灌溉排水学报

JOURNAL OF IRRIGATION AND DRAINAGE

开篇的话

  • 适应变革,勇于创新是灌溉排水学科的永恒主题

    黄修桥;

    <正>以党的"十九大"胜利召开为标志,我国进入了一个新的发展时代,这是一个人民追求美好幸福生活、民族由富裕走向强盛的时代,同时又是一个知识大爆炸的时代,新理论新技术层出不穷的时代,作为传统学科—灌溉排水(农业水土工程、农田水利工程)学科如何适应新时代的要求,瞄准国际科技前沿、聚焦国家战略需求、服务经济建设主战场,是摆在每一个灌溉排水从业者、特别是教学科研工件者面前的重大命题。

    2020年01期 v.39 3页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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书评

  • 设施园艺发展节水灌溉研究——评《节水灌溉技术》

    李佳;徐峥嵘;

    <正>水资源是保障农业实现可持续发展的重要因素,传统农业生产模式中主要采用大水漫灌的灌溉形式,严重导致了水资源浪费。因此,发展农田节水灌溉技术十分有必要。《节水灌溉技术》是基于我国严峻的水资源使用形势下针对节水灌溉技术进行研究的著作,该书主要包括节水灌溉技术现状分析、地面灌溉节水技术、喷灌工程技术、微灌工程技术、低压管道输水灌溉工程技术、渠道防渗工程技术、水稻节水灌溉技术及节水灌溉管理技术等8个部分,对于提高读者从事节水灌溉工程规划设计及施工安装的实践动手能力有着一定的作用。

    2020年01期 v.39 146页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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  • 农业节水优化数学模型的研究与应用——评《灌溉节水激励模型研究》

    梅峰太;

    <正>近年来,伴随经济社会的繁荣发展,水资源短缺问题日益严重。我国水资源总量多,但人口基数大,人均水资源占有量少,如何高效利用水资源,成为社会关注的重要问题。农业发展对水资源提出需求,为了满足农业生产需要,必须对水资源进行合理配置,提高水资源的利用效率。我国制定了可持续发展战略,为农业用水提供了指引。政府制定了灌溉节水激励政策,形成了完整的政策体系。在未来的发展过程中,灌溉节水激励模型的应用将更加广泛,农业节水优化数学模型的应用价值将得到凸显。《灌溉节水激励模型研究》结合理论研究方法和实证分析方法,分析了我国灌溉节水的现状,指出了灌溉节水存在的不足之处,同时客观分析了灌溉节水激励模型构建的必要性,提出了灌溉节水激励模型的构建路径,并以我国农业发展作为出发点,给出了农业灌溉节水的政策建议。

    2020年01期 v.39 147页 [查看摘要][在线阅读][下载 442K]
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  • 给水排水工程专业英语教学实践——评《新编给水排水工程专业英语》

    乔锦;

    <正>近年来,全球众多国家地区不断提高了对环境问题的广泛关注,以水资源污染为例,该问题已发展成全人类所共同面对的问题,这便要求各国相关领域的专家学者开展全面深入的学术交流。相关调查统计显示,全球范围约85%的科技资料用英语出版,国际学术会议的工作语言也以英语为主。在此背景下,作为与水污染环境问题密切相关的给水排水工程,专业英语教学显得尤为必要。与基础英语不同,《新编给水排水工程专业英语》具有专业词汇量大、复合词多、词义专一等特征,以及被动语态多、陈述句多、复合句多等句式结构特征。另外,给水排水工程专业英语课程内容较为单一,难以调动起学生学习的主观能动性,使教学效果不尽人意,有必要推进给水排水工程专业英语教学的改革创新。因此,本文在评述《新编给水排水工程专业英语》一书的基础上,对给水排水工程专业英语教学实践展开研究探讨。

    2020年01期 v.39 148-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K]
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  • 生态文明建设与区域经济发展对我国新时代经济发展格局和发展模式的影响——评《生态文明的区域经济协调发展战略》

    唐志强;

    <正>生态文明是人类文明发展史上一个全新的物理阶段,既符合人与自然、人与社会、人与人之间的和谐发展规律,也能借助多项实物或精神介质体现文明自身的客观建设需求。生态文明不仅总结了社会个人与社会群体之间的共生关系,也在全面协调发展关系的基础上,将良性循环设定为自然社会发展的首要目标,进而促进国家或地区的文明建设水平逐渐向着繁荣化与持续化方向趋近,最终实现助力全社会的基本服务宗旨。根据"十八大"讨论成果可知,生态文明应以人与自然和谐关系构建作为主要发展方向,要求全社会环境中的所有个人及群体都要为保护区域化经济而做出贡

    2020年01期 v.39 150页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
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  • 以广东湛江特色农产品为例浅析农产品营销推广新模式——评《农产品营销》

    王宇能;

    <正>《农产品营销》属于新型职业农民示范培训教材,是由张小平著、由中国农业出版社出版的职业型培养用书,涉及农业生态学、农业生态工程、生态农业、农业生态经济学等多领域内容。全书以培养创新型职业农民作为创作目标,论述了与农产品营销相关的技巧手段,在注重实用性的同时,强调实践性对于农民主体的重要价值,真正意义上做到了理论联系实际。全书内容主要包含8个方面,主讲了农产品营销环境、农产品创新、农产品营销、农产品目标市场、农产品定价、农产品物流、农产品促销及农产

