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  • 何雨田, 白美健, 张宝忠, 姚彬, 史源
    节水灌溉 . 2023, (4): 115-121.   DOI: 10.12396/jsgg.2022398
    HTML365 PDF44

    灌区智慧化发展是社会主义现代化建设新阶段的必然要求,是助力农业现代化全面实现的关键环节。基于相关行业智慧化发展进程资料、436个大型灌区信息化发展现状调研数据和124个典型灌区测控设施布局数据,归纳总结了城市、交通、农业、水利等智慧化发展特点,结合新的社会经济形势下灌区功能特点明确了我国灌区智慧化发展内涵及建设架构,剖析了现阶段我国灌区智慧化建设主要集中在灌区管理平台及信息感知方面,存在数据、算法支撑不够,多专业融合协作不足,信息化工程专业化运维缺乏和统筹发展能力不足等问题,提出了未来我国灌区智慧化发展措施与建议。

  • 吴彩丽, 白美健, 张宝忠, 史源, 侯文涛, 赵智
    节水灌溉 . 2023, (4): 87-95.   DOI: 10.12396/jsgg.2022335
    HTML249 PDF17

    针对新疆建设兵团灌区目前存在的先进田间高效节水新技术对应着低水平、粗放型的运行管理,输配水已不能满足作物在滴灌技术模式下的灌溉需求,作物关键期需水得不到保障,滴灌技术难以发挥应有的效益等问题,以渠道的水动力学模拟为基础,结合特色作物棉花、红枣、玉米等典型农作物所需的滴灌灌溉制度,建立基于输配水系统水动力过程精准模拟的灌区渠道优化调控模型,并采用有限体积法和遗传算法求解。该模型在兵团典型灌区进行了示范应用,结果表明,基于输配水系统水动力过程精准模拟的灌区渠道优化调控模型,能够精准模拟渠道输配水过程,制定的输配水方案高效合理,能够缩短配水时间,减少弃水,保障作物关键期需水。在此基础上,提出了灌区输配水优化调控模式,实际灌溉中可根据灌溉需水情况采取相应的调控模式,为灌区每一次灌溉调控提供依据。

  • 李杰, 翁泽城, 潘鹤立
    节水灌溉 . 2023, (8): 129-135.   DOI: 10.12396/jsgg.2023107
    HTML245 PDF14

    为了实现管道中水能发电满足智能灌溉系统供电需求,需要提高超微型水轮机的发电量和发电效率。使用DesignModeler和Soildworks建立了三维结构模型,将水轮机转轮不同的叶片数量和叶片角度分组并导入流体力学仿真软件Fluent中分析。根据灌溉用水特点,设置在水压150 kPa,水流速度1.33 m/s的条件下进行仿真实验。在稳定旋转的条件下,分别对6、10、20、25、30叶片数和夹角60°、70°、75°、80°、90°的叶轮模型稳定后的转速进行仿真试验,发现在叶片夹角75°下,20和25片叶片时水轮机转速较快,分别为1 185 r/min和1 148 r/min。经过仿真试验,发现叶轮转速与其叶片长度的关系不明显。对有效输出功率和流场进行分析,发现当水轮机叶片为25片,夹角为75°时,为仿真实验中的最优组合。叶片数在6~20片时转速随着叶片数量增加而增加,20~30片则会骤降,叶片的角度在75°时转速最高,叶片长度对转速影响不大。研究结果表明通过调整其转轮数量和叶片角度对叶轮转速有明显提升,能有效提高输出功率,提高发电效率。

  • 邵帅超, 章少辉, 张凯, 刘建丽
    节水灌溉 . 2023, (9): 1-7.   DOI: 10.12396/jsgg.2023212
    HTML186 PDF94

    精准的灌区量测水方法与技术是减少灌区无效弃水,保障灌区用水安全的重要手段。针对灌区明渠量测水方法与技术,系统阐述了水工建筑物量水、特设量水设备量水、流速—面积法量水和水位—流量法量水4种方法的研究进展,归纳分析了4种量测水方法的适用条件及量测精度,阐述了不同场景下明渠量测水方法应用情况。结果表明:配备水位传感器等设备的量水建筑物为数据获取与传输提供了便利;优化建筑物结构特征可提升建筑物适用范围和测量精度,推动了特设量水设备技术发展。流速—面积法因量测精度高常用于校准其他量测水方法,但其操作复杂、耗时长导致测流效率较低,随着超声波等技术日趋成熟,可用以复杂流态流量的测量工作;流速分布规律作为流速—面积法量水的基础,利用流速分布规律可建立点流速与断面平均流速的关系,进而通过点流速获取断面流量。水位—流量法受断面参数影响显著,仅对特定工况可用,因此难以推广。利用机器学习方法处理大量水位与流量关系的历史数据对水位预测流量提供了数据处理手段。最后,探讨了非接触式量测水技术以及模型算法对流量预测的发展前景,结合目前研究基础和实际需求对未来的研究方向进行了讨论,以期为进一步提高量测水精度、降低量测水布设设备成本等方面提供有价值的参考依据。

  • 冉光妍, 王光耀, 杜慧娟, 吕密
    节水灌溉 . 2023, (11): 1-10.   DOI: 10.12396/jsgg.2023202
    HTML151 PDF46

    基于塔里木河流域46个县(市)2015-2020年6年的面板数据,利用SBM-undesirable模型、核密度估计和Tobit模型分析流域内农业用水效率的时空格局及影响因素。结果表明:考虑了水污染的塔里木河流域农业生态用水效率呈现出逐年提高的趋势,但整体不高;流域内兵团各市和克孜勒苏柯尔克孜自治州的农业生态用水效率相对较高,其中又以阿拉尔市和若羌县为最高,达到了现有技术水平下的最优状态,效率值为1,而阿克苏地区和喀什地区的农业生态用水效率相对较低;农业生态用水效率值较高的县(市)主要分布在流域东部和西部边缘,研究时段内效率值分布重心呈现出自中部向西南部演进的趋势;进一步研究发现,农业水价、经济发展水平、节水灌溉技术等因素对流域农业生态用水效率的影响显著,水价越接近供水成本,对效率的提升贡献越大,节水灌溉技术和地膜应用越广,农业生态用水效率越高。研究的政策含义表明:应继续在流域内推广节水灌溉技术,除了普及滴灌设施以外,在条件适宜的区域可采用地膜覆盖来减少蒸发;应持续推进农业水价改革,因地制宜地调整农业用水价格,合理设置阶梯水价,积极探索水权交易制度。

  • 魏炜, 莫崇勋
    节水灌溉 . 2023, (4): 9-17.   DOI: 10.12396/jsgg.2022391
    HTML229 PDF22

    以中国东南沿海6个省市地区为研究区,基于GLEAM卫星遥感数据对该区1980-2020年地表蒸散发的时空演变特征进行分析研究。研究利用Mann–Kendall趋势检验和功率谱小波分析,分别从年、季节等尺度分析了蒸散发的变化趋势和周期特征。结果表明,我国东南沿海地区近40年的地表蒸散发呈现显著的增加趋势,增速为1.87 mm/a。其中,夏季对于年蒸散发量的贡献最大,贡献率为36.15%;春季对于蒸散发量增速的贡献最大,贡献率为36.73%。蒸散发在年尺度上无明显的周期性,但在季节尺度上却表现出明显的周期性规律。研究结果可为我国东南沿海地区水文循环演变规律等研究工作提供科学参考。

