滴灌对农田土壤CO2和N2O产生与排放的影响研究进展

研究滴灌条件下土壤CO2和N2O的排放特征及其影响机制,有助于深刻了解灌溉方式变化对农田生态系统碳氮循环的影响,对农业灌溉管理措施的改进和农业温室气体减排具有重要的意义.本文综述了滴灌对农田土壤CO2和N2O排放的影响,从土壤水分、土壤温度、土壤养分和土壤结构等方面分析了滴灌条件下农田土壤CO2和N2O产生和排放的主要影响机制,在此基础上探讨了滴灌对大气温室效应影响的不确定性以及目前研究中存在的主要问题.     

灌溉方式对设施土壤温室气体排放的影响

为了寻求在高产、高效、节水的同时能够最大程度促进温室气体减排的灌溉方式,以长期定位灌溉设施蔬菜(以番茄为例)栽培土壤为研究对象,探讨覆膜滴灌、节点式渗灌、沟灌3种不同灌溉方式对土壤温室气体(N₂O、CO₂、CH₄)排放特征的影响,以及温室气体排放与土壤温度和湿度两大环境因子的相关性,并运用产气比概念对温室气体累积排放量进行比较.结果表明:①在番茄生长季,不同灌溉方式下N₂O排放总量表现为沟灌(25.33 kg/hm2)>覆膜滴灌(23.87 kg/hm2)>节点式渗灌(10.04 kg/hm2),土壤温度适宜条件下,N₂O排放通量与土壤湿度呈极显著相关(P<0.01).②CO₂排放通量随着气温升高及植株生长而逐渐增大,具有明显的季节性变化.不同灌溉方式下CO₂排放总量表现为节点式渗灌(11.84 t/hm2)>沟灌(10.45 t/hm2)>覆膜滴灌(9.53 t/hm2);覆膜滴灌和节点式渗灌处理下CO₂排放通量与土壤温度呈极显著相关(P<0.01),沟灌处理下二者呈显著相关(P<0.05).③在番茄整个生长季期间,土壤总体表现为大气CH₄的汇,不同灌溉方式下CH₄吸收总量表现为节点式渗灌(1.98 kg/hm2)>覆膜滴灌(0.93 kg/hm2)>沟灌(0.71 kg/hm2),CH₄排放通量与土壤湿度呈显著相关(P<0.05).研究显示,采用覆膜滴灌方式不仅可以达到高产、高效、节水的目标,而且综合排放的温室气体量最少,可达到土壤温室气体最大程度的减排效果,减缓全球气候变暖趋势,是一种最佳的灌溉方式.      

海河平原农业供水的决策分析模型

本文根据海河平原水源不足的问题,采用系统分析的方法,探讨了农业供水的对策。提出的决策分析模型可望适用于不同大小的区域。通过实际资料的分析得出实行节流、管理与开源的具体方案及经济效益。分析成果表明推行节水灌溉技术与管理措施是完全可行的。在建立节流系统(包括管带与滴灌及调整耕作制度、作物布局)和加强水管理的基础上,实行开源引江、引黄,可大大缩减调水规模,降低开源工程投资,缓和工农与城乡供水的矛盾。     

农业灌溉用水效率及其影响因素实证分析——基于随机前沿生产函数和新疆棉农调研数据

水资源是21 世纪的战略资源,提高农业部门水资源利用效率是水资源严重短缺的中国可持续发展的必然要求。论文利用“一步法”随机前沿生产函数模型评估了新疆地区806 户棉农的棉花生产技术效率及其影响因素,在此基础上采用单要素效率测算方法,借助Tobit 模型,考察棉花灌溉用水效率分布及其影响因素。研究结果表明：①新疆地区棉花技术效率与灌溉用水效率分别为0.85 和0.74,并且两种效率之间具有较高的相关性;②汉族农户以及采用滴灌技术和兵团经营方式的农户具有更高的技术效率与灌溉用水效率,而采用套种方式的农户两种效率较低;③棉花技术培训、每块土地规模的扩大有利于农户技术效率与灌溉用水效率的提高;④灌溉用水价格的提高有利于灌溉用水效率的提高。     

