淮北砂姜黑土区地下水调控措施探讨

本文分析了淮北砂姜黑土的“四水”特点及不同目的要求的地下水埋深。经过试验及调查分析，探讨了适宜本区特点的地下水调控措施。     

黑土区马铃薯气候生产潜力对气候变化的响应及优势产区增产空间研究

揭示黑龙江省马铃薯气候生产潜力的时空演变,明确气候变化的影响效应,了解优势产区的增产潜力,以期为指导黑土区马铃薯优化生产布局、保障黑土区粮食安全提供基础参考。利用黑龙江省80个气象站点1961—2020年的逐日气象资料及马铃薯地段产量资料,采用逐步订正法,精细化评估马铃薯各级生产潜力的时空变化特征,量化辐射、气温、降水主要气候变化因子的影响效应,优化松嫩平原西部马铃薯优势产区的种植空间。结果表明：1961—2020年黑龙江省马铃薯光合、光温、气候生产潜力平均值分别为28885、25802、13843 kg/hm²;光合、光温和气候生产潜力分别表现为不显著的上升、下降和下降趋势;与潜在生育期内辐射、气温、降水的趋势一致。马铃薯光合、光温生产潜力呈现出自北向南逐渐递增的纬度特征,高值区位于松嫩平原南部及牡丹江南部局地;气候生产潜力自中部向周围递减;气候变化对马铃薯气候生产潜力的影响为：辐射的影响为正效应,气温、降水及气候变化综合的影响均以负效应为主。对于松嫩平原南部降水偏少地区,增温、降水量增加有利于提高马铃薯气候生产潜力,而对于东部降水偏多地区影响为弊大于利。松嫩平...     

基于RAGA的PPC模型在黑土区玉米调亏灌溉评价中的应用

调亏灌溉作为一种行之有效的节水灌溉方式,对黑土区农业水资源的可持续高效利用具有重要意义。而调亏灌溉方案的优劣取决于它的综合效果,难以直观评价。以2013年在黑龙江省红星农场进行的玉米调亏灌溉技术效应的试验研究为基础,选取了8个评价指标,采用投影寻踪分类模型(PPC),利用基于实数编码的加速遗传算法(RAGA)优化其投影方向,根据投影函数值得到各评价指标对综合评价的贡献大小对不同调亏处理的各项指标进行排序。结果表明:苗期水分调亏程度为田间持水量60%的处理为最佳调亏灌溉方案,产量和水分利用效率比适宜调亏灌溉处理分别提高了2.11%和6.42%。研究结果可为黑土区玉米灌溉管理提供科学依据。     

淮北平原涝渍兼治的组合排水工程形式

由于淮北平原砂姜黑土区的气候、地形、地貌、水文地质、土壤等多方面原因，致使旱、涝、渍频繁，且涝渍灾害往往是紧密相连，先涝后渍，涝渍相随．造成大面积减产．甚至绝收，旱、涝、渍灾害一直困扰着本区的农业发展。通过试验及调查，从治理涝渍效果、提高农业产量、投入产出等方面进行综合分析，提出了几种适宜于本区的组合排水形式。     

生物炭对东北草甸黑土水分运动参数的影响

为探明添加生物炭对东北草甸黑土水力学特性的影响,研究了以5种生物炭体积比(0、2%、4%、6%、8%)施入土壤后的土壤水分运动参数。采用土壤的VAN GENUCHTEN模型和MUALEM理论,推导出添加生物炭土壤的水分特征曲线、相对导水率和水分扩散率方程,并用试验校验理论推导结果。理论和试验结果表明,添加生物炭土壤的饱和度随基质吸力的变化接近无添加的土壤;当基质吸力低于2 000 cm时,添加生物炭能够大大提高土壤的含水率,当基质吸力高于8 000 cm时,土壤的含水率不一定增加;水平土柱吸渗试验表明,生物炭能够抑制土壤水分的水平扩散;数值模拟降雨后的土壤含水率与田间实测数值相比误差小于13.3%。研究可为东北黑土区农业水土保护和利用提供理论依据。     

黑土区水稻生长生理特性与产量对耗水过程的响应

为了探究黑土区水稻生长生理特性及产量对耗水过程的响应规律,于2017年5月18日—9月20日在黑龙江省水稻灌溉试验站的蒸渗仪内进行了水稻耗水试验。采用U7(76)均匀试验设计,解析了各生育时期耗水量对水稻生长生理特性及产量的影响。结果表明:水稻生育期内耗水强度总体呈现先上升后下降的趋势,在抽穗开花期达到最大,为5.66 mm/d;耗水模系数在整个分蘖期达到最大,平均值为43.98%,抽穗开花期后趋于稳定。分蘖后期耗水量(ET3)对叶片干物质量影响最大;茎鞘和穗干物质量对拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量(ET4、ET5)的响应程度最为显著(P0.01);分蘖中、后期耗水量(ET2、ET3)对根干物质量分别存在最大正效应、负效应;除分蘖前期耗水量(ET1)外,分蘖中期至抽穗开花期耗水量对根系伤流量影响由大到小顺序为:ET2、ET3、ET4、ET5;分蘖中期、拔节孕穗期、抽穗开花期耗水量对气孔导度和蒸腾速率的影响为正效应(P0.05),分蘖前期耗水量对蒸腾速率的影响为负效应(P0.05);除分蘖前期耗水量外,分蘖中期至抽穗开花期耗水量对胞间CO2浓度和净光合速率影响由大到小顺序分别为:ET5、ET2、ET4、ET3和ET2、ET5、ET4、ET3。分蘖中期、拔节孕穗期、抽穗开花期的水分敏感指数值分别为0.120、0.244、0.252,这3个时期耗水量对产量影响更为显著。该研究可为黑土区水稻节水灌溉制度制定提供依据。     