  • 马明泽, 王红雨, 李杰, 金铭锐, 马俊毅, 郭丽平
    节水灌溉 . 2023, (4): 1-8.   DOI: 10.12396/jsgg.2022344
    HTML161 PDF19

    灌溉回归水再利用问题是西北干旱、半干旱地区农业灌溉亟待解决的问题,已有研究表明,由管壁裹土工布+砂砾石复合的农田排水暗管外包料的滤土、排水效果显著。为探究该类外包滤料的防淤堵情况,结合宁夏银北灌区暗管排水循环利用问题,采用砂砾石、沸石、炉渣材料和当地常用管壁外裹土工布构造了排水暗管的复合型外包滤料结构,通过室内土柱渗透试验,分析研究了复合型外包滤料的防淤堵性状与评价方法。试验结果表明,复合型外包滤料的防淤堵效果优于仅铺设土工布的情况,而传统砂砾石与吸附性材料之间的防淤堵效果存在细微差别;复合型外包滤料可以使用沸石、炉渣等吸附材料代替砂砾石,但应满足滤料的级配条件,在Cu >4的同时不宜缺少小粒径滤料;滤料部分的水力梯度值占复合型外包滤料的总体水力梯度值的百分比更大;考虑外包滤料内部各结构权重的改进梯度比方法用于分析判断暗管外包滤料的防淤堵情况是可行的。

  • 冯倩, 尹义蕾, 王柳, 王春辉, 裴庆余, 丁小明, 张凌风, 王晓丽, 王会强
    节水灌溉 . 2023, (6): 34-40.   DOI: 10.12396/jsgg.2023073
    HTML140 PDF16

    水分状况直接决定着温室作物的产量与品质,根据作物表型变化来反应其水分胁迫状况是当前研究的热点。作物表型参数综合考虑了由于土壤(或基质)水分减少和蒸腾蒸发需求量而引起水分胁迫的累积效应,据此可以更精确地判断作物水分胁迫水平,进而为实现精准灌溉提供相关依据。该文对国内外基于作物表型(茎直径变化、茎流、冠层温度)的温室精准灌溉策略研究现状进行了分析与总结,相关研究表明,茎直径变化、茎流和冠层温度3个诊断指标可以反映植物的水分状况,但作物表型受环境因子影响较大,一般需排除环境因子对作物表型的影响或与环境因子等外界因素进行综合分析建模,建立综合作物表型-环境因子等因素的作物需水模型,用以指导灌溉;同时提出了国内基于作物表型进行灌溉还存在基础理论不完善、技术研发不先进、设备监测不精确等问题,并对基于作物表型的灌溉策略未来的发展方向进行了展望,未来国内温室灌溉领域需向着加强作物表型与灌溉的基础理论研究、积极探索新技术、研发新装备、提升温室环境控制水平等方向前进。该文可推动该领域相关研究为实现温室作物的精准灌溉提供参考。

  • 王茜, 查元源
    节水灌溉 . 2023, (10): 1-10.   DOI: 10.12396/jsgg.2023272
    HTML163 PDF60

    农田生态系统每时每刻都与大气进行着热量、水分与二氧化碳的交换,消耗可利用水资源的同时生产人类生存所需粮食。陆面模式能定量刻画土壤-植被-大气间能量、动量和水汽交换,但其应用受到参数不确定性的制约。选取禹城站与栾城站2个华北平原典型农业生态系统试验站,采用拉丁超立方抽样法(LHS)基于Sobol方差分析检测了Noah-MP模型的42个参数对潜热通量(LE)、显热通量(H)、净生态系统碳交换量(NEE)、第1层土壤含水率(SM1)及第2层土壤含水率(SM2)5个输出变量的全局敏感度,筛选出高敏感参数。结果表明:若不考虑敏感性指标的精确排序,为节约计算成本,拉丁超立方抽样法的抽样次数可以取为参数数量的5倍左右;对这5个模型输出而言,敏感参数在站点间及不同气孔阻抗的土壤水分限制因子参数化方案下的表现较为一致,主要包含5个植被相关参数(LTOVRC、QE25、MRP、VCMX25、SLA)和4个土壤相关参数(BEXP、SMCMAX、SMCREF、SMCWLT),而土壤参数SMCMAX、SMCREF、SMCWLT与BEXP的全局敏感度在华北平原的不同站点间变异性较大;对比禹城站,在更为干旱的栾城站应用不同的土壤水分限制因子参数化方案时,BEXP的全局敏感度发生显著变化,因此干旱地区应重视对土壤参数BEXP的校准。

  • 史敏莉, 罗为群, 吴泽燕, 林佳欣, 胡兆鑫, 涂纯
    节水灌溉 . 2023, (7): 1-9.   DOI: 10.12396/jsgg.2022403
    HTML152 PDF48

    土壤水热因子是影响岩溶区植被恢复、生态修复和水土保持等的主要因素,降雨变化是限制土壤温度和水分变化的一个重要因素,因此在典型峰丛洼地不同地貌部位选择监测点,对不同降雨条件及20、50、80、110 cm深度土壤温度和水分进行连续监测,探讨峰丛洼地区降雨变化对土壤水分和温度的影响机制及其两者耦合关系。结果表明:随土层深度增加土壤水分变异系数增大,土壤温度变化幅度减小。洼地土壤水分对不同条件下的降雨均有响应,但坡地土壤水分对中雨以上级别的降雨发生降雨响应,且坡地土壤水分响应程度较洼地土壤水分强烈。土壤温度日变化特征仅存在于小雨或中雨,大雨或暴雨时,其变化呈现逐渐下降的趋势。土壤水分和温度的相关性在洼地和坡地呈相反的变化。

  • 吴旭斌, 冯浩, 董勤各, 钟佳旺, 赵鹏
    节水灌溉 . 2023, (6): 100-109.   DOI: 10.12396/jsgg.2023048
    HTML152 PDF46

    河套灌区降水稀少、昼夜温差大,早春温度偏低影响春玉米生长,为改善灌区春玉米水热环境,以不同覆膜与灌溉组合为研究对象,探究适宜的保墒增温和提质增效的覆膜灌溉耕作模式,为河套灌区水热资源的高效利用提供理论指导与技术支撑。试验布设4个处理:畦灌+不覆膜(CK)、畦灌+透明地膜覆盖(QB)、沟灌+透明地膜垄体覆盖(GB)、沟灌+黑色地膜垄体覆盖(GH),以探究不同覆膜灌溉方式下春玉米田土壤含水率和土壤温度变化规律、春玉米产量及水热资源利用效率。结果表明:垄膜沟灌可提高表层土壤含水率和根区储水量。播后61 d,GH、GB和QB处理根区土壤储水量分别较CK增加36.01%、36.61%和21.37%,且垄膜沟灌显著高于覆膜畦灌。播后133 d,GH根区土壤储水量较CK和QB增加19.02%和17.40%。垄膜沟灌有效提高日均土壤温度,GB生育期日均土壤温度较QB和CK平均增加1.01 ℃和1.59 ℃,GH较QB和CK平均增加0.86 ℃和1.44 ℃。垄膜沟灌土壤有效积温显著高于畦灌处理,其中GB较QB和CK提高7.78%和16.70%;GH较QB提高6.26%,较CK提升14.46%。春玉米产量呈现出与百粒重结果相同的显著性差异,其中QB较CK提升16.19%,GB较QB提升13.64%,较CK提升32.04%。GB处理下水分利用效率(WUE)和土壤有效积温生产效率(TUE)较QB提升25.79%和5.41%,较CK提升45.69%和13.66%。GB可有效提升根区土壤储水量及温度,改善春玉米水热资源利用效率,提高籽粒产量。综上,建议在内蒙古河套灌区推行沟灌+透明地膜垄体覆盖技术,以提高春玉米产量及水热资源利用效率。

