黄土高原西部旱农区不同品种马铃薯集雨限灌效应

通过大田试验研究了集雨限灌对同薯23号和大西洋两个马铃薯品种的补灌效应.结果表明：集蓄雨水在苗期补灌能显著提高旱作马铃薯的产量,且大西洋增产幅度高于同薯23号;在薯块膨大期补灌同薯23号的产量增加不显著,而大西洋减产.低额补灌（补灌45 mm）有利于同薯23号水分利用效率（WUE）和灌水利用效率（IWUE）的提高.大西洋苗期补灌的WUE和IWUE均高于薯块膨大期.补灌提高了同薯23号的大薯率、中薯率和单株薯产量,降低了小薯率, 但绿薯率、烂薯率有所增加;大西洋的大薯率和小薯率增加,中薯率稍有下降,烂薯率增加.     

关中灌区沟垄集雨种植补灌对冬小麦光合特征、产量及水分利用效率的影响

通过大田试验,研究了沟垄集雨种植结合不同补灌量处理对冬小麦光合器官、光合速率、产量和水分利用效率的影响.结果表明:沟垄宽度各为60 cm时,集雨种植不灌溉(T1)、返青期种植沟补灌375 m3·hm-2(T2)和种植沟补灌750 m3·hm-2(T3)3个处理较平作灌水750 m3·hm-2(畦灌,T4)处理的小麦籽粒产量分别提高2.8％、9.6％和18.9％,收获系数提高2.0％～ 8.5％,旗叶叶绿素含量提高41.9％ ～64.4％,整个生育期内0～ 40 cm土壤含水量增加了0.1％～4.6％;开花期和灌浆期的叶片光合速率分别较T4处理提高了22.3％～ 54.2％和-4.3％～67.2％,农田总水分利用效率较T4处理分别提高17.9％、10.4％和15.4％,比平作不灌水处理(CK)提高69.3％、58.6％和65.7％;降水利用效率较CK提高94.3％ ～ 124.5％;T2、T3处理各生育阶段叶面积均显著高于T4处理,灌溉水利用效率分别比T4处理提高119.1％和18.8％.在灌溉量减少50％的条件下,集雨种植比畦灌处理能维持较高的籽粒产量,显著提高灌溉水利用效率,尤其是在降雨量偏少的年份,可以显著提高小麦水分利用效率.     

喀斯特山区集雨灌溉系统设计

本文在实例分析的基础上,研究喀斯特山区集雨灌溉系统。规划了雨水蓄积工程的建造、管道的布置,制定出合理的灌溉制度。从调查研究集雨灌溉方法及区域情况入手,明确了集雨灌溉系统的设计思想;对喷头、管材和蓄水池等进行选型和计算,画出集雨灌溉总温室布局图。该设计技术方案可行,同时提高了水的利用效率。     

半干旱地区膜垄和土垄的集雨效率和不同集雨时期土壤水分比较

于 2 0 0 2年 4月～ 8月在兰州大学干旱农业生态榆中试验站进行研究 ,在平地上形成沟垄相间的微地形 ,采用 3种沟垄比和两种下垫面材料 ,垄作为径流区 ,沟作为集水区 (沟内不种任何作物 )。采用平均产流率法分析了不同垄型集水面的集水效率 ,结果表明 ,膜垄的平均集水效率为 90 % ,土垄的平均集水效率为 16 .8% ;通过对不同垄型集水面垄中、沟边、沟中的土壤水分进行比较发现 ,对于膜垄在集雨的各个时期沟中的土壤含水量高于垄中 ,沟边的土壤含水量介于沟中和垄中土壤含水量两者之间。如 7月 14日测定 ,沟中、沟边和垄中 0～ 2 0 0 cm土层土壤平均含水量分别为 10 .39%、10 .2 4 %和 9.4 2 % ;对于土垄 ,在集雨前期和集雨中期 ,沟中和沟边的土壤含水量相差不大 ,沟中和沟边的土壤含水量均低于垄中的土壤含水量 ,表现出和膜垄完全不一样的特性 ,如 7月 14日测定 ,沟中、沟边和垄中 0～ 12 0 cm土层土壤平均含水量分别为 8.98%、8.6 8%和 10 .0 3% ,在集雨后期 ,沟边和沟中的土壤含水量大于垄中土壤含水量 ,如 8月 13日测定 ,沟中、沟边和垄中 0～ 12 0 cm土层土壤平均含水量分别为 9.76 % A、9.38% B和 7.94 % C,该试验表明土垄在集雨后期 ,在集雨和土壤水分分配方面表现出和膜垄的相似的特性     

