度较小,冷冻96 h后,粒径2～4 mm、粒径0.9～2.0 mm、粒径0.9 mm吸水倍率分别下降9.09%、9.42%、11.04%。3种粒径海藻生物保水剂在冷冻后吸水倍率均可保持在500倍以上,具有较好的抗冷冻性。     

Energy and water

The geographic and temporal variability of freshwater supply in the United States constrains the choice and level of use of future energy sources. Ecological criteria for acceptable freshwater consumption, together with hydrological data on stream flow, provide a framework for estimating these constraints. The water consumption requirements for a variety of energy options are presented, and comparative judgments drawn. Attention is focused on problems resulting from synthetic, gaseous, and liquid fuel production. Scenarios describing possible future levels of coal and electricity use are analyzed. They point to the importance of water supply constraints in both the eastern and western United States.     

开阳县水源水质调查与分析

为了开发利用地下水资源,对开阳３３个地面和２２个地下水点的水源进行了调查,并对其水质进行分析研究。结果表明,开阳县的地面水源和地下水源的水质良好,均未检出氰化物、挥发酚、砷、汞、六价铬等有害物质,达到国家Ⅰ类水质标准,可作为生活用水、灌溉用水和养殖用水水源,应进一步开发利用。