  • 王绍新, 李楠, 王传娟, 王建东, 梁晓阳, 仇学峰
    节水灌溉 . 2023, (8): 121-128.   DOI: 10.12396/jsgg.2022347
    HTML164 PDF34

    国内高效节水灌溉水肥一体化技术因其节水、节肥、高效等特点得以快速推广及大面积应用。首先阐述了目前国内高效节水灌溉水肥一体化技术模式现状,然后简要回顾了高效节水灌溉水肥一体化技术对玉米作物产量、水分和肥料利用效率的影响,分析了高效节水灌溉水肥一体化技术目前存在的主要问题,提出了相应的建议对策并展望了今后需要进一步关注的方向,以期为提升玉米高效节水灌溉水肥一体化技术应用提供技术参考。

  • 王琰, 周亚男, 汪顺营
    节水灌溉 . 2023, (11): 91-98.   DOI: 10.12396/jsgg.2023261
    HTML55 PDF8

    准确掌握灌溉耕地的数量和空间分布等信息是农业生产与水资源管理的重要基础。传统基于像元的遥感灌溉提取会破环地块基本形态,在耕地较为精细、破碎的农田区域,单时相卫星影像所做出的地图也往往达不到所需精度,针对此问题,提出了一种基于Sentinel-2时序影像的地块尺度灌溉耕地提取方法。首先,利用高分辨率遥感影像提取研究区精细的农业耕种地块(矢量多边形);然后,以时间序列Sentinel-2影像为数据源构建地块尺度的时序特征,并设计多种特征组合方案;最后,构建以XGBoost分类模型为基础的灌溉耕地识别方法并评估模型的泛化能力,以实现区域地块尺度的灌溉耕地提取。进而,在美国科罗拉多州南普拉特河流域的农业灌溉集中地区验证上述方法流程。结果表明:①即使耕地情况破碎、复杂,基于地块的提取方法也能在保留地块基本形态的基础上实现灌溉耕地的精确提取,总体精度高达85.03%;②在特征的构建与组合中,精度表现最好的是均值、标准差、中值这三类光谱特征的组合,Kappa系数达到0.69,其中灌溉耕地分类精度为86.76%,非灌溉耕地分类精度为82.30%;③通过测试不同时间序列长度对灌溉耕地提取的影响,发现对灌溉耕地和非灌溉耕地的区分较为敏感的时相集中在农作物生长季的中后期,其分类精度随着时序长度的增加而不断提高。这对后续的研究提供了思路,可以利用农作物生长旺盛阶段的时序影像的均值、标准差、中值这三类光谱特征进行灌溉耕地的识别,该时段的时间序列蕴含丰富的结构化特征信息,从而使得模型表现优异,达到理想的制图精度。集成机器学习和时序遥感,可用于灌溉耕地的调查与监测,也为该方向的深入研究提供了思路。

  • 杨杰, 肖娟, 侯诗宇, 李艳丽, 彭志慧
    节水灌溉 . 2023, (4): 18-24.   DOI: 10.12396/jsgg.2022329
    HTML134 PDF21

    为探明气雾栽培下黄瓜生长发育的情况,研究了不同因素(营养液浓度和喷雾频率)对雾培黄瓜生长发育的影响。其中,营养液浓度用电导率EC(mS/cm)表示,分别设为低浓度C1:1.6(苗期)和2(开花结果期)、中浓度C2:2(苗期)和2.4(开花结果期)、高浓度C3:2.4(苗期)和2.8(开花结果期),喷雾频率分别设为高频T1:30 s/5 min(喷雾时间∕间隔时间)、中频T2:30 s/15 min、低频T3:30 s/30 min。试验期间对黄瓜植株株高、茎粗、叶面积、叶片SPAD值(叶绿素相对含量)、瓜长、瓜粗等指标进行监测。结果表明:在苗期C1T1处理下黄瓜植株的株高、茎粗、叶面积指标均优于其他处理,低浓度高频灌溉更有利于苗期黄瓜的生长;在开花结果期C3T1处理下黄瓜植株株高茎粗生长最快,且叶片SPAD值、瓜长、瓜粗均优于其他处理,高浓度高频率更有利于黄瓜开花结果期的生长。在全生育期结束时,利用主成分分析法对各处理进行综合评价,得出C3T1处理综合得分最高。因此,处理C3T1最有利于黄瓜植株的生长。

  • 周健凡, 管光华, 冯晓波
    节水灌溉 . 2023, (5): 1-9.   DOI: 10.12396/jsgg.2022395
    HTML134 PDF68

    长喉槽是一种经济、稳定、水头损失较小的量水设施,为优化其体型设计,并为其应用于含沙水流渠道量水提供参考,采用三维流体力学计算软件对不同收缩形式长喉槽内部的水流与泥沙特性进行了模拟计算。在验证数值模型可靠性的前提下,由弗汝德数、渠道超高分析确定了收缩率取值区间:仅有侧收缩形式0.36~0.40、仅有底收缩形式0.40~0.72、既有侧收缩又有底收缩形式0.36~0.73;水流含沙时,模拟结果表明泥沙主要淤积在长喉槽上游行近渠段,并且泥沙淤积厚度:仅有侧收缩形式<既有侧收缩又有底收缩形式<仅有底收缩形式。研究表明3种收缩形式长喉槽中,既有侧收缩又有底收缩形式结构设计灵活度高,从泥沙淤积角度考虑,仅有侧收缩形式最优,结论可为我国多沙河流灌区的长喉槽量水设计提供技术依据。

  • 李妍峰, 姜丹
    节水灌溉 . 2023, (5): 75-83.   DOI: 10.12396/jsgg.2022386
    HTML136 PDF31

    农业用水短缺和用水粗放共存,水资源利用率亟待提高。灌溉管道网络是节水灌溉的重要发展趋势,但灌溉管网系统在设计时存在诸多难点。因此,对灌溉工程进行科学合理的规划设计,在满足灌溉需水量和各种液压条件下寻求管网总投资最小的方案,是提高灌溉效率和农业水资源利用率的重要手段。在轮灌方式下的管网布局优化问题中,轮灌组划分方式从根本上决定管网中的流量分布,从而影响管网布置、管网设计和管网总成本。考虑轮灌组容量限制、管道流量流速、工作压力水头等约束,以灌溉系统管道成本和电力成本之和最小作为目标函数,建立了同时考虑灌溉管道网络布置和管网设计的数学模型,并根据模型特点设计一种基于迭代邻域搜索的混合启发式算法进行求解。对一个实际灌溉工程进行优化,设置120、150和190 m3/h三种不同轮灌组容量上限。结果表明,在工作方式方面,由于轮灌组的划分,导致灌溉网络系统工作时的总流量减少,降低管道管径和水源处泵站扬程,从而降低管道成本和电力成本;对于同一算例,灌溉管网的成本也会因轮灌组容量限制不同而存在差异;灌溉系统管道成本和电力成本之间存在效益背反。在管网设计时,需要根据灌区地形和节点分布特点,合理设定轮灌组容量上限和轮灌组划分方式,选择最为经济的管网设计方案。

