旱涝交替胁迫下稻田水氮素流失规律

以农田水位作为水稻旱涝交替胁迫调控指标,在蒸渗测坑进行水稻拔节孕穗期和抽穗开花期的旱涝交替胁迫试验,研究了旱涝交替胁迫下稻田水NH⁺₄-N,NO^-₃-N的流失规律.结果表明:NH⁺₄-N是稻田地表水、地下水氮素的主要形式;旱涝交替胁迫对稻田水NH⁺₄-N,NO^-₃-N浓度变化影响明显,FDTF较FFTD的稻田水平均NH⁺₄-N、平均NO^-₃-N浓度都高,FDTF和FFTD均能降低地表水NH⁺₄-N,NO^-₃-N浓度,FDTF和FFTD涝水胁迫下的地下水平均NH⁺₄-N、平均NO^-₃-N浓度高于干旱胁迫下;此外,在干旱胁迫后进行涝水胁迫可以显著增加地下水NH⁺₄-N,NO^-₃-N浓度.因此,应避免旱后复水稻田的排水.     

农田水位调控对稻田土壤温度的影响

在蒸渗测坑内进行了水稻各生育阶段的水位调控试验,根据实测资料研究不同水位调控对土壤温度变化特征的影响。研究结果表明:农田水位调控对表层土影响差异较大,受旱处理与其他处理相比,日最高土温与土壤温度变化幅度均有较大幅度提高,淹水处理日平均土温比对照处理稍有提高;各处理土壤温度变化幅度和日平均土温大致沿深度递减,且变化规律受到控水水位和气温的影响;控水后,淹水处理日变幅减小,最高土温出现时刻滞后;受旱处理日变幅升高,最高土温出现时刻提前。     

蓄水控灌模式对水稻产量和水分生产效率的影响

蓄水控灌模式主要是基于水稻对旱、涝的双重适应性,通过降低灌溉控制下限,同时抬高稻田的雨后拦蓄深度和延长降雨在稻田的滞蓄时间来提高雨水资源利用效率的一种灌溉模式。以杂交水稻"K优818"为试验材料,采用小区试验进行了3年试验观测,研究了水稻蓄水控灌模式对降雨利用效率、灌排水量、灌排次数、籽粒产量和水分生产效率的影响,并与常规淹水灌溉和控制灌溉试验进行了分析比较。结果表明,蓄水控灌模式可减少灌排次数和灌排水量,雨水利用效率和水分生产效率明显提高,而产量并未降低。但蓄水深度过大,水稻有小幅减产。上述结果表明水稻蓄水控灌是一种节水、高效、省工的灌溉模式,适于南方多雨地区使用。     

基于改进人工鱼群算法的低压输水管网优化设计

低压管道输水可以减少渗漏和蒸发损失,提高水资源利用率,节约耕地,但管道输水投资较高,如何通过合理设计降低投资已成为低压输水管网可持续发展的重要研究课题。为减少投资总费用、满足灌溉节点流量需求,提出一种改进人工鱼群算法的低压输水管网优化模型。以管网年投资为目标函数,然后引入罚函数将其转化为无约束问题,并对硬聚氯乙烯(unplasticized polyvinyl chloride,简称UPVC)管管道工程造价拟合优化,建立满足节点需水量的数学模型,采用自适应步长和视野范围的改进人工鱼群算法进行求解。实例结果表明,改进人工鱼群算法的年费用为4.68万元,比原投资年费用(6.12万元)减少23.53%,有效优化了管网布置,降低了投资成本。     

中国省区虚拟水流动及对农业用水的影响

模拟省区间粮食虚拟水流动格局的基础上,从节水效应和对区域用水效率的改变2方面评价虚拟水流动对中国农业用水的影响.粮食虚拟水呈由北向南流动的总体格局,其中黑龙江与吉林贡献了虚拟水输出量的69.1%,广东、浙江、福建及上海占流入总量的56.2%;虚拟水在全国范围内节约了199.4亿m³的水资源;虚拟水流动提高了全部输入区的单位产品耗水(WFP)和用水量(WUP)和主要输入区的WFP,降低了除黑龙江、吉林之外所有输出区的WUP和WFP.各省区应根据自身状况和在虚拟水流动中的地位制定水资源高效利用与管理策略.其中,东北粮食主产区应从区域视角发展节水农业,提高农业的水资源利用效率.     

