阅读排行

  • 一年内发表的文章
  • 两年内
  • 三年内
  • 全部
Please wait a minute...
  • 全选
    | 显示方式:
  • 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
    HTML525 PDF55

    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。

  • 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
    HTML437 PDF39

    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。

  • 李鹏, 曹华, 詹伟, 曹引波, 范永申, 马春芽
    节水灌溉 . 2024, (2): 62-68.   DOI: 10.12396/jsgg.2023369
    HTML463 PDF32

    滴灌是一种用水效率高的节水灌溉技术,具有少量多次、节水增产的特点。它能有效减少土壤蒸发和深层渗漏,提高灌溉水利用效率,同时其自动化程度高,可减少劳动力和运行管理成本。滴灌已成为国内外缺水地区的重要灌溉技术之一。目前,我国农业现代化发展过程中广泛使用滴灌技术,但也存在一些问题。从多个层面对滴灌技术的发展现状、适应作物类型、滴灌节水技术应用的研究热点、滴灌节水节肥机理以及存在的问题进行了梳理和分析,并提出了滴灌技术未来发展的建议,旨在为智慧滴灌技术的应用与研究提供借鉴和参考,为有效缓解我国农业用水紧缺,实现农田科学用水,提高作物的水分利用效率和农业生产的可持续性提供理论依据。

  • 邵帅超, 章少辉, 张凯, 刘建丽
    节水灌溉 . 2023, (9): 1-7.   DOI: 10.12396/jsgg.2023212
    HTML370 PDF118

    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。

  • 李杰, 翁泽城, 潘鹤立
    节水灌溉 . 2023, (8): 129-135.   DOI: 10.12396/jsgg.2023107
    HTML333 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。

  • 冉光妍, 王光耀, 杜慧娟, 吕密
    节水灌溉 . 2023, (11): 1-10.   DOI: 10.12396/jsgg.2023202
    HTML246 PDF54

    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。

  • 王茜, 查元源
    节水灌溉 . 2023, (10): 1-10.   DOI: 10.12396/jsgg.2023272
    HTML317 PDF68

    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。

  • 贺英豪, 谭军利, 王西娜, 董昊
    节水灌溉 . 2023, (8): 1-9.   DOI: 10.12396/jsgg.2023118
    HTML218 PDF44

    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。

  • 王琰, 周亚男, 汪顺营
    节水灌溉 . 2023, (11): 91-98.   DOI: 10.12396/jsgg.2023261
    HTML128 PDF13

    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。

  • 季建鑫, 杨玫, 薛丽萍
    节水灌溉 . 2023, (11): 75-81.   DOI: 10.12396/jsgg.2023203
    HTML162 PDF17

    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%。

  • 何进宇, 刘飞杨, 杨佳鹤, 崔烜玮
    节水灌溉 . 2024, (1): 33-43.   DOI: 10.12396/jsgg.2023297
    HTML220 PDF39

    针对宁夏引黄灌区传统稻田蒸发量大,盐渍化耕地占地面积广、改良问题难,土地生产力下降等问题。采用水稻滴灌旱作方式,以富源4号(96D10)作为研究对象,通过设置不同土壤水分水平(W1:高100%、W2:中80%及W3:低60%田间持水率)及盐分水平(S1:轻1.2 g/kg、S2:中3.1 g/kg及S3:重5.3 g/kg),探究不同水盐胁迫对水稻产量构成及稻谷品质的影响规律。结果表明,水盐胁迫对水稻产量及品质具有较为显著的影响,其中产量构成因素中,千粒重W3S3较W1S1下降15.89%(2021年)和15.58%(2022年),饱籽率W3S3较W1S1显著下降3.45%(2021年)和4.05%(2022年),单位产量W3S3较W1S1显著下降56.48%(2021年)和63.09%(2022年);品质方面整精米率W3S3较W1S1显著下降12.65%(2021)和13.56%(2022),垩白米率W3S3较W1S1显著上升164.71%(2021)和122.73%(2022),直链淀粉含量W3S3较W1S1显著下降5.97%(2021)和8.99%(2022),蛋白质含量W3S3较W1S1显著上升53.51%(2021)和61.82%(2022)。综合考虑,在节水目标下,采用滴灌旱作方式种植水稻,保持80%田间持水率加轻、中度盐碱化(≤4.0 g/kg)的土壤环境,可以保持较为接近充分灌溉条件下的产量构成水平和较好的稻谷品质水平。该结论可为宁夏引黄灌区盐碱地可持续利用及水稻的节水灌溉适应性研究提供理论依据。

  • 张甲森, 刘旭飞, 张春华, 张林
    节水灌溉 . 2023, (11): 66-74.   DOI: 10.12396/jsgg.2023211
    HTML142 PDF8

    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。

  • 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
    HTML144 PDF7

    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。

  • 刘娣, 孙佳倩, 余钟波
    节水灌溉 . 2023, (11): 19-27.   DOI: 10.12396/jsgg.2023191
    HTML185 PDF22

