为讨论在膜滴灌条件下水分和盐分的运移对棉花根系时空分布的影响,选择淡水和咸水两个处理,在其三个不同生育期(蕾期、花铃期和吐絮期)采集距滴头不同距离和深度上的根系,并监测各剖面的水分、盐分及地上植株的农艺性状。对其根长密度与地上部分、水分和盐分的运移进行分析,研究表明根系对水分和盐分的胁迫表现明显,当土壤体积含水率在20%以上,电导率在2000μs/cm以下时可以满足根系的正常生长发育,根系在这个范围内集中向水分高且盐分低的区域发育。
干旱区玛纳斯河流域水资源严重短缺,防风固沙的人工植被,常常不得不利用较高矿化度的地下水进行灌溉。本文研究采用三种矿化度(1g/L 、3g/L、6g/L)的微咸水,对两年生柽柳进行补充灌溉。结果表明,较高矿化度微咸水对柽柳生理活动与生长速率具有明显的影响。多枝柽柳的光合速率、气孔导度和蒸腾速率的日变化曲线呈单峰型,日均值呈先增大后减小趋势,矿化度为3g/L的微咸水能够促进柽柳的光合作用,6g/L处理使光合作用减小;灌溉水矿化度由1g/L增大到6g/L时,3g/L。在充分供水条件下,柽柳生长速率随灌溉水矿化度的增大而减少,在生长旺盛期6g/L灌溉的株高、枝长与冠幅生长率分别比1g/L减少55%、59%。当灌溉水矿化度由1g/L升高到6g/L时,柽柳各生育阶段的耗水量呈下降趋势,生育期总耗水量减少16%。
研究土壤坡面冬季储水量对整个冬季土壤墒情尤为重要,可以预测解冻后土壤墒情变化为三月中旬华北地区开展农田灌溉提供理论依据。利用华北地区2009年11月的一次强降雪气象资料、2002-2008年多年平均同期降水资料和土壤墒情实测的面尺度资料,对降雪量、降雪时间和土壤含水量以及相互影响关系进行了分析。研究结果表明:积雪覆盖对土壤含水量有显著影响。和同等水量的降雨相比,冻融土壤含水量高出多年平均土壤含水量10%以上;积雪覆盖导致土壤各层含水量随时间变化波动较为均匀,由于土壤冻融作用导致土壤水频繁相变,致使土壤水分延时效应明显;积雪覆盖有利于维持土壤含水量的稳定,同时使土壤含水量有增加趋势。
为研究不同土壤质地条件下地下滴灌滴头流量变化的敏感程度,分别对工作压力、土壤容重和土壤初始含水率这三个因素采用求偏导的方法作为滴头流量对各因素的敏感性指标进行计算分析。结果表明:工作压力的变化对滴头流量影响显著,但滴头流量对压力变化的敏感性在不同土壤质地之间的差异并不大,相同压力条件下,土壤质地越轻,滴头流量对压力变化的敏感性略高于质地越重的土壤;随着土壤容重和土壤初始含水率的增大,滴头流量对二者变化的敏感性逐渐减弱;土质越轻,土壤容重与含水率变化对滴头流量的影响越显著;滴头流量对不同土质的敏感性明显大于对容重变化的敏感性。上述结论对地下滴灌系统水力计算以及地下滴灌产品开发具有一定的参考价值。
湖泊生态系统服务功能包括供给功能、支撑功能、调节功能和景观功能四大类,这些功能发挥的程度受湖泊水文特征、水质状况、水生态、空间物理结构和湖泊景观等多种因素影响,各影响因子对其影响程度(权重)不同,确定权重的方法包括主观赋权法和客观赋权法。本文采用改进的层次分析法(AHP)定量分析乌梁素海生态系统服务功能及各影响因子的相对重要程度,结果表明,乌梁素海生态系统各项服务功能的重要性排序为:调节功能-供给功能-支撑功能-景观功能,这与乌梁素海目前的实际生态功能相符合;影响因子的重要性排序为:水质状况-水文特征-湖泊景观-水生态-空间物理结构,这为采取相应的措施维持湖泊生态系统健康发展和实现湖泊的科学管理提供理论依据。