    2020年01期 v.39 151页 [查看摘要][在线阅读][下载 293K]
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  • 考虑农田灌溉因素的电网工程占地问题及项目合理规划——评《节水灌溉理论与技术》

    张鸥;李革;刘靖波;邬桐;刘松楠;

    <正>为降低旱涝灾害对农田作物的侵害,必须对水土资源进行合理利用,并进行灌溉、排水等规划设计。灌溉排水规划设计是农田水利建设中的重要工作,能够为长期发展计划奠定小规模的工程目标,从而解决因不良操作行为而引发的农田损害问题。"灌溉"是在农田中实施引流处理技术,从而为作物带来更为充足的生长用水;"排水"是借助地表沟渠、地下管道等方式,将多余的农田灌溉用水疏导至其他地方。农田灌溉体系是一个具有较高完善性的综合行为系统,是农田规划设计中不可或缺的组成部分。

    2020年01期 v.39 152-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 464K]
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  • 基于精准扶贫的体系下新型农村金融机构评价和风险管理——评《金融炼金术》

    胡海波;曹艺;

    <正>经济大环境包含与风险营销活动相关的一切外部及社会金融因素,受参与者收入情况、支出能力、消费模式等因素的共同影响,在一定情况下,可直接决定区域环境内相关金融机构的风险管理水平。若以新型农村作为背景,金融型精准扶贫体系的发展则受制于风险信贷、人口数量、购买能力等多个条件,且在国家经济政策的调节下,金融机构成为风险管理职能的核心履行者,同时肩负维护社会经济稳定、促进区域经济增长等多个使命。近年来,以精准扶贫体系为基础的新型农村金融机构已经成为评价国

    2020年01期 v.39 154页 [查看摘要][在线阅读][下载 501K]
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  • 新年寄语

    <正>这是我们和你们在这个崭新年头的第一次见面,又一个新年,我们迎接科技与创新的光芒。灌溉排水事业前进的步伐,是属于你我的荣光,因为每一个参与的个体都为之贡献了力量。我们在一起,就像一滴水融入另一滴水,就像一束光簇拥着另一束光。值此2020新年之际,《灌溉排水学报》全体成员向所有编委、审稿专家、学者、作者及广大读者致以新年的祝福和节日的慰问。衷心感谢各位专家和朋友对《灌溉排水学报》的关怀、帮助与支持。2019年,我们牢记朋友们的殷切嘱托,着力谋长远、明思路、强基础,打出高质量发展的"组合拳",期刊运行稳中有进,期刊质量提升成效显著。这一年,我们迎难而上、砥砺奋进,办成了一系列打基础、利长远的大事要事。

    2020年01期 v.39 4页 [查看摘要][在线阅读][下载 245K]
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  • 农业水土工程学科路在何方
    Where is the Way of Agricultural Soil and Water Engineering Discipline

    康绍忠;

    本文介绍了农业水土工程学科的内涵;从近年作者在国际交流与实际工作中遇到的尴尬和困惑分析了农业水土工程学科发展所面临的严峻挑战;在剖析国际上农业水土工程学科发展与变化特征以及国内行业发展对人才培养知识体系需求变化的基础上,提出为了生存和发展亟须对传统农业水土工程学科进行改造、拓展和提升;指出未来农业水土工程学科迫切需要发展水信息与水管理、水生态与水环境、灌溉排水机械与自动化、水经济与水文化、全球变化与农业用水应对和灌区高质量发展等领域;应通过实施大的农业水土观战略和学科领域拓展与提升战略,以及思维方式和研究方法变革推动农业水土工程学科走向更加系统综合,由传统的工程观、技术观,向与科学观、系统观、市场观、生态观、全球观、未来观综合发展;通过广泛应用信息技术、生物技术、生态环境技术、新材料技术、新能源技术、智能制造技术等高新技术,实现农业水工程学科现代化,促进面向新时代的农业水土工程学科适应性发展;提出了新时代农业水土工程学科的新作为,指出学科应用基础性研究还需更加机理、更加前沿,应用技术性研究还应更加贴近实际、更加系统综合、更加模式化和标准化;最后,介绍了中国农业大学农业水科学与工程学科实现适应性发展的创新实践,力求对相关单位学科发展有所借鉴。

    2020年01期 v.39 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 696K]
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  • 坡面非常规比尺模拟试验初步设计与验证
    Design and Verification of a Non-conventional Physical Model for Studying Water Flow over Slope in Loess Plateau

    李慧娟;高建恩;康有财;张元元;