黄土高原集水农业研究进展

回顾了黄土高原集水农业理论与技术体系的研究成果．分析评价了集水农业的研究进展。随着黄土高原集水农业研究方法的改进、研究内容的深入、研究领域的扩充．提出了广义性集水农业研究范畴。在黄土高原集水农业理论研究的基础上．应加强微集雨微灌溉应用技术、现代集雨技术、计算机控制技术与集雨网络等高新技术手段的技术集成．以提高雨水汇集与利用效率。同时．黄土高原集水农业的研究已经从微生境条件下的农业生态系统延伸至区域生态环境保育。利用汇集雨水合理调配生态用水．进行小流域综合治理。农林牧综合发展。生态环境重建的集水型生态农业是黄土高原集水农业的发展趋势。     

黄土塬地区集雨窖水水源地优选

为提高黄土塬地区窖水水质,保证窖水饮用安全,集雨水源地的选择势在必行。本文通过应用主成分分析法,研究了优质集雨水源地和决定水质的控制指标。结果表明,在不同类型集雨水源地中,水泥地面和瓦屋面的综合主成分得分分别为-3.350和-1.945,污染程度分级结果为轻度,是集雨的最佳场地;COD、NH4+-N、TP、SS和粪大肠菌群在主成分中具有高荷载值;集雨水受有机物质、地表尘土、人畜粪便污染明显,与人为活动密切相关。最后,就集雨水源地在政策法规、水质保护技术体系、水质检测和保护等方面提出了改善措施和建议。     

不同基因型冬小麦旗叶的稳定碳同位素比值及其与产量和水分利用效率的关系

以我国北方12个冬小麦(Triticum aestivum)品种(系)和美国德克萨斯州3个冬小麦品种(系)为供试材料, 在甘肃陇东黄土高原旱作和拔节期有限补灌条件下, 比较研究了不同基因型冬小麦之间产量、水分利用效率(WUE)和灌浆期旗叶稳定碳同位素比值(δ¹³C)的差异, 以及δ¹³C值与产量和WUE的关系。旨在通过分析δ¹³C值与产量和WUE的关系, 明确δ¹³C值在评价植物WUE方面的可靠性, 为抗旱节水品种的筛选提供理论依据。结果表明: 不论旱作还是有限补灌, 不同基因型冬小麦之间产量、WUE、旗叶δ¹³C值存在显著差异, 随着灌浆过程的进行, 旗叶δ¹³C值呈缓慢增大的趋势, 而且旗叶δ¹³C值旱作高于有限补灌。不论旱作还是补灌条件, 旗叶δ¹³C值在4个测定时期的平均值与籽粒产量、WUE呈显著正相关关系(R²= 0.527 3-0.691 3)。小麦拔节期补灌100 mm水分后, 不同基因型小麦表现出明显的水分超补偿效应。说明冬小麦灌浆期旗叶δ¹³C值在旱作条件下和在补灌条件下均可较好地评价WUE, 可将冬小麦灌浆期旗叶δ¹³C值作为筛选高效用水品种的参考指标之一。     

黄土高原西北部春小麦集雨微灌的产量及水分效应

为探讨集雨微灌对春小麦的产量及水分效应 ,于 2 0 0 1年在黄土高原西北部的甘肃省皋兰县进行了灌水方式 (管灌、滴灌和微喷灌 3个水平 )和灌水量 (0 mm、2 2 .5mm、45.0 mm和 67.5mm 4个水平 ) 2因素试验 ,分别在拔节期、孕穗期和开花前期灌水 ,试验共设 36个小区 ,小区面积 3× 5m2 。试验结果表明 :小麦生育期土壤水分变化动态受降水量、灌水量和小麦生育期耗水量的影响 ,总体呈下降趋势。微喷灌处理能显著地增加上层 (0～ 40 cm)土壤含水量 ,以微喷灌 67.5mm处理最为明显。对产量的方差分析结果表明 ,尽管灌水方式间的差异不显著 ,但从产量表现来看 ,其大小顺序依次是微喷灌、滴灌、管灌和对照 ;灌水量和互作间的差异达极显著水平 ;灌水有增加公顷穗数 ,降低穗粒数和千粒重的趋势 ;随灌水量的增加 ,千粒重对产量的贡献减小 ,而公顷穗数对产量的贡献增加 ,穗粒数对产量的贡献表现在这一过程之中。作物田间耗水量和水分利用效率随补灌量的增加而增加 ;以微喷灌 67.5mm的水分利用效率最高 ;供水效率以微喷灌 45.0 mm和 67.5mm处理为高。     

