降雨和蒸散对夏玉米灌溉需水量模型估算的影响

为揭示降雨和蒸散年际波动对作物灌溉需水量的影响机理,以华北平原南部地区夏玉米为研究对象,基于土壤水分概率密度函数建立灌溉需水量计算模型,分析了降雨、蒸散和灌溉需水量的年际波动特征,结合蒙特卡洛方法探讨了降雨和蒸散对灌溉需水量年际波动的贡献。结果表明:研究区夏玉米降雨参数年际波动显著,平均降雨量波动于4.958~25.003mm,变异系数为0.326;降雨频次波动于0.143~0.457 d-1,变异系数为0.170;平均降雨量和降雨频次均可采用Logistic分布描述:平均降雨量服从Logistic(11.273,2.022),降雨频次服从Logistic(0.318,0.029)。潜在蒸散量年际波动相对平稳,可采用对数正态分布描述:潜在蒸散量服从Log Normal(1.370,0.076)。灌溉需水量多年平均值为133.1mm,波动于8.1~381.8mm,变异系数为0.673,年际波动显著高于降雨和蒸散。平均降雨量对灌溉需水量年际波动的贡献率最大,其次为降雨频次,潜在蒸散量最小;在三者的共同作用下,灌溉需水量年际波动呈现出更大的不确定性。因此,在估算灌溉需水量时有必要对这种不确定性进行定量评估,针对不同降雨和蒸散条件制定合理的灌溉策略,为农业水资源管理和决策提供更可靠的科学依据。     

再生水分根交替地下滴灌对马铃薯品质和重金属积累影响

以大田马铃薯为试验材料,研究了再生水地下滴灌充分灌溉(FSI)、分根交替灌溉(APRSI)、沟灌充分灌溉(FFI)和分根交替灌溉(APRFI)4种灌水方式对马铃薯块茎品质、重金属积累和产量等的影响。结果表明,APRSI可显著提高马铃薯块茎中淀粉和有机酸含量,与清水对照和再生水充分滴灌相比,淀粉含量分别增加0.37%和0.15%,有机酸含量分别提高4.17%和8.70%;APRSI处理的马铃薯块茎中Cr、Pb、Cu含量较清水对照降低12.5%、5.56%、3.15%,而比FSI降低了20%、10.53%、10.4%;地下滴灌不同灌水处理对马铃薯产量影响不显著,但对水分利用效率较清水和充分灌溉分别提高21.01%和21.90%。因此,再生水地下分根交替滴灌滴灌可提高块茎品质,减轻重金属Cr、Pb和Cu在块茎中的积累,达到二级处理以上要求的再生水对马铃薯进行地下滴灌是一种实用的安全高效灌溉技术。     

温室滴灌条件下NH_4~+-N转化迁移规律研究

在试验基础上 ,分析讨论了温室滴灌条件下铵态氮的转化迁移规律。研究表明滴灌条件下铵态氮主要在扩散机理作用下迁移速度缓慢 ,迁移距离小 ,在近离滴头附近的表层土壤中显著聚集。就吸附作用和硝化作用对铵态氮转化迁移规律的影响作了定量讨论。     

地下水埋深与控肥对夏玉米氮素吸收和产量的影响

为探明地下水埋深与减施氮肥对夏玉米氮素吸收利用及产量的影响,基于大型地中渗透仪,研究了地下水埋深和施氮量对夏玉米氮素利用效率、植株氮素积累量、产量及其形成要素的影响,其中地下水埋深设2 m(G1),3 m(G2)和4 m(G3)3个水平,施氮量设减氮20%处理(240 kg/hm²,N1)、常规施氮处理(300 kg/hm²,N2)2个水平,不控水不施氮处理(G0N0)作为对照,共计7个处理。结果表明:(1)减氮20%条件下,夏玉米产量随地下水埋深增加呈减小趋势,氮素收获指数在埋深2 m下显著高于埋深3,4 m,分别增加5.71%,7.22%;(2)常规施氮条件下,埋深2 m处理茎、叶吸氮量显著高于埋深3~4 m处理,增幅为19.52%~50.31%,但产量、籽粒吸氮量和氮素收获指数埋深2 m处理显著低于埋深3~4 m处理,降幅为17.28%~29.28%;(3)地下水埋深2 m下,产量、氮肥农学效率、氮肥生理利用率、籽粒氮肥吸收利用率和氮素收获指数减氮20%处理均显著高于常规施氮处理,增幅为22.18%~115.35%。地下水埋深2 m条件下,施氮240 kg/hm²显著提升氮肥的增产效果,以及施氮后氮素转化为产量和干物质的效率,同时还增强氮素向籽粒的转移率,从而保持产量不致降低,因此埋深2 m条件下减氮20%有一定可行性。研究结果可为地下水浅埋地区控施氮肥提供理论参考依据。     