    【目的】针对目前黄土高原坡面流由于水深、流速等量测困难给研究带来的问题,探讨黄土高原坡面侵蚀的特点。【方法】利用土壤侵蚀力学、水力学、泥沙运动力学及相似论的基本原理,从径流、侵蚀输沙、入渗等角度初步设计了紊流条件下坡面非常规比尺模型(几何比尺小于1),并对其径流过程进行了验证。【结果】在正态条件下,满足几何、糙率等相似条件下建造的坡面模型;在试验条件下,其水流连续性、惯性力重力比、惯性力阻力比等基本相似。【结论】坡面非常规比尺模型可以为坡面流水力学特性的研究提供一种新的途径。

    2020年01期 v.39 9-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K]
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  • 关于评选优秀论文的公告

    <正>本刊已开启优秀论文评选活动,每年评选优秀论文10篇,每篇奖励800元,并颁发获奖证书,届时将在期刊网站首页展示,同时微信公众号推送。欢迎广大读者、作者积极向我刊投稿。

    2020年01期 v.39 16页 [查看摘要][在线阅读][下载 375K]
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  • 温室番茄在宽垄覆膜沟灌下水分调亏下限指标研究
    Optimizing the Soil Moisture Threshold for Scheduling Deficit Furrow Irrigation of Greenhouse Tomato Grown in Raised Bed With Film Mulching

    袁宁宁;白清俊;张明智;袁莹;詹汉;

    【目的】探明宽垄覆膜沟灌技术对日光温室番茄果实、植株生长、耗水、产量及水分利用效率等方面的影响,寻求节水增产模式。【方法】以温室抗TY番茄"5102"为研究对象,分别在苗期、开花坐果期结果期设置田间持水率的50%、60%质量含水率作为灌水下限,其他生育期灌水下限设置为田间持水率的70%,以3个生育期灌水下限均为田间持水率的70%为对照(CK),共7个处理,每个处理重复3次。【结果】由于各处理的灌水下限不同,番茄的耗水量呈现出明显差异,随生育期的推进基本呈增加趋势,结果期耗水量最大,开花坐果期耗水强度达最大。同时可以发现结果期调亏对番茄耗水量、产量影响最为明显,开花坐果期水分调亏对番茄坐果率影响最明显,开花坐果期灌水下限为60%田间持水率水分处理与CK对比可提高番茄坐果率2.22%,开花坐果期灌水下限为田间持水率70%处理劣果率、根冠比最大,产量最低。结果期60%处理可提高水分利用效率的同时降低劣果率。【结论】综合整个生育期考虑,苗期灌水下限为田间持水率60%处理,开花坐果期灌水下限为田间持水率70%处理,结果期灌水下限为田间持水率70%处理,可显著性提高产量及水分利用效率(P<0.05),为温室宽垄覆膜沟灌技术的推广及应用提供理论依据。

    2020年01期 v.39 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K]
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  • 全膜双垄沟播条件下施氮量对玉米耗水特性及产量的影响
    Nitrogen Applications Affect Water Consumption and Yield of Maize Grown in Double-furrowed Raised Bed with Full Film Mulch

    翟登攀;蒋静;白宇龙;张毅;张超波;

    【目的】探索全膜双垄沟播玉米适宜的施氮量。【方法】以春玉米为研究材料,品种为中地88,设置4个施氮量水平(N0:不施氮;N1:225 kg/hm2;N2:275 kg/hm2;N3:325 kg/hm2),采用田间随机区组试验的方法,测定了玉米在不同生育时期的土壤含水率、株高、叶面积、产量和产量构成因子,计算了玉米的耗水量和水氮利用效率。【结果】玉米全生育期的总耗水量表现为:N3处理>N2处理>N1处理>N0处理,分别为524.7、520.9、496.6、456.7 mm。不同生育时期的玉米株高及玉米叶面积指数,基本上符合随着施氮量的增加而增加的趋势。N1、N2、N3处理的玉米穗长、穗粒数、百粒质量、生物产量、籽粒产量及水分利用效率均显著高于N0、N1处理和N2处理,N1处理和N3处理分别差异显著(p<0.05);N2处理和N3处理差异不显著。各施氮处理的氮肥偏生产力表现为:N1处理>N2处理>N3处理;N2处理的氮肥农学利用效率较N1处理和N3处理分别高52.3%和13.7%,N1、N2、N3处理差异显著(p<0.05)。【结论】综合考虑春玉米产量及水氮利用效率等因素,275 kg/hm2为该试验区全膜双垄沟播玉米栽培的最佳施氮量。

    2020年01期 v.39 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1473K]
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  • 不同灌水下限对枣树光合特性、产量及品质的影响
    The Impact of the Critical Soil Moisture Used for Scheduling Deficit Drip Irrigation on Photosynthesis, Yield and Quality of Jujube Tree

    马军勇;郑国玉;周建伟;柳智鹏;

    【目的】探究滴灌条件下适合沙漠绿洲区枣树生长发育的灌水下限。【方法】采用大田试验,设置4种不同灌水下限T1、T2、T3和T4(分别为田间持水率的40%、55%、70%和85%),分析其对枣树不同生育阶段的光合特性、产量及品质的影响。【结果】灌水下限的降低使得净光合速率、蒸腾速率、气孔导度降低,但是会提高枣树的叶片水分利用效率。总体来说,T3处理的净光合速率值最高,且T2处理的叶片水分利用效率在枣树各生育阶段均较高。随着灌水下限的降低,提高了果实的总糖、可溶性固形物、糖酸比等品质指标;当灌水下限为田间持水率的55%时,枣树的单果质量和产量相对较高,分别为4.43 g和6 832.9 kg/hm2。【结论】综合考虑枣树的光合特性、产量及品质,建议灌水下限设置为田间持水率的55%,枣树的叶片水分利用效率显著提高,同时获得较好的红枣产量和品质。