    为了获取有时空连续性的表层至深层土壤湿度数据,以美国McClellanville站和青藏高原MAWORS站为研究区域,利用有限气象观测数据,基于BP神经网络(Back Propagation Neuron Network,BPNN),融合天牛须搜索算法(Beetle Antennae Search Algorithm,BAS),构建BAS-BP模型(Beetle Antennae Search-Back Propagation Neural Networks),对表层至深层土壤湿度进行反演。结果表明:①融合优化的BAS-BP模型对各层土壤湿度的反演效果优于BP模型,两个站使用BP模型反演测试集的RMSE量值在0.016~0.191 m3/m3之间,MAE在0.012~0.177 m3/m3之间,R在0.390~0.987之间。使用BAS-BP模型得到的测试集RMSE在0.014~0.143 m3/m3之间,MAE在0.010~0.131 m3/m3之间,R在0.504~0.994之间。②BP和BAS-BP模型对各站不同深度土壤湿度的反演效果均在土层10 cm处达到最佳,RMSEMAE均小于0.016 m3/m3R均大于0.879,随着土壤深度增加,反演效果减弱。③各模型受驱动要素影响显著,BP和BAS-BP模型在McClellanville站的反演效果和稳定性较优,而在MAWORS站的反演效果和稳定性较差。在McClellanville站,基于BP和BAS-BP模型训练集与测试集的R平均变化幅度分别为10.789%、5.061%,而在MAWORS站分别增长至38.531%、14.624%。④综合比较两种模型,BAS-BP模型反演精度更高,稳定性更好,更适应于表层至深层土壤湿度的反演。

  • 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
    HTML141 PDF24

    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。

  • 井彦林, 赵宏宇, 冯雅茜, 何椿霖, 赵庄
    节水灌溉 . 2023, (12): 87-92.   DOI: 10.12396/jsgg.2023181
    HTML180 PDF9

    为了检验液滴大小、液滴蒸发、石英片表面干湿程度以及石英毛细管内径对接触角测量的影响,基于测高法,借助接触角及表面张力测试仪研究了不同因素影响下的接触角变化规律并分析了其原因。结果表明:随着液滴体积的增大,测高法测得的接触角相对误差逐渐增大;随着测量时间的延续,接触角总体上呈减小趋势;随着亲水性固体表面干湿程度的增加,测高法测得的接触角逐渐减小;随着石英毛细管内径的增大,接触角呈现出先减小后增大的趋势。

  • 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
    HTML144 PDF14

    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。

  • 朱洁, 刘学军, 蒋佳莉
    节水灌溉 . 2023, (11): 121-129.   DOI: 10.12396/jsgg.2023019
    HTML96 PDF24

    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。

  • 张小艳, 张芮, 王建旺, 唐小娟, 张真荣, 魏鹏程
    节水灌溉 . 2023, (10): 55-60.   DOI: 10.12396/jsgg.2023102
    HTML145 PDF14

    针对传统普通地膜对环境和土壤的危害,以新型环保材料地膜覆盖与普通覆膜进行比较,以期为覆膜栽培的可持续发展提供参考依据。设置了生物降解膜(M3)、液态地膜(M4)、黑色地布(M2),并以普通白色地膜(M1)作为对照,共4个处理,进行大田试验。试验结果表明,不同覆膜材料在一天不同时间的增温效果不同,随着生育期推移,不同覆膜温差逐渐减小,生物降解膜在苗期增温效果显著。覆生物降解地膜的土壤含水率在玉米抽雄期前与普通白膜差距较小,具有良好的保墒作用。不同覆膜材料对土壤理化性状的影响不同,对速效钾的影响最显著,各覆膜处理速效钾的含量在各层都表现为M4>M2>M3>M1;对速效磷的影响主要在0~10 cm层;对全磷的影响不显著。覆生物降解膜的籽粒产量为14 294.56 kg/hm2,与覆普通白膜差异不显著。覆液态地膜产量最低10 535.64 kg/hm2,与生物降解和普通白膜差异显著。覆盖生物降解膜的耕层土壤营养环境与玉米产量均较优,是甘肃中部地区玉米种植中适宜的覆盖材料。

  • 张鑫建, 龙胤慧, 廖梓龙, 索梅芹
    节水灌溉 . 2023, (10): 98-107.   DOI: 10.12396/jsgg.2023121
    HTML189 PDF11

    塔布河是内蒙古高原西部流域面积最大的内流河,也是北方生态屏障核心区,研究其水源供给服务对当地农牧业发展和生态环境保护具有重要意义。基于InVEST模型和情景分析法,揭示近20年塔布河流域产水量的时空格局及其对降水量变化和土地利用变化的响应规律,定量评价退耕还草工程对研究区水源涵养的影响。研究结果表明:2000-2020年,塔布河流域土地利用以耕地向草地转变为主,退耕还草显著促进产水量的增加;塔布河流域产水量年际呈波动减少趋势,多年平均产水总量为7 752 万m3,多年平均产水深度为8.63 mm;在空间上产水量整体为南多北少,山丘区产水量显著大于山间盆地平原区和一般平原区,产水量显著增加的类型是草地;流域产水量受降水变化影响较大,受土地利用变化影响较小,在月季尺度上与气温和潜在蒸散量存在较为明显关系。