黄土高原西北部砂田西瓜集雨补灌效应研究

在黄土高原西北部地区对砂田西瓜的集雨补灌效应进行了研究。试验采用滴灌方式,设0mm(D0)、22．5mm(D1)、45．0mm(D2)和67．5mm(D3)4个灌水量处理。区组内各处理随机排列,四次重复。试验结果表明：在西瓜全生育期,每个处理0～120cm土层的土壤水分含量均呈下降趋势,下降的幅度随着补灌量的增加而减小。全生育期补灌67．5mm的处理土壤含水量最高,比没有补灌的对照处理高2．2％。土壤水分的变化在0～40cm土层比较活跃。其次是40～80cm土层,而80～120cm土层的含水量变化相对比较稳定。对砂田西瓜进行补灌可以提高产量和水分利用效率。补灌45mm和67．5mm的处理比对照分别增产36．3％和45．7％。补灌67．5mm处理的水分利用率最高,为26．7kg／m^3。比对照增加17．0％;该处理的净利润和每单位(m^3)水的净利润也最高,分别达43．677元／hm^2和18．48元／m^3,比不补灌的对照处理高29．9％和15．3％。补灌量对西瓜的含糖量也有影响,补灌量低于45mm,各处理之间含糖量的差异不大,补灌量为67．5mm,西瓜含糖量降低0．44％。补灌对西瓜的产量、含糖量和水分利用率均有影响,砂田西瓜只有补灌量控制在45mm左右,才能既提高产量和水分利用率,又不降低西瓜品质。     

半干旱黄土高原沟垄微型集雨产流特征与马铃薯种植技术

对膜垄和土垄的降雨量和径流量进行直线回归分析,结果表明,粘土夯实集雨垄临界产流降雨量为2.83 mm,产流后的平均集水效率为24.6%,地膜覆盖集雨垄临界产流降雨量为0.23 mm,产流后的平均集水效率为91.1%。在沟垄微型集雨种植马铃薯试验中,30 cm垄宽膜垄、45 cm垄宽膜垄、60 cm垄宽膜垄、30 cm垄宽土垄、45 cm垄宽土垄和60 cm垄宽土垄(沟宽均为60 cm)的经济产量分别比传统耕作高173%、168%、119%、28%、24%和18%,水分利用效率分别比传统耕作高3.98、3.74、2.25、1.10、0.93和0.72 kg.mm-1.hm-2。膜垄种植马铃薯经济产量提高119%~173%,土垄种植马铃薯经济产量提高18%~28%。     

半干旱黄土高原集水高效旱地农业的发展

黄土高原半干旱区传统水土保持型农业的发展已有数十年的历程,已基本趋于成熟,但对水肥热的菌控能力很低,难于发展高附加值作物生产,因此生产效益低下,难以走上良性怅的轨道,不能解决目前遇到的实际问题,通过近几年来的探索,认为,在不上保持农业的基础上,进一步发展雨养农业最有效的途径不是人工富集天然降水,将富集的降水用于农业生产,可以大大大提高降水的利用效率和生产效益,这就是集水农业,是今后半干旱区雨养农业     

Environmental analysis of rainwater harvesting infrastructures in diffuse and compact urban models of Mediterranean climate

Purpose  

At present, many urban areas in Mediterranean climates are coping with water scarcity, facing a growing water demand and a limited conventional water supply. Urban design and planning has so far largely neglected the benefits of rainwater harvesting (RWH) in the context of a sustainable management of this resource. Therefore, the purpose of this study was to identify the most environmentally friendly strategy for rainwater utilization in Mediterranean urban environments of different densities.     

试论东北地区农业节水与农业水资源可持续利用

针对振兴东北老工业基地大背景下的东北地区水资源紧缺状况,通过对农业水资源和农业节水潜力的系统分析,提出了东北地区的系统农业节水战略．根据东北地区农业生产特点和农业发展需求,进行节水农业分区,确定不同农业类型区节水高效栽培模式与关键集成技术体系．论述了东北地区农业水资源可持续利用系统学方略和实施系统节水治水工程的必要性,以及农业节水研究的发展趋势．     

喀斯特断陷盆地石漠化演变及治理技术与示范

岩溶断陷盆地区是国家石漠化综合治理工程、生态安全屏障、连片特困区,同时也是石漠化治理科技投入薄弱。针对断陷盆地盆-山共存的环境地质结构分异,及水土资源不匹配和石漠化严重等问题,在滇东蒙自、建水、泸西为重点区,开展"喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范(2016YFC0502500)"项目的国家重点研发活动,阐明流域尺度石漠化演变机理,以水土资源高效利用为基础、生态服务功能提升为核心,研发石漠化综合治理技术,形成生态治理-生态产业协同发展模式,为生态富民和生态文明建设提供技术与示范。形成喀斯特断陷盆地石漠化机理识别-治理技术研发-生态产业模式构建-综合效益评估-国土资源空间高效利用对策等系列成果,培养一支高水平创新团队。     

