伊犁察南灌区土壤盐分时空变异特征与运移机理研究

以伊犁河谷察南灌区为研究区,运用磁感式电导率快速获取技术及室内分析相结合手段,通过构建盐分解译模型,获取2015年及2016年秋季0~30 cm、30~60 cm、60~100 cm土壤盐分含量。对土壤各土层进行了盐渍化分级统计和半方差函数分析及空间插值分析。对研究区高程信息进行提取,并通过调查河流影响范围对河流进行缓冲区分析。旨在构建适用于研究区及同类型灌区磁感式盐渍土地快速精量诊断评估与利用规划技术体系,了解干旱、半干旱区灌溉农田土盐时空变异特征,并对土盐时空运移机理进行研究。初步研究表明,相比于2015年秋季,2016年秋季研究区非盐化土面积显著减小,中度盐化土面积显著增加,非盐化土、轻度盐化土呈现向中度盐化土演变的趋势;研究区土壤盐分呈现向中部及东部区域运移的趋势,盐化土面积增加,且盐分含量均值增大;另外,在空间大尺度范围上,河流是影响土盐运移的主要影响因素,在局域小尺度范围内,地势是影响土盐运移的主要影响因素。     

宝鸡峡灌区小麦水足迹时空变化特征与归因分析

基于水足迹理论,计算了实际耗水和施肥情况下宝鸡峡灌区小麦水足迹的各项指标,分析了小麦水足迹各指标的时空变化特征,利用对数平均迪氏指数分解法推导了总水足迹变化量分解公式,细致定量了气候变化和人类活动因子对总水足迹变化的贡献。结果表明:灌区小麦总水足迹1994—2010年均值为6.73亿m~3,Mann-Kendall检验呈显著下降趋势,年均变幅为-0.17亿m~3/a,水足迹结构由蓝水主导演变为灰水主导。单位产量的小麦生产水足迹、生产绿水、蓝水和灰水足迹多年平均值分别为1.04、0.36、0.32、0.37 m3/kg。生产水足迹、生产绿水和蓝水足迹在灌区内从西向东呈递增趋势,生产灰水足迹以兴平为中心向两侧递增。归因分析表明,影响灌区小麦总水足迹变化的主导因子为人类活动,其贡献率和为-113.57%,而气候变化因子的贡献率仅为13.57%。人类活动因子中,贡献率从大到小依次为灌溉定额(-56.58%)、总种植面积(-55.78%)、小麦种植比例(-43.76%)、单位面积施氮量(39.96%)、灌溉水有效利用系数(2.59%)。     

考虑滴头堵塞位置分布的灌水均匀度计算方法

为合理评价滴灌工程在运行过程中堵塞滴头对灌水均匀度及作物生长的影响,以克里斯琴森均匀系数为基础,建立了堵塞滴头位置分布均匀性的概念和计算方法,提出了以堵塞滴头位置分布均匀系数和滴头流量均匀系数的算术平均值为指标的灌水均匀度计算方法,并分别对比分析了毛管和灌水小区两个尺度的灌水均匀度计算结果。结果表明:与克里斯琴森均匀系数相同,考虑滴头堵塞位置分布的灌水均匀系数可以合理反映堵塞滴头数量和滴头堵塞程度对灌水均匀度的影响;同时,该评价指标还可以反映堵塞滴头的位置分布和集中程度对灌水均匀度的影响,有效地解决了克里斯琴森均匀系数仅考虑流量差异而无法正确评价集中堵塞滴头对作物供水及生长影响的问题。     

滴灌水热调控对土壤温度及白菜生长和产量的影响

在日光温室内开展白菜滴灌试验,研究不同土壤温度调节方式和施氮量对土壤温度、白菜生长、氮素吸收和产量的影响。土壤温度调节方式设灌溉水加温、覆膜、覆膜后灌溉水加温和无调节4个水平,施氮量设置0、135和270kg/hm2 3个水平。结果表明:灌溉水加温能使灌水过程的土壤温度明显增加,且气温越低,增温效果越明显,在苗期、莲座期和结球期的灌水过程中增温幅度最大分别达到3.9、4.8和7.0℃,但在灌后土壤温度下降较快,对生育期内积温的提高效果有限。覆膜的保温作用在气温较高的生育前期和深层土壤中更为明显。将覆膜与灌溉水加温相结合可以取得很好的增温效果,在10、20和30cm土壤中整个生育期内的积温比无调节措施处理分别增加136、128和120℃。土壤温度调节措施对白菜株高和球形指数均无显著影响。覆膜和覆膜后灌溉水加温都能使生育前期的干物质累积量显著增加,施氮量较高时,土壤温度调节措施的影响也更加明显。不同的土壤温度调节措施都会带来白菜产量的显著增加,灌溉水加温、覆膜以及覆膜条件下灌溉水加温处理的产量分别比无调节处理增产3.9%、10.6%和11.1%。在秋冬白菜生产中,采用覆膜与灌溉水加温处理相结合的土壤温度的调节方式可以起到有效的增温和增产作用。     