井渠结合灌区农业高效用水模式研究有关问题的思考

在对我国井渠结合灌区发展现状进行分析的基础上,对目前制约其发展的关键技术问题进行了探讨,并对该领域国内外研究现状进行了回顾,提出了井渠结合灌区农业高效用水技术进一步研究的重点,为我国井渠结合灌区农业高效用水技术的发展以及灌区的节水技术改造提供依据。     

不同清污轮灌模式下冬小麦对Cd敏感期分析

为了探讨不同清-污轮灌模式下冬小麦吸收重金属Cd的敏感期,选择典型污灌农田进行清污轮灌田间试验,分析了重金属Cd在冬小麦植物体内的累积动态变化。结果表明,Cd在冬小麦植物体内的累积量表现为根叶茎籽粒;灌浆期使用污水灌溉显著增加冬小麦地上部分Cd累积量和籽粒含Cd量,并降低冬小麦产量;冬小麦籽粒含Cd量与不同生育期根部含Cd量的关联度分别是0.332、0.566、0.753、0.621,即灌浆期成熟期拔节期苗期。灌浆期冬小麦根部含Cd量与籽粒含Cd量关系最为密切,苗期最小。因此,灌浆期是冬小麦吸收Cd的敏感期,苗期污水灌溉影响不明显。     

人民胜利渠灌区净灌溉需水量时空变异及影响因子分析

为了揭示人民胜利渠灌区农业净灌溉需水量的变化规律,明确作物种植面积、降水以及潜在蒸散量对农业净灌溉需水量的影响程度,利用面向对象的变化检测方法提取人民胜利渠灌区作物种植面积信息,基于土壤水分动态随机模型构建农业净灌溉需水量计算模型,并对主要环境因素进行敏感性分析。结果表明:2005-2015年人民胜利渠灌区农业净灌溉需水量介于5.76×10~8~6.97×10~8 m~3之间,呈波动变化,西南、东北地区农业净灌溉需水量较高;潜在蒸散量是该灌区净灌溉需水量变化的决定性因素,敏感性变化幅度为22.5%,降水参数影响其次,日降水频率贡献率更大,敏感性变化幅度为-16.4%,作物种植面积对其影响较小,敏感性变化幅度在5%以下。研究结果对人民胜利渠灌区农作物种植结构调整和农业用水量合理配置具有参考意义。     

微污染水灌溉对土壤-作物系统Cd动态的影响及小麦敏感期分析

为了探讨重金属在土壤-作物系统中的动态平衡以及作物对重金属吸收的敏感期,通过田间小区试验进行不同浓度Cd微污染水灌溉,分析Cd在土壤-作物系统中的含量及其随生育期变化的情况。结果表明：与清水相比,含Cd微污染水灌溉显著性增加冬小麦表层0~10 cm土壤Cd含量,冬小麦地上部分带走量远小于灌溉输入量,影响土壤Cd平衡;灌浆期是冬小麦吸收Cd的敏感期,不适宜微污染水灌溉;含Cd微污染水灌溉降低冬小麦籽粒的饱满度,显著降低冬小麦的产量。总之,含Cd微污染水灌溉尤其在灌浆期显著性影响土壤-作物系统Cd平衡。     

猪场废水灌溉对土壤氮素时空变化与氮平衡的影响

利用地中渗透仪测坑开展了田间灌溉试验,研究了猪场废水和等氮投入清水处理土壤铵态氮、硝态氮含量在时间、剖面上的变化规律,根据氮平衡原理对不同处理氮输入和氮输出项进行对比分析,估算了不同处理的氮矿化量。结果表明:各处理土壤铵态氮和硝态氮含量在时间上的变化规律基本一致,表现为追肥期出现峰值,随后下降的趋势;土壤铵态氮含量随土层深度的增加而迅速下降,土壤硝态氮含量随土层深度的增加变化规律不明显,且易淋移至下层土壤并累积。PWH(猪场废水高氮)处理土壤铵态氮、硝态氮含量在追肥期出现峰值后下降的幅度较慢,而CKH(清水高氮)处理下降的幅度较快。猪场废水高氮处理PWH作物吸氮量及氮矿化量比等氮清水处理CKH分别高6.91%和21.29%,表明该处理有利于土壤有机氮的矿化,但同时硝态氮深层淋溶量也较大,比CKH高出11.82%。     

不同质量浓度铅对黑麦草根系分泌物和铅吸收富集的影响

为了揭示重金属铅的植物修复机理,采用水培试验研究黑麦草对铅的修复效果,结果表明,黑麦草在铅作用下分泌有机酸的种类随胁迫时间的推移而增加,且营养液中pH值的变化与黑麦草分泌的有机酸有直接关系。营养液Pb2+质量浓度400mg/L为pH值、有机酸、株高、干物质量、地上部分和根系含铅量以及根系耐性指数的敏感阈值。营养液Pb2+质量浓度大于600mg/L,严重限制了黑麦草的正常生长。