上海市农业面源污染控制BMPs框架体系研究——(Ⅰ)技术性BMPs

在综合分析国内外农业面源污染控制相关措施的基础上,结合上海市农业的实际情况,研究制定了上海市农业面源污染控制最佳管理措施(BMPs)框架体系.本文就技术性BMPs措施进行了细致的阐述,主要包括:耕作技术、养分管理技术、农药管理技术、灌溉排水技术、径流水管理技术,以及畜禽、水产养殖污染控制等.力求从农业面源污染源头上及过程中减少污染物排放,促进农业生产可持续发展.     

不同灌溉方法下保护地土壤盐分分布特征的研究

通过渗灌、滴灌、沟灌3种灌溉方法对保护地土壤pH、全盐含量及水溶性离子组成的影响,探讨了3种灌溉方法在保护地土壤酸化、盐化过程中的演化规律.结果表明:渗灌、滴灌、沟灌:3种处理方法中滴灌处理比渗灌处理和沟灌处理效果更好,表层水溶性盐分和硝酸盐积累较轻,酸化较轻,有利于土壤环境的可持续性发展和有效地保护土壤资源.     

机械化旱作节水灌溉技术开发成功

一项机械化旱作节水灌溉技术近年来在吉林省乾安县开发并应用。这一技术不仅可以保证一次播种一次出全苗，而且通过苗期节水灌溉，其水成本仅是大水漫灌法的九分之一，是喷灌法的四分之一。 这项技术投资少，见效快，简便易行，不仅可以解决旱区发展节水农业，增收致富问题，而且为遏制生态环境恶化，推进旱作农业可持续发展探索出了一条路子。它对东北、西北、华北广大旱作农业区发展生产，增收致富具有积极的意义。农业部已将此项技术列为“丰收计划”。 乾安县自然条件较差，风沙较大且春夏两季干旱少雨，年均降雨在 ４００ 毫米左右。１…     

武威绿洲农业水足迹变化及其驱动机制研究

农业活动通过改变绿洲赖以生存的水生态系统而影响着绿洲的稳定性。1950-2007年武威绿洲农业水足迹上涨了近7倍,而农业水足迹效率仅提高1.75倍;粮食作物水足迹比例过大,57 a间平均达74.32%,其中,2002年以前粮食作物水足迹比例呈下降趋势,但在2002年达到最低点58.63%之后开始出现反弹。人口增长和人民生活需求所驱动的以粮食生产为主体的农业规模扩大和农业开发强度加大,是农业水足迹增长的主要原因。适当压缩农业规模,加快农业内部结构调整,加大政府对农业节水灌溉工程的投入和农业节水技术的推广,是控制武威绿洲农业水足迹增长过快,维护绿洲生态系统稳定的有效方式。     

喀什噶尔河流域平原区地下水灌溉适宜性评价

该研究对新疆喀什噶尔河流域平原区地下水水化学特征及灌溉适宜性进行分析和评价,以期对开采利用研究区地下水提供科学依据。作者建立了基于熵权的模糊物元模型,对研究区地下水的灌溉适应性进行综合评价。研究表明,研究区地下水水化学类型发生了明显变化,SO4·Cl型水和SO4·HCO3型水分布面明显增加,地下水盐化和硬化明显。42.7%的潜水、24.7%的浅层承压水和26.2%的深层承压水属于Ⅰ级水,适宜用作灌溉水源。46.6%的潜水、44.1%的浅层承压水和45.9%的深层承压水属于Ⅱ级水,易造成土壤盐渍灾害,不宜长期用于农业灌溉。地下水开采、灌溉方式及矿物溶解作用对研究区地下水水质影响较大。     