    2020年01期 v.39 31-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 1351K]
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  • 不同间歇时间灌溉对水稻产量及水分利用效率的影响
    Experimental Study on the Effects of Different Intermittent Irrigations on Yield and Water Use Efficiency of Rice

    吴汉;柯健;何海兵;尤翠翠;时光宇;武立权;

    【目的】研究易推广、适宜江淮地区的水稻高产水分高效利用的节水灌溉模式,有利于当地水稻生产的可持续发展。【方法】于2015年和2016年在固定式水泥测坑内设置不同间歇灌溉时间处理W1(穗分化前水层落干后3~5 d,穗分化后水层落干1~3 d的补充灌溉)和W2(穗分化前水层落干后7~9 d,穗分化后水层落干3~5 d的补充灌溉),以常规淹灌(W0)为对照,研究间歇灌溉条件下补充灌溉的间歇时间及其对水稻产量及水分利用效率的影响。【结果】W0处理产量为8.01~9.40 t/hm2,W1、W2处理与W0处理无显著差异。与W0处理相比,W1、W2处理总需水量分别减少了3.64%~4.74%、5.63%~8.72%;W2处理的需水量低于W1、W0处理不同灌溉方式主要是通过影响穗分化期和灌浆结实期的需水量来影响总需水量,与W0处理相比,W1、W2处理穗分化期的需水量分别下降了0.66%~10.72%、4.54%~7.33%,灌浆结实期的需水量分别下降了4.67%~18.47%、20.76%~25.95%,且在2016年达到显著水平(P<0.05)。W1、W2处理较W0处理分别显著减少了7.50%~41.85%、31.00%~43.94%的灌水量,分别减少了1、1~2次灌水。2 a的灌水利用效率以W2处理下的最高(3.79~12.66 kg/m3),分别较W0和W1处理提高了43.02%~98.74%、5.59%~22.26%;降水利用率也显著高于W0和W1处理。【结论】穗分化前水层落干后7~9 d,穗分化后水层落干3~5 d的补充灌溉方式能有效减少灌水量、灌排水次数,提高灌溉水利用效率和降水利用率,稳定水稻产量,是较为适合江淮地区的稻田高产水分高效利用的间歇灌溉方式。

    2020年01期 v.39 37-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1699K]
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  • 水盐胁迫对玉米茎木质部水力特性的影响
    Change in Hydraulic Characteristics of Maize in Response to Water and Salinity Stresses

    徐建新;王潜;高阳;孙景生;侯泽林;

    【目的】探讨水盐胁迫下玉米茎木质部水力特征、光合作用和生长指标的响应,深入探究水盐胁迫诱导茎木质部栓塞形成的机理。【方法】通过室内玉米桶栽试验,设置水分胁迫(LD)、盐分胁迫(WS)和水盐联合胁迫(SY)3个胁迫处理,以无水盐胁迫处理作为对照(CK),研究水盐胁迫对玉米叶、根水势及玉米茎木质部水力特性的影响。【结果】与CK相比,水盐胁迫下玉米根、叶水势均有明显降低,叶-土水势差从大到小的顺序依次为CK>LD处理>WS处理>SY处理;茎干的初始水力导度Ki和茎流速率明显降低,其变化趋势与叶-土系统水势差变化趋势一致,相应地茎木质部水力导度损失百分比PLC显著增大;同时,玉米叶片的净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs呈CK>LD处理、WS处理>SY处理,株高和叶片长度均表现为CK>LD处理>WS处理>SY处理。【结论】水盐胁迫均会降低玉米水势,使植株体内渗透势平衡遭到破坏,导致玉米光合性能受到抑制,使茎木质部内产生空穴化和栓塞现象,且不同胁迫方式导致不同程度的栓塞。

    2020年01期 v.39 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 941K]
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  • 典型荒漠植物梭梭在咸水滴灌条件下土壤水盐运移特性
    Experimental Study on Water and Solute Movement in Soil Grown with Desert Plant Haloxylon Ammodendron under Drip Irrigation Using Saline Water

    刘赛华;杨广;张秋英;何新林;薛联青;王泽林;李发东;任富天;