基于能流物流理论的农牧交错带生态治理模式研究——以内蒙古后山旱农区为例

中国北方农牧交错带的生态环境问题引起了人们广泛关注．经过多年的攻关研究。以能物流理论为指导,根据地处北方农牧交错带的后山旱农区的自然、社会、经济特征,提出了以丘陵为单元的生态治理模式,1999年对传统顺坡种植模式、人工草地模式和生态治理模式进行观测．能物流分析结果表明。生态治理模式与传统的种植模式相比,能提高太阳能利用率8．3％,提高能量输出量8．7％,提高能量转化效率19．4％,N的输出量提高26．5％,转化效率提高57．1％,P的输出量提高12．1％,转化效率提高45．0％。水分利用效率提高17．7％．人工草地模式与传统模式和生态治理模式相比,其太阳能利用率、能量输出量、能量转化效率都是最低的．治理模式产出最多,盈利最多,是经济效益最好的模式,经济效率比传统模式提高16．1％。     

东部草原区煤电基地开发生态修复技术研究

本项目为"十三五"国家重点研发计划批复项目(2016YFC0501100)。针对我国东部草原区大型煤电基地开发生态修复技术需求和工程实施难题,聚焦煤炭开发对草原生态(水、土壤、植被)的影响机理及累积效应、区域生态稳定性与生态安全协调机制两大科学问题,运用生态学、采矿学、环境科学、草叶科学等多学科方法,采用理论分析、调查监测、试验研究相结合的综合手段,厘清煤炭开发对地下水和植被种群的影响边界、程度及累计效应,研发生态效应评价、区域水资源动态监测、水资源保护利用、煤矿土地整治、微生物联合修复、景观生态恢复等15项关键技术,形成基础理论、关键技术和工程示范一体化体系,创立东部草原区生态修复模式,在呼盟和锡盟煤炭开发基地进行集中工程示范,为我国东部草原区煤炭开发与生态修复提供理论和技术支撑。     

微集雨模式与降雨变律对燕麦大田水生态过程的影响

以春燕麦坝莜3号品种为试材,分别于2009年和2010年在甘肃省定西市农业气象站进行大田试验。两个生育期的降雨总量基本一致,其中2009年生长季的降雨变律特征与多年观察值相似,而2010年则表现为"前半期降雨多、后半期降雨少"的变律特征。微集雨技术共含8个不同处理,包括①平地不种植(裸地)、②平地种植和③6个垄沟和覆膜处理组(3种垄沟宽度比(2 ∶ 1、1 ∶ 1和2 ∶ 3)× 2种覆膜方式(垄上覆膜和不覆膜)),测定了各处理组土壤剖面贮水量、耗水量、水分利用效率和产量相关指标。结果表明,垄上覆膜处理组的叶面积指数、水分利用效率和产量显著高于其它处理组,同时提高了雨水转化为土壤水和作物水的转化效率,并促进了生育后期土壤贮水量的迅速回升。就不同垄沟比来说,各参数值在垄沟比为1 ∶ 1的处理组中最高。此外,就两种降雨变律年型而言,"降雨量前倾"的2010年燕麦的水分利用效率、产量和叶面积指数显著高于2009年(P<0.05),且显著提高了0-130 cm剖面土壤贮水量。     

绿肥在我国旱地农业生态系统中的服务功能及其应用

旱地农业分布面积广、增产潜力大,在保障我国粮食安全方面占有重要地位,但也面临着水资源短缺、土壤贫瘠、水土流失严重和不可再生资源利用效率低等问题。绿肥不仅具有提高土壤质量、调节土壤养分和增强土壤水分蓄纳能力,从而改善作物生长环境,促进作物持续高产稳产的作用,而且在增加农田生态系统生物多样性、提高地表覆盖度、减少养分向环境中的无效损失、增强农田系统气体调节功能、提高病虫草害的生物防控等方面也具有显著的生态效益。在全球气候变化加剧、生态环境恶化和农产品需求改变等新形势下,以肥用为主要目的的传统绿肥种植应用技术已不能满足当前农业发展的需求,需要加强旱地绿肥种质资源的选育工作,通过研制新的适应新形势的全国绿肥区划,构建适应不同区域的绿肥种植模式,优化和研发适应现代化生产水平的耕作栽培技术,探究绿肥综合效益评价体系,为旱地农业区改善生态环境、提高经济效益,构建资源节约、生态保育型的绿肥应用模式,充分挖掘绿肥效益提供科学依据和技术支撑。