  • 贺英豪, 谭军利, 王西娜, 董昊
    节水灌溉 . 2023, (8): 1-9.   DOI: 10.12396/jsgg.2023118
    HTML126 PDF43

    掌握不同灌溉方式下压砂地土壤水盐及pH的空间分布规律可以有效提高微咸水的利用效率。利用田间取样、经典统计学、地统计学以及克里格插值法对比分析了滴灌和微喷灌0~40 cm土层土壤含水率、电导率和pH值的空间变异特征。结果表明:微喷灌的土壤含水率略低于滴灌,0~40 cm土层土壤含水率属于中等变异性,且具有中等强度的空间相关性。微喷灌0~20 cm土层土壤平均电导率和离散化程度小于滴灌,同时,2种灌溉方式下0~20 cm和20~40 cm土层电导率的空间分布均表现出中等变异且具有较强的空间相关性;20~40 cm土层的平均电导率小于0~20 cm土层。无论微喷灌还是滴灌,调查地块的土壤电导率表现为中间位置低而地边较高,土壤含水率则在中间位置高而地边低。灌溉方式对土壤pH值的影响不显著,其空间变异性属于弱变异,但微喷灌条件下pH值具有较强的空间相关性。微咸水灌溉条件下压砂地抑制了表层土壤盐分累积,并存在向未覆砂的地块边缘聚积的现象。不同灌水方式下压砂地土壤水分和盐分均存在中等的空间变异性和空间自相关性,而pH值空间变异性较弱。研究结果可以为压砂地的微咸水合理利用提供理论依据。

  • 苏振辉, 降亚楠, 吕婧妤, 徐超, 陈威, 李彬
    节水灌溉 . 2023, (5): 46-55.   DOI: 10.12396/jsgg.2022273
    HTML132 PDF28

    为探究灌区考虑水质水量耦合模拟优化的水资源优化配置模型与方法,基于FloPy和Pymoo构建了水量水质耦合的多目标模拟优化模型。采用地下水数值模拟模型MODFLOW和溶质输移模型MT3D模拟了灌溉引起的地下水位变化和污染物的扩散过程,考虑灌溉收益、作物水分生产率、地下水位变幅和污染扩散4个目标,分别采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ和NSGA-Ⅲ对该问题进行求解,并对比分析了两种方法的实际应用效果。采用多准则分析评价方法TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution),推荐了灌溉方案。推荐灌溉方案在平水年和枯水年分别可以最大减少地下水位变幅56%和43%,最大减少污染扩散面积54%和40%。

  • 朱洁, 刘学军, 蒋佳莉
    节水灌溉 . 2023, (11): 121-129.   DOI: 10.12396/jsgg.2023019
    HTML65 PDF9

    为对现代化生态灌区建设情况进行科学合理的评价,针对指标选取中存在的随意性、重复性和不完整的问题,基于模糊层次分析法,结合国内大型灌区现代化建设内容与目标,从安全保障与服务能力现代化、工程设施现代化、创新能力现代化、管理体制现代化、节水高效与生产效益、生态环境优良化等6个方面构建了宁夏现代化生态灌区健康评价体系,采用指标优选模型,将评价指标由44项优化减少至27项,表达了90.37%的整体体系内涵,满足了指标数量少、完整性高的目标。并以宁夏现代化生态灌区试点县为评价对象,对评价体系进行了实证研究,结果表明利通区57.85%属于健康水平,与灌区实际情况相吻合,评价体系能基本反映试点县在推进现代化生态灌区建设进程中的主要成效及存在问题,也表明现代化灌区评价指标体系与评价方法可行、合理。

  • 霍倩, 檀海斌, 郑成海
    节水灌溉 . 2023, (4): 82-86.   DOI: 10.12396/jsgg.2022352
    HTML97 PDF19

    微喷带喷孔直径小,难以精准测量与加工,其单孔水力性能是微喷带标准化设计的瓶颈问题。为了精确预测微喷带喷孔水力特性,以内径32 mm无缝钢管为载体,采用精密激光技术加工了0.3、0.4、0.5、0.6和0.7 mm 5种标准孔径喷孔,分别进行了10个压力水平下的流量测试,通过3次样条插值和多项式拟合构建了孔径-压力-流量模型,并与某进口微喷带0.3、0.35和0.54 mm 3种孔径的流量实测值进行了比较分析。研究结果表明,由实测数据建立的无缝钢管标准孔的压力流量公式拟合精度很高,决定系数均超过0.99;随着孔径的增大,小孔流量随压力变化较为敏感,且在较低压力下变化程度越加剧。由3次样条插值得到的孔径-压力-流量模型的预测精度总体上优于多项式拟合,前者预测的微喷带喷孔流量与实测值的相对误差绝对值是0.46%~4.69%,而后者达到0.91%~5.35%,而且预测小孔径0.3、0.35 mm的精度要优于大孔径0.54 mm。得到的无缝钢管标准孔径下压力流量特性以及孔径-压力-流量插值预测模型为微喷带产品的优化设计提供技术支撑。

  • 阿帕尔·肉孜, 柳宏英, 叶尔克江·霍依哈孜
    节水灌溉 . 2023, (5): 84-95.   DOI: 10.12396/jsgg.2022370
    HTML114 PDF26

    采用昌吉地区10个气象站1961-2020年降水量资料,计算昌吉地区年、季尺度标准化降水指数(SPI-12、SPI-3),并对SPI指数评价实际干旱的能力进行验证。运用趋势分析法、M-K突变检验法、小波分析法等方法,探究昌吉地区气象干旱变化特征;在此基础上分析年、季尺度上的干旱频率、干旱强度和干旱覆盖面积的变化趋势。结果表明:SPI指数可以表征昌吉地区的干旱特征;1961-2020年昌吉地区年SPI值呈明显的阶段性特征,年代变化趋势呈变干-变湿-变干的变化波动,进入21世纪以来,变干趋势较为明显;昌吉地区春、夏、秋季SPI呈不显著的湿润化态势,但进入21世纪以后,春、夏季逐年变干旱化,冬季呈显著的湿润化态势;干旱强度在全区范围内主要为轻旱和中旱等级,2010年以来春、夏、秋季干旱强度明显增大;1961-2000年干旱发生面积有轻微减少,进入21世纪以来干旱范围向扩大趋势发展,全域性和区域性干旱发生较为频繁;在周期性变化方面,存在着3~5 a、8~18 a、20~30 a的多重周期振荡,且随时间尺度降低,表现的“干-湿”交替渐趋频繁,但不同时间尺度表现出不同的干湿震荡规律。

  • 高爽, 丁一民, 朱磊, 万愉快, 柴明堂, 丁朋朋, 邹业斌
    节水灌溉 . 2023, (6): 51-59.   DOI: 10.12396/jsgg.2023022
    HTML126 PDF23