    【目的】探讨不同矿化度咸水滴灌荒漠植物梭梭对土壤水盐运移特性的影响。【方法】采用测坑进行咸水滴灌梭梭试验,运用舒卡列夫和Piper三线图等方法,分析不同矿化度对梭梭土壤水分、盐分、土壤离子量和水化学特征变化。【结果】①不同矿化度咸水滴灌后,不同深度土壤盐分累积量不同,结果发现在60~80 cm深度处积盐,最高积盐量可达6.2 g/kg;且咸水滴灌梭梭土壤含盐量与灌水矿化度呈正相关关系;②咸水滴灌梭梭后,土壤中SO_4~(2-)、Cl~-、K~+和Na~+离子量的变化随矿化度显著增加,土壤水溶液阳离子由Ca~(2+)逐渐向Na~+变化,阴离子由SO_4~(2-)逐渐向Cl~-变化,水化学类型由SO_4~(2-)-Ca~(2+)?Mg~(2+)型逐渐向SO_4~(2-)?Cl~--Na~+型演化。【结论】不同矿化度滴灌梭梭条件下,分析土壤含水率、含盐量的分布特征,明确了不同咸水滴灌对土壤离子变化及水化学演变特性,为当地咸水资源的高效利用及生态建设具有指导意义。

    2020年01期 v.39 52-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1636K]
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  • 含钠盐量变化对土壤水分入渗特性影响的试验研究
    Spatial Distribution of Sodic Salt in Soil Affects Water Infiltration

    韩笑;张颖;赵君涵;黄蕊;王洪德;佘冬立;

    【目的】研究土壤含钠盐量变化及钠盐含量垂向异性对土壤水分入渗特性的影响,以期为海涂盐渍土水土资源高效利用与保护提供理论依据。【方法】设置土壤含钠盐量垂向均质及垂向异质变化共6个处理,采用恒定水头入渗法进行土壤水分入渗试验。主要从入渗速率、累积入渗量及湿润峰距离3方面对土壤水分入渗特性进行分析讨论与模拟。【结果】对于盐分分布均匀的土壤,入渗初期水分入渗速率与土壤含盐量有显著关系,但对于盐分含盐量垂直分层土,土壤盐分含盐量与水分入渗速率关系较为复杂。在相同入渗时间内,盐分均质土累积入渗量随土壤含盐量增大呈显著降低趋势;对于盐分含盐量分层土壤,盐分含盐量垂向减小土壤累积入渗量大于盐分浓度垂向增加土壤,且土壤剖面垂向盐分含盐量变化对水分累积入渗量影响相比土壤盐分含盐量均匀变化对入渗过程的影响更显著。土壤湿润锋深度随入渗时间延长而增大,且在入渗初期速度较快,随后逐渐缓慢,最后趋于平缓,上层土壤盐分浓度对湿润锋深度影响较大。【结论】结合盐分均匀变化及垂向异质性变化土壤定水头入渗试验,明确了土壤孔隙水分运动与盐分浓度变化的响应规律。土壤垂向理化性质改变对水分入渗过程具有一定影响,同时利用Kostiakov入渗经验公式和简略Philip入渗方程可以较好地拟合该入渗过程。

    2020年01期 v.39 61-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K]
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  • 水氮施量对膜下滴灌棉花生长及水氮分布的影响
    The Impact of N Application and Drip Irrigation Amount on Cotton Growth and Water and N Distributions in Soil Mulched with Film

    忠智博;翟国亮;邓忠;蔡九茂;谷少委;王国栋;

    【目的】探究北疆地区膜下滴灌棉花最优水氮施量及土壤水氮分布特征。【方法】采用二因素完全随机试验,设置灌水量4个水平(W1:5 250 m~3/hm~2、W2:4 500 m~3/hm~2、W3:3 750 m~3/hm~2和W4:3 000 m~3/hm~2)和施氮量3个水平(N1:300 kg/hm~2、N2:262.5 kg/hm~2和N3:225 kg/hm~2),研究了不同水氮施量对植株形态、土壤含水率分布及土壤氮素分布的影响。【结果】施氮量对植株形态指标的影响程度低于灌水量,但植株形态指标不能反映产量;棉花盛蕾期,表层土壤含水率较低,直至盛花期,表层土壤含水率稳定在20%左右。且灌水量为3 750 m~3/hm~2时,更有利于土壤保持湿润,并且向深层流失的水分较少;0~20 cm土层内硝态氮和铵态氮量相对较高,随着灌水量和施氮量的增加,氮素向深层土壤的淋移程度不断增加,当施氮量为262.5 kg/hm~2时,根系层内的硝态氮含量相对较高,尿素转化的铵态氮也更多;当施氮量为262.5 kg/hm~2,灌水量为3 750 m~3/hm~2时,棉花产量达到最大,为6 460.5 kg/hm~2。【结论】施氮量为262.5 kg/hm~2,灌水量为3 750 m~3/hm~2,可作为该地区最优水氮施量组合。

    2020年01期 v.39 67-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 697K]
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  • 滇中高原不同土地利用类型土壤水氮变化试验研究
    Experimental Study on Water and Nitrogen Dynamics in Soil Under Different Land Usages in Central Yunnan Plateau

    杨翠萍;脱云飞;沈方圆;马继敏;吴耀中;