灌区排水沟系水质模拟分析

为研究农田排水对灌区排水沟出口水质的影响,在已有一维水质模型的基础上建立了沟道系统水质模型,对灌区排水沟系水质进行模拟分析。并结合实例进行验证,结果表明,实测资料与计算结果吻合较好,相对误差均在15%以内,模拟值与实测值的泊松相关系数均在0.85以上,在显著性水平α=0.05时,检验统计量｜t︱均小于临界值tα/2,所得模型合理;运用模型推求岔河小流域农田控制排水水量和总氮、硝态氮、铵态氮3类污染物浓度阈值的拟合函数,为农田控制排水提供了一定的参考与决策工具。     

农业小流域“田-沟”系统氮素时空变化分析

为研究农业小流域尺度上氮素的时空变化趋势,以夏作期内位于南京市溧水县白马镇的典型农业小流域为研究对象,通过野外监测和室内化验分析相结合,探讨了小流域内土壤氮素含量的时空变化,并分析了排水沟道中氮素质量浓度的时空分布特征.结果表明:夏作期小流域内土壤3种形态氮素质量分数时间上存在一定差异性,土壤全氮质量分数呈先增大后减小趋势,土壤硝态氮、铵态氮质量分数均呈总体减小趋势,降幅分别为37.1%,60.9%;小流域土壤全氮质量分数空间上分布趋势为中部较高,四周较低,南部相对于北部质量分数较大.夏作期排水沟道中总氮、硝态氮、铵态氮平均质量浓度依次为3.54,0.81,0.59 mg/L;在排水沟道的迁移过程中,3种形态氮素质量浓度均是沟道出口处大于沟道入口处.     

灌排方案对避雨番茄需水特性与产量的影响

为了实现南方地区番茄节水、优质、高效生产,在避雨栽培条件下,研究了不同灌排方式对番茄需水特性与产量的影响.研究结果表明:各亏缺灌溉处理土壤含水率随时间总体呈下降趋势,暗管埋深08 m的处理较埋深06 m处理,土壤含水量下降更快但不明显.番茄不同生育阶段的蒸发蒸腾量差别较大,表现为始花坐果期>果实成熟与采收期>苗期.随着番茄的生长,其日蒸发蒸腾量大体呈逐渐上升的趋势.在不同灌排模式和避雨措施条件下,苗期的日蒸发蒸腾量变化范围为107～271 mm／d,始花坐果期日蒸发蒸腾量变化范围为160～309 mm／d,果实成熟与采收期日蒸发蒸腾量变化范围为178～335 mm／d.在相同的排水措施,不同灌溉条件下,番茄果实产量随着灌水量的减少而减少,水分利用率和灌溉水利用率却随着灌水量的减少而增大.研究可为南方避雨栽培下番茄灌排方式的选择及其节水、优质、高产提供参考.     

滨海盐碱地暗管工程设计参数研究

为了探索滨海滩涂盐碱地区暗管洗盐工程设计参数,运用溶质运移理论分析了脱盐标准与冲洗时间及冲洗定额之间的关系,研究了暗管工程设计参数（埋深、间距、管径）的影响因素及其理论模型,提出了牛顿迭代法计算方法。通过实例分析验证,得出暗管参数设计理论及方法是合理的,排水区的盐渍化土壤处于脱盐状态,满足作物生长发育的要求,为我国盐碱...     

水分胁迫及复水对水稻冠层结构的补偿效

通过盆栽和测坑试验,研究了水分胁迫及复水对水稻冠层结构的补偿影响.结果表明:水分胁迫在抑制水稻茎秆、叶片、叶面积延伸生长的同时,能有效地诱导冠层结构,为旱后复水补偿效应的产生提供条件.旱后复水促进了后期穗节的伸长、延缓后期叶片衰老速率、苗后期胁迫使作物对再次受旱的适应能力增强.但补偿效应是有条件的,苗后期重旱和拔节初期轻旱补偿效应最佳,应避免两阶段连旱和拔节期重旱.