  • 罗敏, 张通港, 王春, 闫思慧, 程煜, 张体彬, 康跃虎, 曾万祺
    节水灌溉 . 2023, (10): 18-27.   DOI: 10.12396/jsgg.2023045
    HTML146 PDF29

    为解决河西走廊地区文冠果种植中因水资源短缺和土壤盐渍化导致文冠果生长及产量不佳的问题,在滴灌条件下研究不同土壤基质势(SMP)水平对文冠果果园土壤水盐分布特征的影响,以期为该区文冠果滴灌灌溉制度的制定提供科学依据。田间试验于2021年5-9月在甘肃省张掖市(河西走廊中部地区)开展,选择幼树期(1 a生)和结果期(5 a生)文冠果果树,均以传统地面灌为对照,在滴灌条件下设置不同SMP阈值处理,其中幼树期为-10、-20、-30、-40、-50 kPa,结果期为-5、-10、-15、-20、-25 kPa。结果表明:①滴灌条件下文冠果果园土壤体积含水率随着SMP阈值的降低而减少。随着SMP阈值逐渐降低,幼树期文冠果生长季末根区土壤体积含水率分别为0.14、0.13、0.13、0.12、0.11 cm3/cm3,结果期分别为0.21、0.20、0.17、0.16、0.12 cm3/cm3。②经过一个生长季的滴灌后,各处理土壤饱和泥浆提取液电导率(ECe )均显著降低。随着SMP阈值逐渐降低,幼树期文冠果生长季末土壤ECe 由灌溉前的5.45 dS/m分别降低为3.69、3.85、4.23、4.61 dS/m和5.00 dS/m,结果期由灌溉前的6.96 dS/m分别降低为4.47、4.87、4.83、5.59 dS/m和5.71 dS/m。③与传统地面灌溉相比,滴灌灌溉能够有效减少文冠果根区土壤积盐,更有利于形成适宜作物生长的根区水盐环境。综合考虑文冠果耐盐性及水分利用效率,建议河西走廊地区文冠果滴灌种植时,幼树期SMP阈值控制在-30 kPa,结果期SMP阈值控制在-20 kPa。

  • 孙光辉, 高欣, 陶雪卿, 邢伟民
    节水灌溉 . 2023, (11): 28-33.   DOI: 10.12396/jsgg.2023237
    HTML117 PDF16

    土壤结皮的发育影响土壤淋溶过程中的养分流失情况。选取降雨强度为30 mm/h雨强,时间为0 min、10 min、30 min形成的不同发育程度的结皮,采用土盘、土柱试验,对铵根离子和磷酸根离子的流失进行分析。结果表明:①土壤结皮的发育对土壤减渗效果作用明显,两种雨强下10 min、30 min结皮的平均减渗效果分别达到了39.99%、61.93%。②对淋溶水养分进行显著性分析,结果表明在两种雨强下,结皮发育均会对铵根离子、磷酸根离子的浓度产生显著性影响,结皮发育会减少土壤淋溶水中的养分流失。③对土壤养分流失的影响进行相关性分析,铵根离子和磷酸根离子流失率与土壤结皮抗剪强度、土壤结皮容重呈负相关关系,与土壤结皮孔隙度、土壤淋溶水量呈正相关关系。

  • 隋淑梅, 刘明池, 崔锦, 田洁, 梁浩, 钟启文, 季延海
    节水灌溉 . 2023, (11): 56-65.   DOI: 10.12396/jsgg.2023218
    HTML126 PDF14

    为探究不同灌溉量对茄子产量、品质和根区盐分累积的影响,以‘京茄黑宝’为试验材料,设置T1(2.4 mm)、T2(3.6 mm)、T3(4.8 mm)、T4(6.0 mm)、T5(7.2 mm)、CK(8.4 mm)6个日灌溉量处理,测定茄子根区离子浓度、光合特性、果实品质、单株产量和水分利用效率等指标。结果表明:营养液灌溉量对番茄植株生理和果实品质影响显著,灌溉量过少,会造成离子累积,不利于植株生长和果实品质的形成。随灌溉量的减少,茄子的可溶性糖含量和可溶性固形物呈现出逐渐升高的趋势,根系活力、叶片光合参数、叶片叶绿素荧光参数均呈现出降低趋势。当营养液灌溉量为T4(6.0 mm)时,茄子植株生物量积累量最高,果实维生素C含量、可溶性蛋白含量、单株产量和水分利用效率显著高于其他各个处理(P<0.05)。另外,随着茄子植株的生长,无机基质槽培茄子根区会发生离子积累,导致根区营养液EC上升。在植株生长64 d时,茄子根区营养液的EC值最高,各处理表现为:T1>T2>CK>T5>T3>T4,此时T1(2.4 mm)处理各离子质量浓度对根区盐分累积强度的贡献率表现为:K+>Ca2+>总磷>Mg2+>总氮。相关性分析表明,净光合速率与蒸腾速率之间、净光合速率与根系活力之间、维生素C与单株产量之间、可溶性糖与可溶性固形物之间、总磷与Ca2+之间呈极显著正相关(P<0.01)。综合分析得出,当营养液日灌溉量为T4(6.0 mm)时,茄子果实品质、单株产量和水分利用率等指标最佳,适当减少营养液灌溉量有利于减轻根区盐分积累,同时也有利于茄子果实品质的形成和单株产量的增加。