华北地下水超采区农户节水灌溉技术认知分析——以河北省张家口市沽源县为例

目前我国华北地区面临严重的地下水超采问题,在地下水超采综合治理行动方案中明确提出要加强农业节水,调整农业种植结构。农户节水灌溉技术认知与农业节水效果密不可分,本文以河北省张家口市沽源县269份农户调查为样本,采用结构方程模型探索农户节水灌溉技术认知的内在机理。结果显示：农户个人特征、家庭生产特征、政策宣传特征和农户水资源稀缺性认知的路径系数分别为0.186、0.157、0.469和0.200。表明节水灌溉技术补助、培训和参观高效节水示范区对提升农户节水灌溉技术认知的效果显著。因此,在依靠政府技术资金支持的基础上,发现农户节水灌溉技术认知差异,制定完善的节水灌溉技术宣传推广体系,有利于提高华北地区农户采用节水灌溉技术的积极性。     

对农田节水灌溉技术浅议

我国是农业大国,同时也是水资源匮乏的国家。在当前河流、湖泊污染严重的情况下,许多地区用地下水进行农田灌溉,对有限的水资源造成了极大的压力。在这种情况下,节水灌溉技术是当前农业可持续发展的重要措施。农田节水灌溉技术的应用与普及,一方面是建立节约型社会的要求,更重要的是使农业生产模式升级,提高农业经济效益。本文从当前农田节水灌溉技术的类型和主要技术入手进行分析,进而探讨了节水灌溉的应用,最后对农田节水灌溉技术发展趋势进行了展望。     

污水灌溉

污水灌溉,一般是指利用处理过的城市污水灌溉作物、牧草或休闲地。这里所说的城市污水是指工业废水和生活污水的混合污水。用这种混合污水进行灌溉较为常见;但也有单用工业废水或单用生活污水进行灌溉的。工业废水是工厂在生产过程中产生的污水,包括工艺过程排水、机器冷却水、设备和厂地洗涤水等。由于企业种类繁多,工艺过程各异,故各类工厂排出的废水在化学成分和性质上很不相同,由许多工厂排出的污水合流而成的城市废水就更加复杂。在工业废水中,除     

基于RS和GIS技术的区域农田灌溉量预报研究及应用

区域尺度上开展农田灌溉量预报需要考虑土壤、作物和大气的空间差异性。论文针对农田灌溉现状分别建立了需水量灌溉预报模型和土壤湿润层灌溉预报模型,并在预报模型中引入RS和GIS技术来考虑预报参数的空间差异性,初步实现了区域尺度上250 m分辨率网格化的农田灌溉量预报,并在北京地区冬小麦灌溉量预报中进行了应用。结果表明:北京地区2010年冬小麦6月灌浆期间和11月下旬越冬前冻水的预报灌溉量分别为375 m³/hm²和600 m³/hm²,均较现行农业生产中建议的灌溉量明显偏少,具有节水经济效益潜力。这些结果显示了RS和GIS技术在区域尺度上农田灌溉预报中的良好应用潜力,且预报结论和应用效果能达到较好统一。     

强化水旋澄清池技术处理黄河高浊度水的试验研究

由于兰州段夏季黄河水的浊度较高,直接影响了自来水厂的正常运行,而目前水厂所用工艺无法满足高浊度水的处理要求,因此,采用自主研究开发的具有特殊结构的水旋澄清池对黄河高浊度水进行了强化处理的试验研究。研究结果表明：在多点投药混合方式下,强化水旋澄清池可提高浊度的处理效果;若在投加无机絮凝剂PAC后,再投加有机絮凝剂PAM进行复配作用,不仅可降低无机絮凝剂的用量,节约制水成本,而且提高了自来水厂的出水水质;结果也表明该水旋澄清池技术能够推广应用于黄河高浊度水的强化处理工艺中。     

台田及海冰水灌溉利用对洗脱盐的影响研究

随着国家对粮食安全问题的关注,滨海重度盐荒地的改良和利用再次引起了人们的重视。台田-浅池综合土地利用模式降盐效果显著,分析表明:黄骅淤泥质盐荒地筑造的台田相对脱盐效率达47%。台田作物生育期内2次海冰水灌溉土壤脱盐效率差异较大,总体排盐效果较好,其中7月份台田海冰水灌溉处理下,单位面积的0～120 cm层土体排盐2.70 kg,与盐荒地相比排盐6.16 kg,与台田无灌溉处理相比排盐3.76 kg,台田排盐贡献率PT明显大于海冰水灌溉排盐贡献率PTW。因此在滨海盐碱地区利用旱涝盐碱的台田调控作用,配合海冰水灌溉保障作物需水,可以构建安全的农业种植环境。此研究为滨海盐荒地台田-浅池利用、构建生态农业及海冰水资源安全利用提供参考。     