    【目的】研究不同土地利用类型土壤水氮变化特征及其相关性,为滇中高原农田红壤土水肥流失和治理提供科学依据。【方法】通过2018年6—10月自然降水条件下标准径流小区的试验数据分析,对林地、园地、荒草地、坡耕地和裸地土壤水氮各指标进行测定,并分析其相关性,其中裸地作为对照。【结果】在土壤深度方向上,土壤含水率随土层深度的增加而增大;5种地类土壤全氮的量均值分别为1.67、0.76、0.70、0.52和0.67 g/kg。土壤硝态氮在0~100 cm土层平均量最高园地为13.39 mg/kg,最低裸地为5.13 mg/kg;林地、坡耕地、荒草地土壤铵态氮量随土壤深度先减少后增加。在时间上,土壤含水率呈波动性变化;土壤全氮量在6—10月平均值最大为园地(0.92g/kg),最小为坡耕地(0.50 g/kg);林地、荒草地、坡耕地土壤硝态氮量随时间延长逐渐减小;园地和裸地土壤铵态氮量随时间延长减少。土壤含水率和土壤铵态氮量与土层深度呈极显著相关关系(P<0.01),土壤硝态氮和土壤铵态氮与时间的相关系数分别为-0.440,P=0.028和-0.442,P=0.027,变化呈显著相关关系。【结论】滇中高原农田红壤土壤水分垂直运移规律为随土壤深度增加而增大,不同土地利用类型土壤氮素时空差异较大,土壤全氮的量与土壤深度和时间相关性不显著(P>0.05)。

    2020年01期 v.39 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 747K]
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  • 基于离心机法获取定体积质量下的土壤水分特征曲线
    Method to Adjust the Soil Water Retention Curve Measured Using Centrifuge Apparatus

    任健;张吴平;王国芳;黄明镜;乔磊;

    【目的】克服离心机法测定土壤水分特征曲线时"变体积"的缺陷,实现用离心机法获取扰动土壤准确的土壤水分特征曲线。【方法】选取了山西省16种粒径组成、有机质量差别显著的扰动土壤作为研究对象,采用离心机法测定了初始体积相同的各土壤样品在不同转速下的土壤体积含水率、动态变化的土壤体积;采用多元非线性回归模型,描述了以土壤体积含水率、粒径组成、体积质量和有机质质量分数作为自变量描述土壤水吸力的函数关系,并对模型进行了验证与评价。【结果】土壤水吸力的自然对数函数可以表示为土壤砂粒质量分数、黏粒质量分数、土壤体积质量和含水率乘积以及有机质质量分数等土壤属性的线性函数,模型的决定系数达到0.740;模型建模样本平均相对误差为14.460%,验证样本平均相对误差为13.237%,模型预测精度较高;同时发现土壤属性对于曲线的形状与走势的影响不能忽视,其中砂粒质量分数、土壤体积质量和含水率乘积与土壤水吸力负相关,黏粒质量分数、有机质质量分数与土壤水吸力正相关。【结论】因此,本方法构建的模型更符合实际情况,能够提高土壤水力学参数的精度,同时可以克服离心机测量土壤水分特征曲线体积变化的缺点,得到更合理的土壤水吸力和土壤含水率的关系。

    2020年01期 v.39 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1661K]
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  • 降雨强度和秸秆覆盖对坡耕地烤烟降雨入渗特征的影响
    Effect of Rainfall Intensity and Straw Mulching on Infiltration of Rainfall into Slope Planted with Flue-cured Tobacco

    吕凯;段颖丹;吴伯志;

    【目的】探讨不同降雨强度下秸秆覆盖对降雨入渗的影响,为提高坡耕地雨水资源利用效率及土壤侵蚀的防治提供理论依据。【方法】以烤烟为供试材料,采用人工模拟降雨法,分析了不同降雨强度(40、80和120 mm/h)、秸秆覆盖量(0、3 750、7 500、15 000 kg/hm2)和叶面积指数条件下降雨入渗率的变化特征。【结果】随着降雨时间延长,降雨入渗率呈下降趋势,并逐渐趋于稳定,且秸秆量越高,入渗率趋于稳定的时间越短。平均入渗率随降雨强度和秸秆量的增加而上升,且不同降雨强度间存在显著性差异。当无秸秆覆盖时,烤烟冠层可以显著增加降雨入渗率;而当秸秆覆盖量达到7 500 kg/hm2和15 000 kg/hm2时,烤烟冠层覆盖会不利于降雨入渗。平均入渗率分别与降雨强度和秸秆量呈极显著正相关关系,而与叶面积指数相关性不显著。【结论】降雨强度、秸秆覆盖和烤烟冠层覆盖均是影响坡耕地降雨入渗的关键因素。在相同降雨强度下,虽然秸秆覆盖或烤烟冠层均可有效提升降雨入渗率,但当两者共同作用时,秸秆覆盖为主要影响因素。

    2020年01期 v.39 91-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 734K]
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  • 降雨对坡耕地地表结皮土壤水稳性团聚体变化研究
    Effect of Rainfall on Water Stability Aggregates of Crust Soil on Slope Surface

    陈琳;王健;宋鹏帅;赵宇;马玉红;