  • 李平, 王辉, 欧阳赞
    节水灌溉 . 2023, (11): 11-18.   DOI: 10.12396/jsgg.2023232
    HTML112 PDF28

    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。

  • 赵宝山, 严程明, 苏俊波, 孔冉, 张彪, 安东升
    节水灌溉 . 2023, (10): 83-90.   DOI: 10.12396/jsgg.2023176
    HTML193 PDF51

    探究地区气温、降水等气候资源变化特征,可为气候变化下农业生产规划布局和气象灾害防御提供科学依据。利用1960-2020年海南岛7个气象站逐日气象资料,采用气候倾向率法、Mann-Kendal(MK)检验和Morlet小波分析等方法,对海南岛近61 a气温、降水及参考作物蒸散量(ET 0)的时空变化趋势进行了系统分析。结果表明:在时间上,海南岛年平均气温以0.22 ℃/(10 a)的速率显著上升,年平均降水量以33.66 mm/(10 a)的速率不显著增加,ET 0以-0.30 mm/(10 a)的速率轻微下降。MK检验表明气温序列未发生突变,而降水和ET 0序列存在突变现象。小波分析表明气温存在55 a的变化主周期,降水和ET 0存在56 a的主周期。在不同季节,气温均显著上升,降水和ET 0的变化趋势不显著。在空间上,海南岛气温以中部琼中为低值中心向周边沿海地区增加,东南部气温整体高于东北部;降水量以中部琼中为中心向周边沿海地区减小,ET 0呈从东北向西南递增的趋势。研究表明近61 a海南岛气候呈现暖湿化趋势,对全球变暖响应显著。预测未来几年气温、降水和ET 0将处于偏低期,这将对该地区农业生产和生态系统等产生影响。

  • 陈潇宇, 崔宁博, 姜守政, 何清燕, 邢立文, 郭立, 张文江, 赵璐
    节水灌溉 . 2023, (8): 70-79.   DOI: 10.12396/jsgg.2023076
    HTML155 PDF9

    为进一步分析不同水肥管理条件对柑橘产量的影响使其更广泛的应用于不同区域,并探明WOFOST模型参数针对柑橘果树生长模拟时的参数敏感性结果和取值情况,开展2021-2022年柑橘不同生育期滴灌水肥控制试验,采用EFAST方法对WOFOST模型模拟叶面积指数(LAI)和产量所需的叶片生长、CO2同化、同化物转换和叶片营养物质等25个参数进行了敏感性分析,使用PEST软件完成高敏感参数的优化,并利用田间试验观测数据对模型模拟的LAI和产量进行验证。结果表明,模型模拟LAI和产量的敏感参数相似,均包括叶面积指数的最大相对增长率、比叶面积、单叶片CO2同化效率,叶片同化物转换效率,初始根长,区别为LAI模拟对茎同化物转换效率,积温等参数敏感,而产量模拟对叶片干物质最大钾浓度敏感;基于2021年数据校正后最优参数模型模拟的不同灌溉管理下LAI最大值(LAI m)模拟值与实测值之间R2 =0.580 0,NRMSE=15.10%,产量模拟值与实测值之间R2=0.647 1,NRMSE=6.81%;2022年数据验证表明模拟果实膨大期进行HWMF处理的果树模拟精度最高,果实膨大期各处理LAI m模拟值与实测值之间R2 =0.472 6~0.849 2,NRMSE=13.09%~15.26%,产量模拟值与实测值之间R2 =0.406 3~0.702 2,NRMSE=6.33%~11.33%。研究表明,校正后的WOFOST模型在田间尺度取得了较高的模拟精度,可以开展不同灌溉管理方式对柑橘生长影响的定量化分析。