由于参考作物蒸发蒸腾量的影响因子众多,而且存在信息重叠,本文首先利用DPS软件对众多因子进行主成分分析,然后建立多元线性回归模型和BP神经网络模型对灌区参考作物蒸发蒸腾量进行预测,并将预测结果与Penman—Monteith公式计算值进行比较,结果发现多元线性回归模型预测的平均相对误差为10.05%,而BP神经网络模型预测的平均相对误差仅为2.71%,通过比较 BP神经网络模型能更好的满足灌区参考蒸发蒸腾量的预测要求。
为蓄水灌溉田间应用提供理论依据,试验对不同管网的水力性能进行了试验研究。结果表明:随着供水管径的减小,各出水口的流量偏差率在逐渐增大,但对于同一管径的供水毛管,流量偏差率均随着供水压力的增大而逐渐减小。在相同供水时间内,蓄水袋的容量随着供水管口径、供水压力的增大而增大,并基本呈线性变化关系。蓄水袋的最大实际蓄水量与系统的供水压力有关,与供水管口径的关系不明显,提出当蓄水袋的供水管口径为φ5时较合适。
为解决石羊河流域因种植结构不合理而引起的水资源供需矛盾问题,探索选用了制种油葵/复种冬油菜和制种西瓜/复种油葵两种种植模式,和常规的单作小麦和单做玉米从产量、经济效益、耗水量和灌水效益等多方面进行对比研究。试验结果表明:制种油葵/复种冬油菜和制种西瓜/复种油葵在灌水量分别与单做玉米和单作小麦一致的情况下,前者与小麦和玉米相比较,纯收入分别增加33750元/hm2和28035元/hm2,耗水量分别增加170 mm和69 mm,灌水效益分别提高340%和139%;后者与小麦和玉米相比较,纯收入分别增加27705元/hm2和21990元/hm2,耗水量分别增加6 mm和-95 mm,灌水效益分别提高284%和109%。两种模式采用经济效益较高、耗水较低的经济作物替代了传统的粮食作物,将夏季过度集中灌溉分散到不同季节,从而优化了种植结构,缓解了灌水的需求矛盾,而且还起到节约资源和保护生态环境的效应,为实现石羊河流域农业的可持续性发展提供可靠的保障。
通过室内试验,对地下点源滴灌土壤水分分布进行了直接观察分析和取样检测。试验结果表明,对于小容重土壤,其垂直向下方向的湿润峰的运移速度比水平方向的湿润峰运移速度要快;另外,滴灌结束后24小时的土壤含水率分布比滴灌结束时的含水率分布更为均匀。这些结果将对实际田间的地下滴灌技术的规划设计有参考应用价值。
节水高效的优化灌溉制度是解决农业水资源短缺的有效措施,通常所建立的灌溉制度优化模型多为具有两个决策变量的二维动态规划模型,不但求解复杂而且模型本身也存在缺陷。以吉林省松原市前郭县苜蓿人工草地非充分灌溉试验为依据,深入研究作物蒸发量与土壤水分之间的内在关系,在已建立的二维优化模型基础上,以土壤含水率为中间变量将蒸发量与灌水量联系在一起,并通过土壤水消退模型定量表述二者之间的关系,将模型改变为具有一个决策变量的动态规划问题,这样不仅求解方便而且更为全面真实的反映土壤水分变化特征。
研究覆膜条件下追氮量对烤烟伸根期叶片中叶绿素含量的影响通过大田试验,根据烤烟需肥规律设置5个氮肥追施水平,研究在起垄覆膜条件下氮肥追施量对烤烟伸根期叶片中叶绿素的影响不同处理的烤烟伸根期叶绿素总的变化趋势均表现为增长,施氮量居中的T3的烤烟叶绿素含量增长较快,累积强度较其他处理来说最大,而空白处理T1的烤烟叶绿素含量增长最为缓慢.烤烟伸根期叶片中叶绿素含量不断积累,追氮量并不影响叶绿素不断增长的大体趋势,而影响叶绿素的累积强度。随着追氮量的增加,累积强度表现为先增后减。