    雨热同期为我国大部分地区农业生产提供了充足的水热资源,但从需水机理的角度评估作物生长和降水过程匹配度的变化特征还有待深入。基于AquaCrop模型模拟了关中地区1978-2017年夏玉米生育期内需水量、灌溉需水量、有效降水量和产量的变化特征,并在充分考虑玉米不同生育阶段对水分需求程度差异的基础上,分析了作物需水与降水匹配度的变化特征。结果表明:关中地区玉米生育期内累积降雨量变化幅度相对较小,但降水过程明显后移,且更多的以暴雨的形式发生;玉米生育期内需水量和灌溉需水量均呈现明显的增加趋势,增加幅度分别为4.10 mm/10a和13.38 mm/10a,而有效降水量则以-10.28 mm/10a的速率减小;玉米生育期内需水与降水的平均匹配度为58%,且整体以-2.7%/10a的速率下降。上述结果表明关中地区降水模式越来越难以满足夏玉米的水分需求,延迟播种可作为提高作物需水与降水匹配度的应对措施之一。

  • 杨佳鹤, 何进宇, 刘飞杨, 崔烜玮
    节水灌溉 . 2023, (11): 39-46.   DOI: 10.12396/jsgg.2023220
    HTML80 PDF11

    为了探究土壤水分对作物光效应的影响,就土壤水分对作物的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2含量、气孔导度、气孔限制值以及叶片水分利用效率等光效应研究成果进行了分类、归纳及总结。结果表明土壤水分的减少,使光响应单峰曲线呈降低走向,表现出水分胁迫影响光能利用率;重度水分胁迫会使净光合速率、暗呼吸效率、表观量子效率下降,进而影响作物糖分生成;重度水分胁迫和强光照下作物光合作用体系会受到损伤,作物蒸腾速率随土壤水分的增加而上升,但土壤水分超过某一阈值后则会下降;水分胁迫和光照强度在一定范围内增加时,胞间CO2浓度下降,气孔限制值上升,超过这一范围时出现相反现象;一定的水分胁迫可使叶片的水分利用效率达到最大值;作物叶绿素总含量随着土壤水分的降低而下降,且叶绿素b含量下降速度大于叶绿素a。以节约利用水资源和促进作物高效生长为目标,提出了更多土壤水分与光效应对作物生长影响潜在关联的研究前景,为深入研究干旱地区土壤水分与光照互补、作物水-光平衡及农业资源高效利用提供理论支撑。

  • 张甲森, 刘旭飞, 张春华, 张林
    节水灌溉 . 2023, (11): 66-74.   DOI: 10.12396/jsgg.2023211
    HTML58 PDF6

    渗灌是通过多孔介质将灌溉水持续渗入到作物根区土壤的地下节水灌溉技术。以廉价易得的黏土和炉渣为原料,采用注浆成型法制备出一种材料性能优良且绿色环保的微孔陶瓷渗灌管道,重点研究了陶瓷渗灌管道土壤水分入渗特性,并以最优根水匹配为目标,提出了陶瓷渗灌管道工作水头优化算法。研究结果表明:微孔陶瓷渗灌管道流量在1 h内迅速下降后以稳定出流量持续出流,于48 h后达到稳定出流状态,当工作水头由0.25 m增加至0.75 m时,微孔陶瓷渗灌管道稳定出流量由0.157 L/(h·m)增加至0.270 L/(h·m),稳定出流量与工作水头呈显著的线性正相关关系。湿润体为平行于土壤表面的圆柱体,湿润体剖面上土壤含水量沿湿润锋运移方向逐渐降低,垂直向上、垂直向下和水平方向的湿润锋分别以0.05 cm/h、0.08 cm/h和0.04 cm/h的速率扩散。湿润体内平均土壤含水量随工作水头增加而增大,0.25 m、0.50 m和0.75 m工作水头下湿润体内平均含水量分别为0.243 cm3/cm3、0.348 cm3/cm3和0.406 cm3/cm3。利用所构建的微孔陶瓷渗灌管道工作水头优化算法,对冬小麦、夏玉米和番茄3种典型密植型作物的微孔陶瓷渗灌管道工作水头进行了优化,推荐工作水头分别为0.423 m、0.529 m和0.642 m,研究结果可为微孔陶瓷渗灌管道的推广应用提供一定的科学依据。

  • 王光耀, 刘巍, 雷波, 杜丽娟, 徐征和
    节水灌溉 . 2023, (11): 34-38.   DOI: 10.12396/jsgg.2023227
    HTML74 PDF11

    为探究黑龙江省不同节水灌溉方式下水稻节水减排潜力,基于黑龙江省水稻现状传统淹灌(TI)方式下的灌溉用水量和CH4排放量,收集相关试验研究数据,利用IPCC指南的中国官方省级温室气体清单方法计算水稻湿润灌溉(MI)、干湿交替灌溉(AWD)、间歇灌溉(II)、控制灌溉(CI)下产生的CH4排放量,继而计算出不同节水灌溉方式下的节水潜力和CH4减排潜力。结果表明:不同节水灌溉方式对水稻灌溉用水量和CH4排放影响明显,水分管理模式有利于减少水稻的用水量和CH4排放量;节水潜力由大到小依次为MI、AWD、CI、II,分别为25.03%、15.65%、10.80%、5.05%;减排潜力由大到小依次为AWD、MI、CI、II,分别为50.77%、46.30%、45.25%、38.14%;干湿交替灌溉(AWD)是减少水稻综合温室效应的有效措施。研究结果可为黑龙江省水稻节水减排提供参考依据。

  • 罗旺, 吴凤平, 王辉, 黎小东, 贺翠华, 欧阳赞
    节水灌溉 . 2023, (11): 47-55.   DOI: 10.12396/jsgg.2023223
    HTML83 PDF6

    为揭示旱涝急转对水稻产量的影响规律及其成因,以洞庭湖区早稻(湘早籼6号)为研究对象,采用桶栽方式,设置受旱水平(D,65±5%θ 、50±5%θ 、35±5%θ θ 为田间持水率)、受旱时间(T,5、7、9 d)、受涝水平(H,50%h 株高、75%h 株高、100%h 株高h 株高为株高)、受涝时间(L,5、7、9 d)4个影响因素,每因素设3个水平,共计9个旱涝急转处理(T1~T9),以正常灌溉为对照(CK),研究不同旱涝急转处理对水稻产量、干物质积累、叶片生理特性和土壤氧化还原电位(Eh)的影响规律。结果表明:①四因素对产量的影响大小顺序为:D>L>T>H,四因素对产量影响均极显著(P<0.01);②与CK相比,各旱涝急转处理减产幅度67.32%~98.71%,地上部干重降低幅度14.09%-70.03%,根干重降低幅度21.34%~78.34%(T1处理略有增加),旱涝急转会导致水稻根冠比增加并降低干鲜比;③旱涝急转胁迫对水稻叶绿素含量及光合作用同时存在叠加损失效应和补偿效应,涝胁迫所有处理的土壤Eh相较于旱胁迫均下降,降低幅度10.29%~67.81%,土壤的还原性增强。④产量与地上部干重存在极显著正相关,与根干重、净光合速率、叶绿素含量之间呈显著正相关。研究结果为洞庭湖区应对旱涝急转灾害提供理论参考依据。

  • 季建鑫, 杨玫, 薛丽萍
    节水灌溉 . 2023, (11): 75-81.   DOI: 10.12396/jsgg.2023203
    HTML67 PDF14

