煤矿排水影响下的水体水质特征及灌溉适宜性评价——以贵州织金县贯城河小流域为例

煤矿废水的直接排放影响下游农田灌溉的水体水质。以贵州省典型煤矿区织金县贯城河小流域为例,研究基于GIS的水质空间分布特征,并用EC、SAR、Na%和KI指数对地表水和地下水的农田灌溉适宜性进行评价。结果表明,受矿山开采的影响,地表水各物理化学参数变化范围较广,地下水中SO_4~(2-)含量范围变化较大;地表水和地下水中pH、EC、TDS、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)和HCO_3~-具有较一致的空间分布特点;大部分地表水处于较适合灌溉水平,与矿山排水有水力联系的上游地表水体灌溉适宜性较差,而地下水均适合用于灌溉。     

毛细节水灌溉条件下蔗区土壤水分运移规律研究

毛细节水灌溉作为一种类似滴灌的新型灌溉技术逐渐得到关注。在室内模拟了毛细管水分在蔗区沙土、壤土和黏土中的运移情况。通过室内试验和HYDRUS-3D建模分析表明:土壤类型对土壤各方向入渗有明显的影响,水分运移速度和土壤各方向湿润范围顺序为:沙土壤土黏土;3种土壤含水率等值线变化规律基本一致,同样湿润位置土壤含水率顺序为:黏土壤土沙土。根据毛细管的水分在沙土、壤土和黏土运移规律,提出毛细管在蔗区沙土、壤土和黏土的合理埋深应为40、30和20cm。     

水氮互作对水稻产量及品质的影响

为了探索水稻优质高效水氮供应模式,以郑稻18和信粳18为材料,设置常规灌溉(CI)、湿润灌溉(SI)和控制灌溉(KI)3种灌溉方式;中肥(MN,225kg/hm2)和高肥(HN,300kg/hm2)2种施氮水平,以不施肥(CK)为对照,通过大田试验重点研究了水氮互作对水稻产量及品质的影响。结果表明:与CK相比,施氮显著增加了产量,但随着施氮量的增加,不同灌溉方式下2品种对氮肥的响应有所差异。稻米品质各指标的氮肥效应大于灌溉水平的影响,水氮互作对郑稻18米质的影响大于信粳18。MN较CK和HN更有利于提高稻米品质,在KI和SI下,稻米加工、外观和营养品质略优于CI。因此,在中等施肥量(MN)条件下,采用控制灌溉(KI)模式进行水、肥管理,可在一定程度上使2品种的产量和品质得到协调。     

蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树叶片光合特性研究

以3a生矮砧红富士为试验材料,采用LI-6400XT便携式光合仪,对蓄水坑灌条件下不同灌水下限(分别为田间持水率的50%、60%、70%)幼龄苹果树叶片光合特性进行研究,并通过通径分析与多元逐步回归分析量化各影响因子与净光合速率的关系。结果表明:蓄水坑灌条件下不同灌水下限叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度变化规律基本一致。当土壤水分不足时,净光合速率主要受土壤含水率影响;当土壤水分充足时,净光合速率主要受光合有效辐射影响。气孔导度主要受光合有效辐射影响,地面灌溉条件下气孔导度对环境变化的响应更积极。蒸腾速率主要受土壤含水率和光合有效辐射的影响,土壤水分充足时,蒸腾速率对光合有效辐射的响应更敏感。相同条件下,土壤含水率越高蒸腾速率越大。     

不同灌水条件下地下渗灌试验研究

地下渗灌是一种理想滴灌方式,由于关键技术没有很好解决,至今发展面积很小。针对这一问题,提出本试验研究。该试验是在实验室内的一个50cm×30cm×60cm的有机玻璃槽中进行,所用的土都是黏壤土。试验采用地下节点渗灌的方法。对试验所得的数据进行分析,得出地下渗灌的湿润锋运移基本规律、土壤含水率的分布规律,并在不同灌水量条件下对湿润锋的影响等进行了初步探讨。     

基于气温预报的参考作物腾发量预报方法比较

为探索精确预报未来短期ET0的方法,比较了4种基于气温预报ET0预报模型,即Hargreaves-Samani(HS)、Thornthwaite(TH)、简化的Penman-Monteith(PT)及McCloud(MC)模型。收集了西藏林芝站2001年1月1日至2013年12月31日的实测逐日气象数据和2012年6月6日至2013年12月31日逐日对未来7d的气象预报数据,在气温预报精度评价的基础上,采用4种基于温度的参考腾发量计算模型直接进行ET0预报,然后采用率定后的模型进行ET0预报,最后与实测气象数据和FAO-56PM公式计算的ET0值进行比较。结果表明,未率定的4种模型预报误差均较大,其中PT公式精度稍高。经率定后,4种公式的预报精度都有所提高,平均准确率为70%,MAE值HS模型最小,平均为0.57mm/d,其他3个模型为1.27~1.50mm/d;RMSE都在2.0mm/d左右;r值总体仍不高,TH模型平均仅有0.19,其他3种模型在0.6左右。综合来看,PT模型的预报效果稳定性优于其他3个模型。对于林芝地区附近的灌区,无论有无气象观测数据供模型率定,建议采用PT模型进行ET0预报。     