    【目的】探讨降雨打击下产生的不同坡面结皮土壤水稳性团聚体分布。【方法】采用人工模拟降雨,研究在降雨打击作用下,地表结皮土壤水稳性团聚体的变化情况。受微地形影响,地表结皮性质呈现差异,以坡面不同位置的地表结皮土壤水稳性团聚体为研究对象,以底部无结皮土壤样品为对照,采用Yoder湿筛法探究不同类型结皮土壤团聚体的变化。【结果】在降雨打击作用下,以降雨时间5 min为例:①土壤水稳性团聚体都呈现大团聚体比例较大的特点,表现为结构性结皮大团聚体占比最大,其次为过渡带、原状土,沉积性结皮最小。原状土、结构性结皮、过渡带、沉积性结皮土壤大团聚体所占比例分别为37.69%、41.95%、37.05%、28.93%。随降雨延续,结构性结皮和过渡带土壤大团聚体明显增加,沉积性结皮土壤大团聚体略有减少。②土壤水稳性团聚体的平均当量直径和几何平均直径差异很大。原状土、结构性结皮、过渡带、沉积性结皮的平均当量直径分别为:0.15、0.19、0.17、0.12mm;几何平均直径分别为0.16、0.21、0.19、0.14 mm。结构性结皮土壤水稳性团聚体的平均当量直径和几何平均直径最大,其次为过渡带、原状土,沉积性结皮最小。③土壤水稳性团聚体分形维数D不同但差异不显著。原状土、结构性结皮、过渡带、沉积性结皮土壤水稳性团聚体分形维数D的大小分别为:2.725、2.705、2.725、2.737。沉积性结皮水稳性团聚体分形维数最大,其次为过渡带、原状土,结构性结皮最小。【结论】降雨打击作用使得土壤表层大团聚体被分散,小团聚体富集;大团聚体量越高,土壤结构越稳定,抗蚀能力越强;反之,抗蚀能力越弱。

    2020年01期 v.39 98-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 1474K]
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  • 气候变化影响下华北平原地下水可持续利用研究
    Simulating Dynamics of Groundwater in North China Plain Under Uncertain Climate Change

    秦欢欢;孙占学;高柏;陈益平;赖冬蓉;万卫;

    【目的】研究气候变化对华北平原地下水可持续利用的影响。【方法】在校准的MIKE SHE模型基础上考虑A1B二氧化碳排放情景下代表湿润、正常和干旱气候条件的3种大气环流模型,设定3种气候变化情景进行模拟。【结果】①地下水水位、地下水补给、含水层储量的变化均与气候的干湿程度正相关。相对于保持现状情景,湿润和正常气候情景下地下水水位分别回升0.156~0.295 m/a和0.007~0.090 m/a,而在干旱气候情景下则下降0.106~0.345m/a;②模拟期末,相对于保持现状情景,湿润和正常气候情景下含水层储量恢复率分别为6.86 km3/a和0.84 km3/a,而干旱气候情景下则下降6.58 km3/a;③湿润和正常气候情景下地下水补给量增幅分别为53.1%和8.5%,而干旱气候情景下地下水补给量降幅为69.2%。【结论】地下水可持续利用是华北平原社会发展中的关键问题,与此相关的措施包括减少蒸散发、城镇化、南水北调工程、节水灌溉技术等。只有社会各方面的综合作用,才能从根源上保障华北平原地下水的可持续利用。

    2020年01期 v.39 106-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1174K]
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  • 基于SWAT模型的北汝河流域非点源污染及其关键区域识别
    Using SWAT Model to Analyze Non-point Pollution in Beiru River Basin

    袁远;石蒙蒙;李会平;史贝贝;吴明作;

    【目的】了解北汝河流域非点源污染的时空分异,识别关键区域与重要时期,为防治非点源污染等提供理论依据。【方法】运用Arc GIS和ENVI软件与相关数据构建SWAT模型数据库,基于2001年与2014年土地利用数据,利用SWAT模型模拟了北汝河流域2001—2015年间非点源污染的时间动态与空间分异特征。【结果】SWAT模型适用于北汝河流域,校准期和验证期的R2和Ens均达到0.68以上,将该流域划分为70个子流域490个水文响应单元;以2001年与2014年土地利用数据模拟的泥沙、总氮、总磷负荷分别为29 088.761、78 870.342、1 025.753 t/a与25 315.033、70 560.752、1 207.841 t/a;2014年总磷负荷略有增加,其他负荷均有所下降。【结论】北汝河流域非点源污染负荷在汛期较为严重,以东部、中部的耕地与居民聚集区为关键控制区,且在东部有扩大趋势。

    2020年01期 v.39 115-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1005K]
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  • 基于年内尺度的中国大陆地区Angstrom公式参数校正与优选
    Calibrating and Optimizing the Parameters in Angstrom Equation for Calculating Evapotranspiration from Mainland China

    夏兴生;朱秀芳;潘耀忠;张锦水;