  • 李宇, 刘玲, 薛铸
    节水灌溉 . 2023, (12): 57-65.   DOI: 10.12396/jsgg.2023208
    HTML164 PDF18
    土壤水分特征曲线Van-Genuchten模型(以下简称VG模型),因其拟合精度高、适应性广被广泛应用,但VG模型的参数多(θ θr θs h α n m),其参数拟合属于非线性问题。为提高参数拟合的精度,引入高斯混沌变异理论将蜣螂优化算法(DBO)进行改进,使用Circle混沌序列增加种群多样性,提高初始解质量,形成CDBO优化算法。将DBO,CDBO算法分别应用于VG模型参数优化并计算模拟含水量,使用MATLAB R2021a仿真软件和SPSS26软件进行仿真模拟以及数据分析。结果表明使用CDBO优化后的VG模型含水量模拟值与实测值的误差范围在(0, 0.8),而DBO在(0, 3.0);最后结合HYDRUS-2D软件进行土壤水分运移模拟,采用SPSS26软件对模拟结果进行曲线估算分析,优化前后均方根误差值(RMSE)分别是0.051、0.039,决定系数(R 2)分别是0.733,0.859。结果表明CDBO算法优化后的VG模型在含水量模拟及土壤水分特征描述中有更高的精确度和更强的适用性。

  • 杨凡, 刘小飞, 刘战东, 高阳
    节水灌溉 . 2023, (11): 115-120.   DOI: 10.12396/jsgg.2023186
    HTML132 PDF13

    使用Priestley-Taylor模型(P-T模型)估算蒸散量时,计算精度主要取决于模型系数α的本地化程度。以河南北部夏玉米田为研究对象,基于涡度协方差技术及气象数据信息,选取6-9月玉米生长季数据,进行不同时间尺度的水热通量特征分析;并确定P-T模型系数α变化特征并对其进行修正,提出其在河南北部农田的参考值。结果表明,在逐日尺度下夏玉米生育期内水热通量的变化呈“倒U形”单峰曲线。在月尺度上,6月下旬及9月感热通量与潜热通量相差较小,潜热通量(6月均值33.57 W/m2,9月均值19.88 W/m2)略高于感热通量(6月均值27.75 W/m2,9月均值16.62 W/m2);生育中期潜热通量逐渐增大(7月均值42.30 W/m2,8月均值51.52 W/m2),感热通量减小(7月均值18.05 W/m2,8月均值9.59 W/m2),二者相差明显。土壤热通量随总辐射量的波动而变化且存在一定的滞后性,在逐月尺度下总辐射量随季节的更替有较明显的变化,潜热通量整体上随总辐射量的波动产生相应的变化。α系数修正后P-T模型模拟精度明显提高,修正的α值(6月1.12、7月1.12、8月1.32、9月1.24)可以作为P-T模型的适宜参数。

  • 姚继超, 闫华, 薛绪掌, 邢振, 李晶晶, 黄媛
    节水灌溉 . 2023, (11): 107-114.   DOI: 10.12396/jsgg.2023171
    HTML111 PDF12

    为研究设施番茄优质、高产、高效的最优灌溉制度,以蒸发皿、气象站、土壤水分传感器等仪器设备测定土壤水分信息作为灌溉决策依据,设计5种灌溉处理,以番茄单果重、作物产量、灌水量、糖酸比、Vc含量以及可溶性糖含量作为评价指标,利用基于熵权的逼近理想解法对灌溉制度进行分析评价,以确定最优灌溉制度。结果表明:随着生育期的推进,不同灌溉制度对番茄的株高、茎粗、叶片数和叶面积指数变化趋势表现一致,其中株高、茎粗、叶片数在不同生育期表现为苗期生长较快,开花坐果期生长速度减缓,成熟期后基本无变化;叶面积指数则随着生育期逐渐加大,成熟时期趋于稳定。与其他处理相比,T3处理在生物量、水分利用效率与产量方面均表现为最优,其中水分利用效率与产量分别为12.62 kg/m3和40 842.88 kg/hm2。且在番茄生育期内的总耗水量表现为T5>T2>T4>T3>T1,其中不同处理在开花坐果期的耗水量最大,苗期次之,成熟期最少。不同灌溉处理下,番茄单果重、糖酸比、Vc含量及可溶性糖含量分别表现为T5>T3>T2>T4>T1、T2>T1>T4>T3>T5、T1>T4>T3>T5>T2和T4>T1>T2>T3>T5。综合考虑糖酸比、Vc含量、可溶性糖含量、单果重、番茄产量和灌水量等6项指标,认为T3处理苗期灌水量37 mm、开花坐果期灌水量44 mm、果实成熟期灌水量17 mm可作为推荐的设施番茄最优灌溉制度,评价结果与试验分析一致。该方法在评价指标选择时考虑了不同生育期水分亏缺的敏感性,避免了由于主观因素引起的误差,具有客观、准确、方法简单等优点,为设施番茄灌溉制度的优选和评价提供了新途径。

  • 侍世玲, 韩若琳, 蒙仲举
    节水灌溉 . 2023, (8): 110-120.   DOI: 10.12396/jsgg.2023085
    HTML155 PDF14