盐碱地枸杞节水高效利用技术集成研究

为了改良并高效利用盐碱地、有效推动平罗盐碱地枸杞产业的发展,开展枸杞沟灌、覆盖黑膜、优化施肥技术集成研究已成为宁夏引黄灌区盐碱地农业可持续发展的迫切需要。研究结果表明:沟灌+覆膜+优化施肥技术集成下,节水、抑盐、抑制杂草效果极为显著,有效节约水分的同时土壤根层含水量充足、盐分下降12.3%,土壤养分得以改善、微生物活性增强,枸杞生长发育及品质良好、产量较农民习惯种植增产68%、获得纯收入增加93%。该技术集成的研究对于指导盐碱地枸杞高产高效发展有重要意义。     

基于冠层温度和土壤墒情的实时监测与灌溉决策系统

设计了一个可以在线连续监测田间作物冠层温度、环境信息和土壤墒情的实时灌溉决策系统,并将其安装于农田进行了1 a实际运行和观测。系统采用太阳能供电和微处理器进行数据采集和管理,为野外的实际应用提供了保障。系统配置了红外温度、空气温/湿度、土壤水分/水势等传感器,能够及时采集田间全面的同步数据,排除了异地观测所形成的数据误差。采用悬臂式多点采集下垫面红外温度检测方法,可以快速采集更多和更高精度的数据,避免单点测量的人为误差。系统配备的快速锁紧装置,能够根据下垫面作物的生长情况进行传感器位置高度调节,使检测数据更符合田间实际情况。通过运行管理和监测数据分析可见,所监测数据能够很精细的刻画田间作物实际生长状况,可以用于灌区综合灌溉决策,实现田间精量灌溉管理和控制,为灌溉管理的精量化和智能化提供数据支持。     

Reuse of effluent water—benefits and risks

There is an increasing trend to require more efficient use of water resources, both in urban and rural environments. A major mechanism that can be used to achieve greater efficiencies is the reuse of water that once would have been discarded into the environment after use. The reuse of water for agricultural irrigation is often viewed as a positive means of recycling water due to the potential large volumes of water that can be used. Recycled water can have the advantage of being a constant, reliable water source and reduces the amount of water extracted from the environment. In addition, in some cases treatment requirements may be need to be less than for water used in an urban environment due to less potential human contact. There are concerns and unknowns, however, about the impact of the quality of the recycled water, both on the crop itself and on the end users of the crops. Water quality issues that can create real or perceived problems in agriculture include nutrient and sodium concentrations, heavy metals, and the presence of contaminants such as human and animal pathogens, pharmaceuticals and endocrine disruptors. Social attitudes to the use of crops that have been irrigated with recycled waters and the resulting impact on market value of crops are also a major consideration. This paper will discuss the benefits from using different types of recycled water and outline the current knowledge and opinions relating to risks such as water quality issues.     

Water-table modelling to estimate irrigation losses: application to the Lower Durance, France

The consumption of water by irrigation in agriculture is very large and thus the effects of the management of irrigation systems on aquifers are very important. The basis of this preliminary study into the reduction of this consumption is to improve our understanding of the losses resulting from water transport and deep seepage inside the irrigated areas of cultivation (parcels) at the regional level (100 km) by studying water-table variations with reference to anthropogenic contributions. The use of a hydrodynamic model that incorporates adjustment of the quantity of irrigation water by a reduction coefficient enables actual water-table behaviour to be simulated. Losses can thus be deduced from the quantity of irrigation water flowing into the irrigation system and from hydrometeorological parameters.

Application of the technique in the Lower Durance (France) indicates that, in this region, 53% of the water remains in the irrigation network and 19% is lost by deep seepage, leaving only 28% of the water supplied for use by plants.     

宁夏灌区春小麦高产磷肥施用增产效果研究

宁夏灌区土壤多为灌淤土和淡灰钙土,磷肥施用受Ca、Mg离子的束缚,易被固定成难溶性磷酸盐,从而影响到作物产量及磷肥当年利用效率。本文在高磷（速效P 42.8mg/kg）和低磷（速效P 6.55mg/kg）的不同土壤上,分别进行了春小麦磷肥（P2O5）施量0–330kg/hm2的回归试验。其结果得出：在低磷土壤上,磷肥（P2O5）施量（x,kg/hm2）与春小麦产量(Y, kg/hm2)的回归方程为：Y=4072.1+5.014x+0.1296x2-0.0003133x3,增产效果极显著;而在高磷土壤上磷肥增产效果不显著。磷肥施量在0-240 kg/hm2的施用范围内,低磷土壤有显著的投入产出效益,试验投入产出效益为10-24元/元（小麦价格2.1元/kg,磷肥P2O5价格8.61元/kg）,最高投入产出效益对应的磷肥施量为135 kg/hm2。因此针对宁夏灌区土壤肥力,提出了中低产田春小麦高产的推荐施磷方案以及高肥力土壤条件下小麦磷肥的施肥建议,可结合耕翻深施磷肥或磷肥、有机肥混合施,改善土壤PH值及微生物活性,提高磷肥肥效。     

魔芋无土栽培灌水量与灌水方式的研究

用200、400、600、800、1000ml纯净水定期浇灌无土栽培的种芋大小基本相同的魔芋,结果表明：浇灌600ml纯净水的魔芋长势最强,产量最高。同时对魔芋无土栽培的灌水方式也进行了研究。