    研究灌区气象要素长期变化特征及其对灌溉用水量的影响对掌握灌区灌溉用水规律从而进行更科学合理的灌溉具有一定的指导意义和实际参考价值。基于山西汾西灌区3个气象站点1975-2018年的实测气象资料,采用线性倾向估计、M-K检验等方法分析降水和气温的时间变化特征,用作物系数法计算灌区作物需水量和灌溉用水量,综合分析气候变化对灌溉用水量的影响,建立了不同水文典型年降水、作物需水量与灌溉用水量之间的关系。结果表明:44 a来汾西灌区降水量以2.7 mm/10a的速率下降,在1977年第一次突变;平均气温以0.471 ℃/10a的速率显著上升,在1997年突变;灌区气候向暖干方向发展,灌溉用水量以25.4 mm/10a的速率上升。气温突变伴随着降水骤降为多年最低值,灌溉用水量比多年均值增加了396.8 mm,远大于降水突变年。作物需水量增加1 mm,灌溉用水量就会增加1.92 mm;降水增多,其对灌溉用水的影响减小,单位降水量在丰、平、枯水年可分别引起1.29、1.74、2.72单位灌溉用水量的变化,枯水年的灌溉定额比丰、平水年多出20%。

  • 岳元, 颜鹏程, 纪玲玲, 秦孟晟, 颜雅琼
    节水灌溉 . 2023, (6): 1-10.   DOI: 10.12396/jsgg.2022377
    HTML110 PDF44

    参考作物蒸散是能量平衡和水分循环的重要环节,明晰吉林省参考作物蒸散演变特征及成因,有助于理解气候变化对水文循环的影响和科学开展灌溉。根据吉林省28个气象站1970-2019年的逐日气象数据,利用Penman-Monteith法、去趋势法探究考蒸散演变特征及其定量化成因。结果表明:近50 a中,吉林省年平均参考作物蒸散呈不显著的增加趋势,四季中,夏季蒸散减少,其他季节蒸散不同程度增加。近50 a中,吉林省各气象因子变化差距明显,年、季平均气温和水汽压差增加,风速和日照时数减少,其中风速和水汽压差的变化幅度明显大于气温和日照时数;吉林省年均蒸散变化由水汽压差和风速主导,各因子正贡献略超过负贡献,使年均蒸散呈弱增加趋势。春季平均蒸散演变主要由水汽压差和风速驱动,夏季平均蒸散由水汽压差、风速和日照时数共同驱动,秋、冬季平均蒸散演变是由水汽压差和风速驱动。空间上,西部地区年蒸散的变化主要由风速驱动,中部年均蒸散同时受到风速和水汽压差变化影响,东部由水汽压差变化驱动。吉林省西部春季蒸散变化主要由风速驱动,中部和东部春季蒸散由水汽压差主导;西部和中部地区夏季平均蒸散由日照时数主导,东部则主要由水汽压差驱动;西部和中部秋、冬季蒸散变化主要受风速影响,东部主要由水汽压差的变化驱动。

  • 王勇, 侯晨悦, 杨锡震, 张博, 刘浩, 白旭乾, 陈俊英, 栗现文
    节水灌溉 . 2023, (7): 10-19.   DOI: 10.12396/jsgg.2023075
    HTML107 PDF20

    在中国季节性冻融区如何高效快速地监测冻结土壤的含水率至关重要。以内蒙古河套灌区典型灌域土壤为对象,在实验室分梯度配置不同含水率的土样,通过地物光谱仪测定土壤冻结与未冻结状态下的高光谱数据,处理得到原始光谱反射率(Raw Spectral Reflectance,REF)、一阶微分反射率(First-order Differential Reflectance,FDR)和二阶微分反射率(Second-order Differential Reflectance,SDR)、标准正态变量变换(Standard Normal Variable Reflectance,SNV)和倒数之对数变换(Logarithm of Reciprocal,LR)5种光谱指标,采用偏最小二乘回归法(Partial Least Squares Regression,PLSR)、多元逐步回归法(Multiple Stepwise Regression,MSR)、支持向量机法(Support Vecor Machine,SVM)和一元线性回归法(Unary Linear Regression,ULR),构建基于不同光谱指标的土壤含水率高光谱反演模型并进行回归分析。结果表明,冻结状态下基于REF、FDR和SDR指标构建的模型反演精度低于未冻结状态,REF的验证集决定系数(Rp 2)的最大值为未冻结状态下PLSR的0.952,最小值为冻结状态下ULR的0.621;FDR的Rp 2最大值为未冻结状态下SVM的0.955,最小值为冻结状态下MSR的0.618;SDR的Rp 2最大值为未冻结状态下的SVM的0.858,最小值为未冻结状态下PLSR的0.252。未冻结状态下SNV、LR指标的反演精度略低于冻结状态,SNV的Rp 2最大值为冻结状态下PLSR的0.796,最小值为未冻结状态下ULR的0.621;LR的Rp 2最大值为冻结状态下MSR的0.789,最小值为未冻结状态下ULR的0.667;未冻结状态下最佳模型组合为FDR-SVM,Rp 2为0.955,冻结状态下最佳组合模型为REF-PLSR,Rp 2为0.799。研究成果可为土壤冻结状态下利用高光谱遥感技术监测土壤含水率提供一定的技术支撑。

  • 曹巍, 刘宏权, 陈任强, 王鑫鑫, 薛宝松, 商振清
    节水灌溉 . 2023, (4): 39-51.   DOI: 10.12396/jsgg.2022268
    HTML120 PDF24

    为有效缓解我国农业用水紧缺,实现农田科学用水,发挥节水灌溉技术优势,提高玉米种植现代化水平,对膜下滴灌技术进行了梳理总结。结合膜下滴灌技术下玉米产量、品质及其土壤性质的响应规律,对膜下滴灌技术进行评价。将膜下滴灌技术与传统灌溉、浅埋滴灌、不覆膜滴灌和其他灌溉方式进行比较,系统论述膜下滴灌的特点优势、增产节水效果和不足之处,并总结不同条件下合适的灌溉方式。在深入探究膜下滴灌施肥制度、灌水制度和水肥耦合的基础上,通过对玉米生长和水肥利用效率的影响,讨论灌水和施肥的协同效应,旨在精炼出适用于不同条件下玉米膜下滴灌的水肥阈值,实现节水、省肥、高产、优质、高效的目的。由于膜下滴灌可将水溶性化肥、非常规水源等灌溉用水作用于土壤环境,土壤的理化性质和土壤酶、土壤生物会受到影响,分析土壤生态系统做出的响应将对提高土壤肥力、减少养分流失具有重要意义。围绕地膜污染、地下水补给降低和覆膜与滴灌的缺点等膜下滴灌技术存在的问题提出解决方式,以优化膜下滴灌技术的材料配置和使用方法。在此基础上,为更好发挥膜下滴灌技术的优势,从区域地下水埋深、不同灌溉方式相结合、构建作物生长模型、作物品质和生态问题、膜下滴灌适用条件方面对膜下滴灌技术进行展望。

  • 王步之, 侍克斌, 徐思远, 郝国臣, 巴哈古丽·沙吉提null
    节水灌溉 . 2023, (5): 33-38.   DOI: 10.12396/jsgg.2023040
    HTML114 PDF21