    为探究半干旱区不同放牧管理草地土壤优先流的特征,以内蒙古中部荒漠草原为研究对象,通过野外模拟染色示踪试验,并结合计算机图像处理技术对优先流的发育特征、发育程度以及影响因素进行系统研究,分析不同放牧管理对草地水分溶质运移的影响,以期为半干旱草原植被恢复和水土保持工作提供理论数据支撑。结果表明:①不同放牧管理草地土壤水分入渗深度空间异质性较强,禁牧草地水分入渗深度最大,波峰-波谷交替分布结构明显,入渗水流的非均匀性强。②不同放牧管理草地均有优先流现象发生,但程度和类型存在差异,均匀基质流主要分布在表层土壤,禁牧草地优先流发育程度最高。③土壤机械组成是影响半干旱区管理草地土壤优先流形成和发育的核心因素。综上所述,在半干旱草原区,禁牧草地具有更大的土壤水分入渗深度和优先流效应,可有效增加水分和养分输送,减少地表径流和养分流失,可作为半干旱草原地区的一种可持续的放牧管理实践。

  • 王星明, 褚彦琪, 杨的山, 李子威, 唐湘玲
    节水灌溉 . 2024, (1): 60-68.   DOI: 10.12396/jsgg.2023242
    HTML146 PDF43

    随着全球变暖的不断加剧,许多地区极端干旱事件频繁发生。为探究广西极端干旱事件发生频率及风险情况,基于1950-2022年逐日降水和气温数据计算的SPEI指数识别干旱事件并依据囊括社会经济数据和农业数据的灾害风险评估理论,使用层次分析法确定指标权重,构建广西干旱灾害风险评估模型,并绘制广西干旱灾害风险区划图。结果表明:干旱灾害危险性指数较高的地区主要分布在百色、玉林、北海等地;环境脆弱性指数以明显的北高南低特征分布,百色、河池、桂林等地脆弱性指数较高,并有向南递减趋势;承灾体易损性指数整体偏低,南宁、桂林及玉林小部分地区最高;防灾减灾能力指数呈西北高东南低的特征分布,高指数地区主要分布在南宁,玉林柳州等地也有零星分布;广西干旱灾害风险总体呈现西高东低、北高南低的特征分布,高风险地区主要在百色、桂林和南宁等地,较高风险地区主要在河池西部、玉林、钦州、来宾、崇左北部和柳州北部,较低风险地区主要分布在崇左南部到北海,贺州到梧州一带。得出了比较精确的广西干旱灾害空间分布情况,可为广西抗旱减灾提供切实依据。

  • 刘奥龙, 袁培, 何正阳, 陈帅良, 侯佩, 吕彦力, 侯峰
    节水灌溉 . 2024, (3): 10-16.   DOI: 10.12396/jsgg.2023141
    HTML148 PDF33

    温室能够有效改善茄科作物(包括番茄、辣椒、茄子等)生长过程,温室环境控制策略对作物实现高效高产至关重要。为了充分利用国内外的研究成果、促进我国温室环境控制策略的研究应用,分别从常规比例微积分(Proportional Integral Derivative,PID)控制、模糊控制、人工智能控制、温室小气候模型和作物生长模型等5个方面,综述了温室环境控制策略的研究进展。针对目前我国该领域存在的问题,提出了今后应将智能温室控制与作物生长模型耦合,构建智慧型作物生长模型;针对不同区域作物的生长预测,与遥感技术进行结合,增强模型的普适性,形成具有中国特色的温室环境控制策略。

  • 翟必宇, 王娟
    节水灌溉 . 2024, (3): 75-82.   DOI: 10.12396/jsgg.2023333
    HTML134 PDF17

    干旱是世界农业发展中主要的障碍因子之一,严重威胁着国家粮食安全和生态可持续发展,生物炭是一种富含碳的生物质再生产物,作为一种高效的土壤改良剂,不仅能改善土壤理化结构,提高土壤持水能力,同时缓解干旱胁迫对作物的负面效应。综述了生物炭缓解作物干旱胁迫效应的研究成果,包括促进作物生长发育、增强作物抵御干旱能力、改善土壤理化特性和微生物学特性等,重点阐述生物炭特性与缓解干旱胁迫效应之间的联系和关键机制。最后初步阐述国内外研究存在的差异和需要加强的方面,并展望了生物炭在缓解干旱胁迫方面的应用潜力,旨在为生物炭的进一步推广应用提供理论依据和参考。

  • 余高, 陈芬, 田霞, 罗有亮, 谢婉莹
    节水灌溉 . 2023, (9): 25-31.   DOI: 10.12396/jsgg.2023175
    HTML151 PDF18