依据灰色系统理论,对榆林市1980-2005年26年的用水资料建立GM(1,1)模型,模型公式经验证精度较高,然后对榆林市未来10年的需水量进行了预测。结果表明:未来10年内榆林市需水量将呈持续增长的态势,2010 年需水量将增至73055 万m3,2015 年需水量将增至79486 万m3,相对于2005年,增幅分别为10.35%和20.07%。
综合考虑影响沈阳市浅层地下水脆弱性的内因和外因,构建了包括固有脆弱性和胁迫脆弱性两方面影响因素的多层次评价指标体系;充分借助GIS软件,进行了地下水脆弱性综合评价和编图;并以地下水污染现状加以验证,为地区水资源管理提供决策依据。
随着滴灌技术的发展,施肥与灌溉相结合,实现自动化、精准化,已成为现代农业的一个发展方向。在研究国内外滴灌施肥技术发展现状的基础上,对适合我国农业现状的精准滴灌施肥自动控制系统进行了研究。系统在运行时可根据施肥处方,自动配制肥液,调整施肥液的浓度、流量及酸碱性,执行精确的施肥过程,并能对作物施肥过程进行全面的监控。研究认为,依靠现有滴灌资源,在采集作物生长土壤信息的基础上,依据作物在不同生长区域、阶段对于肥料养分的需求、水肥结合效应及目标产量,由变量施肥辅助决策系统生成处方,精确确定施肥量,是一种可行而科学的生产方法。
压差式施肥罐在新疆生产建设兵团棉花膜下滴灌条件下使用广泛,但是在实际操作过程中有较大的盲目性。本文在滴灌棉田两种常规施肥量和压差条件下对施肥罐出口肥料溶液浓度随时间的动态变化进行了测试和分析,试验中尿素使用量选用136kg与204kg两个水平,压差式施肥罐的压差为棉田滴灌条件下的两个常规压差,0.05MPa与0.10MPa。试验中压差式施肥罐出口压力固定为0.20MPa。试验结果表明:施肥罐出口尿素溶液相对浓度随时间呈指数函数持续快速减小,注肥开始的30分钟内尤为明显;相同施肥量不同压差条件下,压差越大尿素溶液浓度随时间下降的越快。为了在大田棉花滴灌条件下获得相对较长的施肥时间,需降低施肥罐两端的压差,并尽可能在施肥总量一定的情况下增加施肥次数。
微灌技术的发展需要更加先进的过滤器,目前国内和新疆节水灌溉中的网式过滤器应用最普遍,但网式过滤器在清洗方式上存在一些问题,人工清洗需要取出滤网,系统需停水,效率较低,自动清洗需要外力驱动,增加过滤器的制造和使用成本,介绍的节水灌溉用新型水利旋喷自动吸附过滤器在自动清洗动力和自动清洗方式的创新既实现了过滤器的自动清洗又保证了清洗效果,使其在生产实际中能够发挥更大更积极的作用。
石家庄市水资源严重紧缺,积极开辟新水源——雨洪资源对缓解水资源供需矛盾意义重大。本文主要介绍了城市雨水利用的意义、石家庄雨水利用的现状及潜力,回顾了国内外雨水利用政策法规方面的做法,结合石家庄市目前出台的雨水利用政策法规提出了四点建议:(1) 政府部门应加强对城市雨水利用的监管;(2) 实行雨水利用建设项目激励机制;(3) 修改有关政策法规;(4) 扩大雨水利用工程示范。
界定了农业灌溉设施供给模式的定义及内涵,指出灌溉设施属性、政府财力、设施运营效益、市场成熟度、相关政策法规的配套性等是影响灌溉设施供给模式选择的主要因素,详细分析了以上各因素是如何影响供给模式的选择。在此基础上,构建了层次分析模型并给出了解决的思路。以江苏省世行项目区为例,给出了农业灌溉设施供给模式的选择建议。