    近年来我国大力推广节水灌溉工程,但尚未完全达到高效节水的要求。在“节水优先”的新时代背景下,水源地(水库)的防蒸发将成为干旱区与半干旱区的节水研究方向之一。目前关于PE浮球蒸发抑制效果的研究已经比较全面,但在偏远山区布置时成本较高。为了寻找一种更经济的防蒸发材料,主要研究EPS浮球对小型水体蒸发的抑制效果,选用10 mm、40 mm、80 mm、120 mm、150 mm共5种不同直径的EPS实心浮球,在新疆吐鲁番地区开展室外蒸发器试验,共使用6个圆柱体蒸发器,统计各蒸发器非冰冻月的蒸发量,计算不同直径的EPS浮球在年内非冰冻月(3-10月)的蒸发抑制率。5种直径中40 mm浮球的蒸发抑制率最高,为76.31%;10 mm浮球蒸发抑制率最低,为59.57%。浮球直径与蒸发抑制率并非呈一次函数关系。通过分析蒸发器中表层水体温度、空间体湿度对蒸发量的影响,发现在EPS浮球覆盖下,静水水面蒸发量对空间体的相对湿度更加敏感。经过12个月的户外试验,选用的EPS浮球在浸泡、暴晒等条件下的耐久性、吸水性以及抗冻、抗侵蚀等性能满足长期使用的要求,且在经济性上较PE浮球更具优势。试验进一步完善了防蒸发浮球直径选择方案,在小型水体、人工池塘和所在地区不易受大风侵袭的小型水库宜采用直径为40 mm左右的EPS实心浮球以减少水体蒸发。

  • 李平, 王辉, 欧阳赞
    节水灌溉 . 2023, (11): 11-18.   DOI: 10.12396/jsgg.2023232
    HTML76 PDF15

    为优化再生水与淡水交替供水方式,研究交替供水方式对红壤入渗特性及水盐分布规律的影响,以确定最优交替供水方式。选取5、10 g/L 2种浓度钠盐溶液和淡水为试验用水,设置了咸淡水混合(SF混合)、咸淡交替(SF)、淡咸交替(FS)、咸淡咸淡交替(SFSF)和淡咸淡咸交替(FSFS)5种供水方式,并以淡水(CK)为对照,进行一维垂直土柱入渗试验。结果表明:2种钠盐浓度下累积入渗量随着交替次数增加而增加,360 min入渗时刻,5 g/L和10 g/L淡咸淡咸交替处理分别比淡咸交替处理增加了28.85%和18.98%;Philip模型更适合描述FS交替供水和CK下土壤累积入渗量随入渗时间的变化,Kostiakov模型更适合描述SF混合、SF、SFSF、FSFS处理下红壤入渗特征;土壤剖面盐分分布受交替供水方式的影响,盐分累积程度受钠盐浓度的影响,在同一供水方式下,2种钠盐浓度的电导率(EC)分布规律一致,且随钠盐浓度增加,EC值增大。5 g/L下淡咸淡咸交替供水能增强土壤入渗能力,降低土壤盐分累积,为最优交替供水方式,推荐淡咸淡咸交替供水为南方亚热带区红壤再生水灌溉方式。

  • 周林康, 郭磊, 晋华
    节水灌溉 . 2023, (7): 52-59.   DOI: 10.12396/jsgg.2022401
    HTML102 PDF21

    土壤水分在调节陆地-大气水循环及能量收支平衡中起着重要作用,已有研究大多基于实验的方法探讨土壤水分的变化规律,然而对于大尺度区域和长时间土壤水序列的分析存在一定的局限性。卫星遥感监测能够提供大面积、全天时、全天候的数据,其中欧洲空间局(European Space Agency,ESA)气候变化项目(Climate Change Initiative,CCI)遥感土壤水分数据因具有“长时间序列、高精度”等特点,使其成为研究土壤水分变化规律的主要数据来源,可为大尺度农业旱情评估和预警提供一定的数据支撑。因此,以2000-2015年ESA CCI遥感土壤水分数据为基础,结合归一化植被指数(NDVI)和气候数据等,对山西省的土壤水分时空演变规律进行分析,并采用相关性分析法和主成分分析法探讨了土壤水分与NDVI、降水量、气温以及风速之间的相关关系,从而确定影响山西省土壤水分时空变化的主要因子。结果表明:山西省土壤水分整体呈“南部、北部低,中部高”的分布特征,且空间分布特征具有一定的稳定性。近16 a来,山西省土壤水分变化整体呈不显著上升趋势,其倾向率为0.000 6 a-1。采用相关性分析法得知土壤水分与NDVI、降水量、气温呈正相关关系,与风速呈负相关关系。结合主成分分析法最终确定影响山西省土壤水分变化的主要因子是NDVI和降水量,其次是气温以及风速。

  • 杨兴洪, 堵朵
    节水灌溉 . 2023, (6): 19-26.   DOI: 10.12396/jsgg.2022416
    HTML91 PDF6

    探究农业用水绿色效率的区域差异及影响因素,为农业水资源可持续利用、推进农业绿色转型提供决策参考。采用SE-SBM模型测度2006-2020年粮食主产区13省份的农业用水绿色效率水平,在此基础上通过Dagum基尼系数考察区域差异及来源,并运用面板数据模型检验其影响因素。研究发现:粮食主产区农业用水绿色效率整体呈现波动下降态势,多年均值为0.922,且不同流域具有鲜明的异质性特征;粮食主产区农业用水绿色效率空间非均衡性显著,区域差异贡献率呈现超变密度(47.760%)>区域内差异(32.097%)>区域间差异(20.043%),超变密度成为总体差异的主要来源;农业用水绿色效率受多因素共同影响,其中水资源禀赋、经济发展水平和农业对外开放对农业用水绿色效率存在显著正向影响,而产业结构、财政支农政策及有效灌溉水平的影响作用显著为负。粮食主产区各流域应根据资源禀赋与生产条件因地施策,探索农业水资源绿色高效利用的路径,推动农业用水绿色效率的区域协同发展。

  • 周方, 席奇亮, 薛刚, 徐世晓, 杨铁钊
    节水灌溉 . 2023, (11): 99-106.   DOI: 10.12396/jsgg.2023166
    HTML73 PDF10

    探讨烟草专用液体肥在不同滴灌施肥策略下土壤中水、盐的分布,对水肥一体化滴灌方式下的水肥合理调控具有重要意义。设置CK(只滴肥料40 min)、W1(前期滴水20 min,中期滴肥40 min,后期滴水10 min)、W2(前期滴水30 min,中期滴肥40 min,后期滴水10 min)、W3(前期滴水40 min,中期滴肥40 min,后期滴水10 min)和W4(前期滴水30 min,中期滴肥40 min,后期滴水30 min)5个处理,分析了湿润锋的变化规律、特征点的土壤含水率、EC变化规律。结果表明:土壤中水、盐分布明显受肥料滴灌方式的影响。湿润锋的推移速率先是径向大于垂向,随着灌水时间和灌水量的增加,水平方向和垂直方向的湿润锋、含水率和EC值均趋于平衡。滴灌条件下,前期滴水时长对盐分在水平方向迁移的影响较大,后期滴水时长对盐分在垂直方向迁移影响较大。根据烤烟旺长期需水需肥特点前期滴水30 min中期滴肥40 min后期滴水30 min是较适宜于烤烟旺长期的滴肥方式。

  • 赵爽, 余军林, 罗娅, 石春茂, 刘洋
    节水灌溉 . 2023, (5): 10-16.   DOI: 10.12396/jsgg.2022369
    HTML101 PDF31