部门水足迹及其经济效益的时空匹配特征研究

利用水足迹账户法,核算了2005—2015年张家口市市辖区、坝上和坝下三个区域的农业、工业、建筑业、服务业和生活等部门的水足迹,在此基础上分析不同产业部门水足迹经济效益的时空特征。研究结果表明：（1）马铃薯种植成为张家口市农业水足迹快速上升的最主要驱动因子。马铃薯对农产品水足迹的贡献率由10%上升至50%,成为优势农作物,但是主要集中在坝上地区。（2）工业水足迹下降了64%,市辖区下降最快;建筑业水足迹只有工业水足迹的1%~4%;服务业水足迹由571万m³上升至1436万m³,市辖区上升最快。（3）为实现节水目标,张家口市应继续调整种植业结构、最大限度利用降水,进一步减少灌溉用水;工业领域建立与水有关的投入产出表,并对工业内部产业结构和区域产业布局进行节水规划。     

农业灌溉过程中的节水措施

水资源匮乏是当前阻碍农业发展的主要因素,而农业灌溉用水过程中存在水资源利用率不高等现象,极大的造成了水资源的浪费,所以如何提高农业灌溉水源利用率的问题成为农业发展过程中人们最重要的话题之一。农业灌溉过程的节水工作也是为了提高水资源的利用率,使得水资源得到合理的分配,使得干旱地区可以得到更多的水资源的调度。本文重点对节水问题进行分析,对农业灌溉节水工作进行具体探讨,并对农业灌溉节水工作提出有效的措施。     

浅谈农业水利灌溉中节水的有效措施

我国农业灌溉用水量很大。在农业水利灌溉中,如果不采取节水的有效措施,必然会浪费大量的水资源,增加农业的灌溉成本。本文结合笔者多年在农业方面的工作经验,分析了我国农业灌溉现状,并提出了灌溉节水的有效措施,以供广大农业管理人员参考。     

污水喷灌与空气微生物污染

喷灌是一种省水、省工和省地,适宜各种地形对多种作物进行灌溉的新技术.在农业和城市绿化中广为使用.值得提出的是,有的地方为了节水,给生活污水和工业废水找出路,用污水喷灌或用清水和污水混合后进行喷灌,结果使多种病原微生物进入空气中,使被污染的空气成为传播各种疾病的媒介,引起许多传染病流行.污水中含有多种病原微生物,并且     

生物炭在新疆棉田的应用效果研究

农业是新疆经济和社会的基础,维系着全疆广大农牧民的生计,也关系到民族团结、边疆稳定和各族人民生活水平。寻求新技术提高绿洲农业生产力是新时期新疆经济和社会发展的要求。我们将小麦秸秆生物炭应用于喀什绿洲的灌淤土,研究了其对土壤pH和土壤水分的影响以及对棉花生长和产量的促进作用。结果显示,10%生物炭施用量可以倍增田间持水量,并提高土壤pH值0.36。但后一作用会随土壤灌溉和淋滤作用的增加而降低;在混合施用方式下,生物炭显著提高棉花产量,5%的施用量提高皮棉产量26%。这种增产效果产生的原因是生物炭的施用增加了土壤的营养成分和供水能力,从而增强了植株的株高、果枝数和单株铃数等。但条施方式对棉花的增产效果不显著,其施用过程会伤及作物根系和/或纯生物炭的高碱性影响植株的生理作用,从而造成棉株的枯萎、迟滞作物的生长。上述结果表明生物炭技术是提高绿洲农业生产力很有潜力的一条途径,但施用方式是一个很重要的影响因素。本研究结果不仅可以直接指导新疆绿洲的棉花生产,还可以为我国北方广大干旱区农业生产和管理提供借鉴。