黑土区坡耕地生物炭应用模式综合效益研究

为探究黑土区坡耕地不同生物炭应用模式（不同生物炭施用量和施用年限）的综合效益,以东北黑土区坡度为3°耕地径流小区为研究对象,于2015—2018年,设置不加生物炭的常规处理（C0）和生物炭施加量分别为25 t/hm²（C25）、50 t/hm²（C50）、75 t/hm²（C75）、100 t/hm²（C100）共5个处理,分析不同施炭量以及施炭年限的综合效益,结果表明：在生态效益方面,生物炭能够有效改善土壤结构、增强土壤肥力、提高土壤蓄水保土能力,在施炭量为50 t/hm²时,连续施用2年,土壤蓄水保土效果最佳;连续施用3年,土壤结构最为理想;施炭量为100 t/hm²时,连续施用4年,土壤肥力最佳。在经济效益方面,生物炭能够有效提高作物节水增产性能及其经济产值,施用1年、施炭量为75 t/hm²时,水分利用效率最大;连续施用2年、施炭量为25 t/hm²时,生物炭边际生产力最大,施炭量每增加1 t,产量增加1...     

基于PhotoScan的径流小区三维重建参数优化

提高径流小区数字地面模型精度是应用三维重建技术研究面蚀细沟间与细沟侵蚀过程的关键。以位于黑龙江省海伦市的中国科学院海伦水土保持监测研究站的裸地小区为研究对象,以验证点与控制点误差比和数字高程模型（Digital elevation model,DEM）误差为指标,优化Agisoft PhotoScan三维重建径流小区的处理参数,降低DEM误差。PhotoScan的精度参数和相机模型设置对DEM误差有较大影响。优化后的验证点与控制点误差比降低35%,改善了径流小区DEM对地面控制点的过度拟合。优化后的相机模型包含焦距、像主点、径向畸变、切向畸变等。基于单点和点云的验证结果表明,优化过程误差降低约40%。相对于默认参数设置下的验证点误差（20.0mm）,优化后的验证点误差为11.0mm,与细沟侵蚀深度标准相当（沟深大于等于10mm）,因此优化后的径流小区三维重建过程更适宜于细沟侵蚀过程的三维表达。     

黑土区调亏灌溉条件下大豆耗水规律试验研究

针对黑土区存在的降雨量时空分布不均,水资源短缺,作物水分利用效率较低的实际问题。2013年在黑龙江省北安农垦分局红星农场进行了盆栽试验,研究了调亏灌溉条件下的大豆耗水规律。结果表明大豆各生育阶段耗水量按结荚-鼓粒、开花-结荚、鼓粒-成熟、分枝-开花、出苗-分枝、播种-出苗阶段依次递减;产量、水分利用效率与耗水量之间均呈二次抛物线关系。耗水量为62.5kg/盆时,水分利用效率先出现最大值,耗水量达84.76kg/盆时,产量(52.9g/盆)最高,最高值出现时间较水分利用效率偏后。在试验的基础上,建立了基于Jensen模型的黑土区大豆水分生产函数。研究结果可为黑土区大豆节水灌溉管理提供一定的理论依据。     

东北黑土区不同季节侵蚀沟形态发育比较分析

侵蚀沟形态特征是了解沟蚀发生、发育的关键性因素,探究不同季节侵蚀沟形态参数变化特征对深入理解侵蚀沟的侵蚀过程和侵蚀沟的治理工作具有重要意义。选取黑龙江省海伦市光荣小流域内的3条侵蚀沟为研究对象,探究季节变化下侵蚀沟长度、面积、体积等形态参数值的差异。结果表明:(1)不同季节侵蚀沟横断面形态由沟头到沟尾均呈现出由V形向U形转变;(2)侵蚀沟在降雨期由沟头前进和沟尾后退所引起的长度增加量大于融雪期由沟头前进所引起的长度增加量;(3)侵蚀沟面积在降雨期的增加量大于融雪期,但不同时期侵蚀沟面积变化位置不同,降雨期侵蚀沟面积增加主要是由长度变化和沟头周围发生大规模崩塌引起的,而融雪期则是由长度变化和沟岸扩张引起侵蚀沟面积增加;(4)侵蚀沟体积在降雨期变化量大于融雪期,这与侵蚀沟长度、面积和径流的剪切能力有关,降雨径流的下切侵蚀能力大于融雪径流。研究结果可为侵蚀沟防治提供理论依据。