    为探明不同覆盖材料对山地黄壤区柑橘园土壤性质和柑橘果实品质的影响,以“爱媛38号”柑橘为研究对象,研究地面覆盖白色地膜(T1)、黑色地膜(T2)、园艺地布(T3)和玉米秸秆(T4)4种覆盖对柑橘园表层土壤养分、酶活性及柑橘产量和果实品质的影响。结果表明:与不覆盖(CK)相比,除T4处理显著提高了果园土壤pH值外,T1、T2和T3处理均显著降低了土壤pH值;4种覆盖处理均有效增加了土壤有机质和速效养分含量,其中T4处理土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量较CK显著增加了15.76%、62.12%、22.71%和44.28%;4种覆盖处理均在一定程度上提高了土壤酶活性,其中T4处理土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶活性较CK显著提高了23.08%、61.11%、172.54%、72.73%;此外,4种覆盖处理还显著提高了柑橘产量、改善了柑橘果实品质,柑橘产量、单果重、可食率、果汁率、可溶性固形物和固酸比分别较CK显著提高了6.89%~14.22%、8.84%~15.51%、2.51%~4.47%、3.12%~7.59%、4.60%~10.73%、11.39%~25.65%;维生素C含量以T4处理最高,较CK显著提高23.33%,而T4处理可滴定酸含量较CK显著降低了11.11%;相关性分析结果表明,有机质、碱解氮和速效钾含量是柑橘产量果实品质的主要影响因子。综上,覆盖能有效改善山地黄壤区柑橘园土壤肥力,提高土壤养分供应水平,刺激土壤酶活性,提升柑橘品质,以玉米秸秆覆盖效果最好。

  • 张殿伟, 陆迁, 李家辉
    节水灌溉 . 2023, (11): 82-90.   DOI: 10.12396/jsgg.2023216
    HTML97 PDF9

    推广节水灌溉技术,对于缓解水资源短缺,实现黄河流域可持续发展具有重要意义,农业产业组织与节水灌溉技术之间具有内在逻辑关系,对农户加入农业产业组织与节水灌溉技术之间的关系探讨具有重要意义。基于黄河流域陕甘宁三省839份调研数据,分析农户加入农业产业组织对节水灌溉技术采纳的影响,并进一步探讨了其内在传导机制和农户特征分化情境下的效应差异。研究结果显示:①通过二元logit模型证明加入农业产业组织促进农户采纳节水灌溉技术,并验证此结论的可靠性。②通过调研数据估算出节水灌溉技术采纳的规模门槛约为0.8 hm2,并将0.8 hm2作为土地规模门槛值进行机制分析,中介模型显示加入农业产业组织通过促进土地规模化,从而促使农户更积极的采用节水灌溉技术。③从代际差异和家庭经营状况差异两个层面对农户节水灌溉技术采纳行为进行多维度异质性分析,发现加入农业产业组织能够更好地促进老一代种植户、家庭经营状况较差的农户采纳节水灌溉技术。因此,政府应鼓励农业产业组织发展,发挥其示范带动作用,激励更多的农户采纳节水灌溉技术,进一步完善土地制度,促进土地流转与土地规模化,加大技术宣传与培训力度,促进节水灌溉技术采纳。

  • 罗义, 刘伟强, 祁爱华, 曲烨瑛, 刘文焕
    节水灌溉 . 2024, (1): 44-52.   DOI: 10.12396/jsgg.2023326
    HTML165 PDF19

    多情景模拟土地利用演变为大汶河流域土地管理和推动区域高质量发展提供参考。基于大汶河流域1990、2000、2010和2020年土地利用数据,借助动态度和土地利用转移矩阵分析研究区近30年来的土地利用时空演变特征和相关驱动机制,从地理环境、社会经济和交通路网三方面选取12个驱动因子,设置生态保护、耕地优先和经济发展3种情景,利用PLUS模型模拟研究区2030年土地利用空间分布及对比分析各情景模拟差异。结果表明:①近30年来,耕地面积减少明显,达630 km2;建筑用地面积持续增长且增幅较大,占比从8.8%增至16.7%。②2020年土地利用模拟结果Kappa系数为0.89,总精度为93.15%,均高于标准,PLUS模型满足大汶河流域土地利用模拟要求。③综合3种情景模拟结果发现,耕地优先情景下,耕地面积总量得到有效保护,相对限制建筑用地面积的增长,同时生态环境和经济建设都得到较好保障。因此耕地优先情景更符合大汶河流域可持续发展的要求。

  • 张梦佳, 李炎, 王仰仁, 杨丽霞
    节水灌溉 . 2024, (2): 1-8.   DOI: 10.12396/jsgg.2023336
    HTML136 PDF36