施加生物炭对节水灌溉水稻生长特征及产量影响

为揭示施加生物炭对节水灌溉水稻生长特征及产量的影响,试验设计常规灌溉和控制灌溉两种灌溉方式,采用盆栽试验,分析了施加生物炭条件下节水灌溉水稻的茎蘖、株高、叶面积指数(LAI)、叶绿素(SPAD)、产量、灌水量以及灌溉水分生产率的变化规律。结果表明:与常规灌溉相比,控制灌溉轻微抑制了水稻地上部分的生长,保证了水稻稳产,灌水量平均减少34.91%,灌溉水分生产率平均提高了0.69kg/m~3。施加生物炭处理增加了水稻茎蘖数、株高以及LAI,提高了水稻的有效分蘖率,使水稻对氮素吸收相对平稳,SPAD值变化波动小,水稻产量平均提高947kg/hm~2,灌溉水分生产率平均提高0.16kg/m~3。控制灌溉与生物炭联合应用水稻灌溉水分生产率最高,为2.12kg/m~3。     

滴灌水盐调控施肥灌溉对青海油菜产量及水肥利用的影响

针对青海油菜农业生产对滴灌水肥管理及次生盐渍化防治的需求,布置了5个滴灌施肥灌溉比例(施肥量分别为当地油菜施肥量的10%、30%、50%,70%、90%)对油菜产量及水肥利用影响的田间试验,试验通过控制滴头正下方0.2m处的土壤基质势下限高于-20kPa进行滴灌水盐调控和施肥灌溉。试验结果表明:在青海高寒干旱地区、微咸水灌溉条件下,在滴灌高频灌溉阶段,0~0.4m油菜根系分布层土壤水分、盐分和养分状况良好,但当停止施肥灌溉后,土壤养分含量降低,表层土壤盐分升高,但0.3~1.2m土体盐分基本维持平衡。滴灌高频施肥灌溉有利于提高油菜的产量、肥料利用效率和灌溉水利用效率,并且当施肥比例为当地油菜施肥量的50%左右时,油菜产量高、肥料偏生产力较高。     

不同灌水量和矿化度对小麦生长影响的试验研究

通过在西北旱区石羊河流域开展的田间小麦咸水灌溉试验,研究了咸水灌溉对小麦生长指标及产量的影响。试验设置2个因素,灌水量3个水平W1、W2、W3(355、280、205mm),灌水矿化度4个水平S1、S2、S3、S4(0.7、3.0、5.0、7.0g/L)。试验结果表明:在相同灌水量条件下,随灌水矿化度的增加,株高降低2.7%~16.0%,叶面积指数降低9.65%~28.28%、产量降低1.81%~27.02%、干物质减少15.66%~34.42%;在相同灌水矿化度条件下,随灌水量的减少,株高降低1.37%~11.67%、叶面积指数降低14.07%~20.45%、减产7.31%~27.33%、干物质减少10.26%~49.04%。在充分灌溉(355mm)处理下,与0.7g/L相比3.0g/L处理对小麦各生理指标影响差异较小,株高相差小于1cm、叶面积指数减少7.6%、减产1.81%、干物质减少7.1%。因此,灌水量355mm和矿化度3.0g/L可应用于该地区小麦灌溉。     

不同灌水方法对苹果树果实膨大期根系生长和土壤酶活性的影响研究

蓄水坑灌法是针对我国北方地区水资源紧缺和水土流失严重双重问题而提出的一种适用于山丘区果林的中深层立体灌溉。为了果树能够更好地吸收水分和养分,需对其根系和土壤酶活性方面进行研究。本试验在果实膨大期采用根钻法对地面灌溉和蓄水坑灌条件下的苹果树根系形态及活力和土壤酶活性进行对比研究,结果表明:在两种灌溉方式下,果树根系形态指标和根系活力均随土层深度的增加呈现出先增大后减小的趋势,蓄水坑灌条件下峰值出现在60~100cm土层深度内,较地面灌溉峰值下移,且均大于地面灌溉;脲酶、磷酸酶和硝酸还原酶活性随土层深度的增加表现出先增大后减小的趋势。在0~20cm表层土壤,蓄水坑灌条件下的土壤酶活性低于地面灌溉,而在中深层土壤,蓄水坑灌的要明显高于地面灌溉。过氧化氢酶活性则表现为随土层深度的增加先减小后增大,且蓄水坑灌条件下的酶活性在0~160cm全土层深度内均大于地面灌溉。