    为研究花江石漠化区雨季人工林和天然林土壤水分和土壤温度状况,运用原位监测方法和一般统计学方法分析顶坛花椒(Zanthoxylum bungeanum.)、复羽叶栾树(Koelreuteria bipinnata)和构树(Broussonetia papyrifera)的土壤水分和土壤温度动态变化及两者关系。结果表明:①土壤水分含量均值呈顶坛花椒(34.7%)>复羽叶栾树(33.8%)>构树(33.4%),土壤温度均值呈构树(29.3 ℃)>复羽叶栾树(27.9 ℃)>顶坛花椒(27.3 ℃);顶坛花椒、复羽叶栾树、构树土壤水分含量变异系数分别是:0.13、0.15、0.13,土壤温度变异系数分别是0.04、0.04、0.07。②顶坛花椒、复羽叶栾树、构树各层土壤水分与土壤温度的皮尔逊相关系数如下,0~5 cm:0.275、0.468、0.441,5~10 cm: 0.307、0.474、0.462,10~20 cm:0.165、0.450、0.398,20~40 cm:0.181、0.405、0.520;除顶坛花椒10~20 cm和20~40 cm负相关不显著,其他都具有显著负相关(P<0.01)。顶坛花椒土壤水分含量较复羽叶栾树和构树高,时间变异小,受土壤温度影响最小,具有较好的水分保持效益,可继续作为石漠化治理的优选树种加以培育和管理。

  • 吕丽华, 崔永增, 李谦, 姚艳荣, 黄冀楠, 张经廷, 孟建, 李明远
    节水灌溉 . 2023, (6): 76-82.   DOI: 10.12396/jsgg.2022415
    HTML94 PDF21

    为制定华北地区夏玉米稳产节灌制度,研究了夏玉米长期不同施氮量及生育期降水对12展叶期补灌的增产效应。采用两因子裂区试验,灌水量为主区,设限水(W1)和适水(W2);施氮量为副区,纯氮分别为0、60、120、180、240和300 kg/hm2。结果表明施氮水平明显影响12展叶期补灌增产效应,施氮量≤60 kg/hm2土壤全氮和有机质含量从第2和第4年开始逐年下降,多数年份12展叶期补灌增产效应基本消失;施氮量≥120 kg/hm2土壤养分含量升高或基本维持平衡,补灌的增产效应较大。12展叶期补灌的增产效应受播种-12展叶期有效降水量的影响,该时期降水量≥136 mm时,播前灌1次水即可维持较高的产量水平;降水量<136 mm时,12展叶期补灌可优化穗粒数和千粒重,增产效果显著。综合分析,夏玉米在灌溉播前水前提下,播种–12展叶期有效降水量可作为12展叶期灌水与否的重要决策依据。

  • 张浩, 张一丁, 黄彦, 王柏
    节水灌溉 . 2023, (4): 25-31.   DOI: 10.12396/jsgg.2022339
    HTML115 PDF20

    三江平原水稻种植面积占全省水田面积的60%,井灌水稻占77%,地下水资源不足成为三江平原农业发展的瓶颈问题。为降低农业灌溉用水量,探讨不同灌溉模式下水稻生长特性和耗水规律,为三江平原节水灌溉提供科学依据和技术支撑。采用大田试验,以“水稻1703”设置了常规灌溉(CG)、控制灌溉(KG)和浅湿灌溉(QS)3个灌溉模式,在水稻成熟期测定不同灌溉模式产量结构并计算水稻灌溉水分生产率。研究结果表明,CG模式整个生育期水稻生长株高最高,KG模式分蘖数最多。KG模式水稻生育期耗水总量为503 mm,较CG和QS模式分别减少12.99%、8.37%。不同灌溉模式蒸发蒸腾量和田间渗漏量变化趋势明显不同,分蘖期结束之前水稻以田间渗漏为主,分蘖期结束之后水稻以蒸发蒸腾为主。结合水稻产量和灌溉水分生产率来看,KG模式理论产量为10 061 kg/hm2,较CG模式和QS模式分别增加10.98%、5.28%;KG模式灌溉水分生产率为1.94 kg/m3,较CG模式和QS模式分别提高24.36%、20.50%。综合以上研究成果可看出三江平原水稻生长过程中KG模式管理耗水量最少且最终产量最高,在此地区推广KG模式可降低农业用水量,解决地下水资源过度开采等问题。

  • 郭佳昌, 孙西欢, 马娟娟, 郭向红, 郑利剑, 孙瑞峰
    节水灌溉 . 2023, (7): 117-124.   DOI: 10.12396/jsgg.2023021
    HTML102 PDF25

    为探明极端干旱区新型根区灌溉方式下不同灌水上下限对土壤水分分布规律、葡萄生长动态、产量和灌溉水利用效率的影响,采用新型根区灌溉方式(RI),以地面沟灌(FI)作为对照,分别设置3个灌水上下限(W1:田间持水率50%~80%、W2:田间持水率60%~90%、W3:田间持水率70%~100%)展开研究。结果表明:与沟灌相比,水平方向上根区灌溉处理沟垄两侧水分分布更均匀;垂直方向上根区灌溉处理40~80 cm土层土壤平均含水率比沟灌处理提高了2.98%~6.76%,促进了灌溉水向中深层入渗;同一灌溉方式下,土壤含水率随着灌水上下限的提高而增大。灌溉方式、灌水上下限及其交互作用对葡萄新梢、果实生长的影响达到了极显著水平(P<0.01),RIW2处理灌水量较FIW3处理降低了30.08%,新梢长度减小了20.32%,单果重增加了22.90%,增产8.21%。根区灌溉处理中产量与水分利用效率大小均表现为RIW2>RIW3>RIW1;根区灌溉方式相较于沟灌,灌溉水利用效率提高27.40%~42.64%,节水增产效果显著。综合考虑葡萄生长、产量、灌溉水利用效率等,试验条件下根区灌溉方式下灌水上下限为60%~90%田间持水率最优,可为极端干旱区葡萄产业制定科学灌溉方案提供理论与技术依据。

  • 续佳浩, 申丽霞, 杨玫
    节水灌溉 . 2023, (7): 104-109.   DOI: 10.12396/jsgg.2023100
    HTML83 PDF11

    为了揭示微润灌溉下土壤速效养分在土层中的运移分布规律,并筛选出适宜设施黄瓜种植的施肥模式,试验采用微润灌溉模式,采用随机区组设计,设置低浓度无机肥(T1)、中浓度无机肥(T2)、高浓度无机肥(T3)、低浓度无机肥+低浓度生物有机肥(T4)、低浓度无机肥+中浓度生物有机肥(T5)、低浓度无机肥+高浓度生物有机肥(T6)和不施肥对照(CK)7个处理,测定土壤中硝态氮、速效磷、速效钾、产量及果实品质等指标。结果表明:微润灌溉模式下可溶性生物有机肥配施无机肥可以显著提高可供黄瓜利用的0~40 cm土壤中速效养分的含量,并且促进黄瓜植株对速效养分的吸收;降低40~60 cm土壤中的硝态氮和速效钾含量,对40~60 cm土壤中速效磷含量无显著影响;T6(低浓度无机肥+高浓度生物有机肥)处理对比CK处理增产69.27%,维生素C含量增加了29.68%,可溶性糖含量提升了55.91%,可溶性蛋白含量提高了32.5%,T6处理与T3(高浓度无机肥)处理相比产量无显著性差异,硝酸盐含量降低了15.97%。可溶性生物有机肥配施无机肥可以很好的和微润灌溉技术相结合,在获得高产的同时还可以减少施肥对环境带来污染的风险,达到节水节肥保护生态环境的目的;综合黄瓜果实的产量和品质,T6处理为较适宜微润灌设施黄瓜种植的施肥模式。