    开展植被类型对土壤入渗特性及田面水流糙率影响的研究,可以为田间灌水技术参数的优化分析提供理论依据。以山西省夹马口引黄灌区试验站畦田灌水试验为依据,基于Kostiakov-Lewis三参数入渗模型,在运用水量平衡方程和曼宁公式的基础上,用单点求参法(用畦田内畦首、中、尾三点的入渗参数分别作为入渗参数值,仅对糙率值作优化求解)、均值求参法(用畦首、中、尾三点入渗参数的均值作为入渗参数值,仅对糙率值作优化求解)、组合求参法(用畦首、中、尾三点入渗参数中的最大值作为上限,最小值作为下限,对入渗参数和糙率值同时优化求解)对入渗参数及糙率进行直接求解,并利用基于零惯量模型的地面畦灌水流模拟软件WinSRFR4.1对求解参数进行了分析验证。结果表明:①用组合求参法拟合出的土壤入渗参数与地面水流糙率,决定系数R 2均在0.97以上,拟合精度较高。②玉米地土壤90 min累计入渗量Z 90为91.7 mm,糙率值为0.030;苹果树地Z 90为88.9 mm,糙率值为0.079;桃树地Z 90为115.9 mm,糙率值为0.138。在该试验区,一年生植物的Z 90明显大于多年生植物,植被类型对土壤入渗特性影响显著;鉴于组合求参法最大程度地弱化了土壤入渗参数的空间变异性,且拟合精度高于单点求参法和均值求参法,认为组合求参法最优,验证结果也进一步证明了该结论。

  • 王大洋, 王大刚, 杨庆, 姬明飞, 莫崇勋, 刘少博, 林泽群
    节水灌溉 . 2023, (12): 66-73.   DOI: 10.12396/jsgg.2023302
    HTML146 PDF27

    气象驱动数据的质量会显著影响陆面模式的模拟表现。针对目前出现的多源气象数据集,选取GSWP3和WFDE5分别驱动CLM4.5陆面模式,对黄河流域地表蒸散发过程模拟,并结合多个评价指标从多个时空尺度评估模式表现。结果表明:相比于基准蒸散发,GSWP3和WFDE5模拟的多年平均蒸散发的RMSE值分别为61.5和49.5 mm/a,KGE值为0.83和0.87。时间上,模拟蒸散发和基准蒸散发均表现显著增加的趋势。空间上,两种气象驱动都在黄河中游表现最佳,黄河源区则存在不同程度高估。季节性上,GSWP3在春、冬季的模拟表现优于WFDE5,在夏、秋季的表现劣于GSWP3。综合分析,WFDE5驱动下CLM4.5的总体表现优于GSWP3。研究结论可为陆面模式蒸散发模块改进提供动力和方向。

  • 时红, 才硕, 孙占学, 时元智, 赵树君, 雷少华
    节水灌溉 . 2024, (1): 16-22.   DOI: 10.12396/jsgg.2023365
    HTML158 PDF57

    针对南方地区水资源时空分布不均、水旱灾害频发且极端气候加剧、农业用水效率不高且面源污染严重等水安全问题,探讨稻田、排水沟、塘堰组成的灌溉排水系统(简称田-沟-塘系统)的调蓄纳洪、协同减污效应,以期为灌区雨洪调蓄和节水减排提供理论参考。从灌区雨洪调蓄实际出发,对当前田-沟-塘系统的国内外研究工作和发展进行总结,对田-沟-塘系统承纳洪水、输水蓄水、优化调水、协同防控氮磷流失等基础理论和关键技术等问题进行阐述,提出了田-沟-塘系统的“虚拟水库”模式及其纳洪效应的模型模拟方法。目前关于田-沟-塘系统调水控水的研究还普遍停留在净化水质单方面效用上,水量调蓄方面则多以研究稻田、排水沟、塘堰单个体的水平衡过程为主,缺少田-沟-塘系统联合调度的系统研究,如何提高灌区粮食生产过程中雨洪调蓄利用仍缺乏系统思维和技术手段。未来的研究要进一步拓展和丰富田-沟-塘系统雨水调蓄利用和协同减污功能,揭示稻田作为“隐形蓄水池”的蓄水潜力以及田-沟-塘系统的调洪削峰减污能力。

  • 刘然, 邓忠, 姜明梁, 王莹莹
    节水灌溉 . 2023, (9): 114-119.   DOI: 10.12396/jsgg.2023160
    HTML140 PDF7

    换能器安装形式的不同会导致同一声道上流速分布不均匀,从而影响超声波流量计的测流精度。为解决这一问题,基于流速—面积法,通过实测与模拟相结合的方法,在矩形渠道上设置换能器V型和Z型2种安装形式,分析换能器安装角度为30°~60°(梯度为5°)超声波流量计的测流精度。试验结果表明,换能器安装形式为V型,安装角度为40°~45°时,流量相对误差值为-0.06,安装形式为Z型,安装角度为40°~45°时,流量相对误差值为-0.09,换能器V型安装形式的测流精度较高。对矩形渠道建立三维模型,通过 CFD模拟不同工况下渠道水流流态与速度分布情况,模拟结果表明,换能器安装角度为60°时,产生直径为5.6 cm漩涡,安装角度为30°时,进水口到流速均匀分布的距离为0.5 m,安装角度为45°时,进水口到流速均匀分布的距离为0.3 m,产生直径为3 cm漩涡。换能器安装角度为45°时测流段的流速对称且分布均匀,对涡流和流速分布影响较小。