    联合国粮农组织(FAO)推荐Angstrom公式作为参考作物需水量计算过程中太阳总辐射(Rs)参数的建议算法,因此,该公式的as、bs参数取值对准确计算Rs至关重要。【目的】探讨Angstrom公式中2个经验系数as和bs在中国陆地范围内的空间分布特征,并给出各农业区的校正值。【方法】基于中国辐射月值数据集和中国地面气候资料月值数据集中共有的121个站点1957—2016年的逐月日平均太阳辐射和日照百分比有效观测记录,基于各站点1957—2010年的多年平均数据,利用最小二乘回归计算并统计得到中国38个农业区的年内统一as、bs系数,并以2011—2016年的Rs观测值为真值,比较了分别以as、bs系数回归值和FAO的建议值计算的Rs相对精度,筛选出了各农业区年内as、bs系数的优化取值。【结果】大部分站点的n/N与Rs/Ra的相关系数在0.8以上;以线性回归分析求得的Angstrom公式系数as在绝大部分区域维持在0.1~0.2之间,且空间分布稳定,而系数bs则波动性变幅较大,大部分区域在0.40~.8之间;以回归系数计算的Rs整体上要优于FAO推荐值计算的Rs,但在具体应用中则存在FAO推荐值计算的Rs优于回归系数计算的Rs的情况。【结论】在中国,基于n/N与Rs/Ra的相关关系,可以直接回归分析求取Angstrom公式的as、bs系数;各农业区回归求取的as、bs系数与FAO 56的建议值存在显著差别,且有各自的表现特征,但二者的相对大小也呈此消彼长的规律;现有数据和方法条件下,as、bs系数的回归值和建议值相结合推广使用是最佳方案。

    2020年01期 v.39 123-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 758K]
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  • 四川省湿润气候区参考作物蒸散量趋势变化及成因分析
    Change in Reference Crop Evapotranspiration from Humid Climate Region of Sichuan Province and Its Determinants

    武剑飞;康银红;梁友鹏;

    【目的】分析四川省湿润气候区参考作物蒸散量(ET_0)的趋势变化及其影响因子,以期为农业灌溉提供合理的依据。【方法】根据雅安市1954—2009年逐日的气象资料,采用Penman-Monteith(PM)公式计算ET_0,通过气候倾向率、Mann-Kendall法、通径分析对研究区域ET_0的趋势变化与成因进行分析。【结果】ET_0年际变化不稳定,多年平均值为861.2 mm,且呈现极显著的下降趋势(z=-3.06<-1.96),气候倾向率为9.3 mm/10 a;相对湿度无显著性下降趋势(z=-0.52),风速(z=-7.09)、日照时间(z=-2.61)、净辐射(z=-2.64)在1954—2009年都呈显著性下降趋势,而日平均温度(z=2.96)呈现显著性上升趋势;影响ET_0的因素依次为净辐射、相对湿度、风速、日平均气温;采用辐射法中Pristley-Taylor法计算得到的ET_0与PM法计算下的ET_0相近。【结论】雅安市多年平均ET_0呈显著性下降趋势;日照时间是影响ET_0减少的主要因素;在气象资料缺失的湿润地区,可以采用Pristley-Taylor法代替PM公式来计算ET_0。

    2020年01期 v.39 131-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K]
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  • 黄河龙门-潼关段水位变化对芦苇湿地土壤CO_2释放速率的影响研究
    The Effect of Water Level Fluctuation in Yellow River on CO_2 Emission from an Adjacent Wetland is Modulated by Soil Temperature

    吕海波;

    【目的】评价水位变化对黄河中游滨河湿地土壤碳排放的影响程度并分析其影响机理。【方法】对研究区芦苇群落进行土壤CO_2释放的随机调查,结合人工注水设置监测试验,研究了各种因素对土壤CO_2释放的影响规律。【结果】水位变化的影响规律与土温有关,土温13~23℃时,随水位上升土壤CO_2释放速率先升后降,最大值对应深度为0 cm,在24~30℃和>30℃时逐渐降低,同时,水位与CO_2释放回归方程的R2值也受到土温影响;野外样地半注水(水位-30 cm)和全注水(水位0 cm)设置后,土壤CO_2释放速率呈急剧降低-波动滞后-波动同步的特征,所有数据白天和晚上释放平均值分别为3.05、2.74μmol/(m~2?s),多表现为昼高夜低的规律,在7 d监测期间未干涉样地(Lo)、全注水(Lh)和半注水样地(Lf)CO_2排放总量分别为2.47、1.22、1.39 mol/m~2,后2者分别造成了50.4%和43.4%的减少。【结论】水位升降对湿地CO_2释放的影响收到气温和昼夜变化的复合影响,较多情况下表现为水位上升,CO_2释放减少,释放速率昼高夜低,水位变化造成CO_2的影响持续时间大于7 d。

    2020年01期 v.39 138-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 1562K]
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  • 黄河流域保护与高质量发展的专栏征稿通知

    <正>黄河流域的生态保护和高质量发展是事关民族复兴和永续发展的千年大计。习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上强调,要着力加强生态保护治理、保障黄河长治久安、促进全流域高质量发展、改善人民生活、保护传承弘扬黄河文化,让黄河成为造福人民的幸福河。习近平总书记提出五项任务:第一,加强生态环境保护;第二,保障黄河长治久安;第三,推进水资源节约集约利用;第四,推动黄河流域高质量发展;第五,保护、传承、弘扬黄河文化。

    2020年01期 v.39 145页 [查看摘要][在线阅读][下载 104K]
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