基于WHCNS模型的黄河流域麦田氮淋失与氨挥发模拟

【目的】探究WHCNS模型对黄河流域麦田土壤氮淋失与氨挥发模拟的适用性以及不同水氮处理对土壤氮淋失和氨挥发的影响。【方法】利用田间实测数据对WHCNS模型进行率定与验证,基于校验后的模型对冬小麦返青—成熟期土壤氮淋失、氨挥发进行模拟,采用CRITIC-TOPSIS法进行水氮优选。【结果】0~100 cm土层土壤含水率、硝态氮量和0~60 cm土层土壤氨态氮量的模拟值与实测值之间的一致性指数(d)和决定系数(R2)分别介于0.84~0.97和0.67~0.99。单次施氮后7 d内的土壤硝态氮累积淋失量随着灌水次数的增加呈先增加后降低的变化趋势。不同处理施氮后7 d内的氨挥发量占氨挥发总量的93.0%~98.2%。【结论】黄河流域冬小麦最优的水氮处理为施氮量220 kg/hm^(2),灌水下限70%θf;最优水氮处理下的冬小麦产量为8185.30 kg/hm^(2),土壤硝态氮淋失量为12 kg/hm^(2),氨挥发量为1.97 kg/hm^(2)。

“水泵与泵站”课程教学改革措施

在一流课程建设背景下,“水泵与泵站”课程作为水利工程学科中的核心课程,其教学改革具有重要的现实意义。当前传统教学模式积弊已久,本文结合一流课程建设的要求,提出课程教学改革的具体措施,旨在提高课程教学质量,培养出更多具备创新精神和实践能力的高素质人才,推动我国水利事业高质量发展。

不同种植模式和灌溉方式对麦棉产量、品质及经济效益的影响

【目的】揭示种植模式和灌溉方式对冬小麦和夏棉花(以下简称麦棉)产量、品质及综合经济效益的影响,为黄河流域麦棉两熟区的种植模式和灌溉方式的科学制定提供理论依据。【方法】基于裂区设计开展大田试验,将麦棉种植模式设定为主区,主区包含麦棉套种和麦后移栽2个水平,副区为灌溉方式,包含畦灌、微喷带灌溉和地表滴灌3个水平,共6个处理。【结果】相比麦棉套种模式,麦后移栽模式能够提升冬小麦叶面积指数(LAI)和产量,提高冬小麦净收入;虽然麦后移栽模式下的棉花籽棉产量降低了5.64%,但麦棉合计净收入比麦棉套种模式提高了8.64%。相比畦灌和微喷带灌溉,地表滴灌能够显著提高麦棉株高、LAI、产量和经济效益,地表滴灌条件下的麦棉合计净收入比畦灌、微喷带灌溉分别提高36.01%和10.10%。麦后移栽和地表滴灌组合下的麦棉合计净收入最高,麦棉合计净收入最高达到15924.9元/hm^(2)。【结论】麦后移栽和地表滴灌分别是适宜于黄河流域麦棉两熟区的最佳种植模式与灌溉方式。

不同灌溉方式下水氮供应对冬小麦水氮利用效率的影响

【目的】探究不同灌溉方式下水氮耦合对冬小麦产量、产投比(VCR)、土壤氮素残留(NR)、水分利用效率(WUE)和氮肥偏生产力(NPFP)的影响,进而优化河南省冬小麦水氮管理制度。【方法】本研究以济麦22为研究对象,设定2种灌溉方式(宽垄沟灌(F),畦灌(Q)),3个灌水下限(60%田间持水率(W1)、70%田间持水率(W2)、80%田间持水率(W3)),3个施氮量水平(120 kg/hm^(2)(N1)、220 kg/hm^(2)(N2)、320 kg/hm^(2)(N3)),建立综合评价小麦产量、灌溉方式、水分利用效率、氮肥偏生产力、土壤氮素残留以及产投比的多目标优化模型,使用遗传算法进行寻优。【结果】①灌溉方式、灌水下限和施氮量对冬小麦水分利用效率、氮肥偏生产力、0~100 cm深度土壤硝态氮残留和产量均有极显著影响(P<0.01)。产量和水分利用效率均随灌水下限和施氮量的增加呈现先增加后降低的趋势。②FW2N2处理的产量、水分利用效率以及净利润达到最大值,分别为9686.93 kg/hm^(2)、1.97 kg/m^(3)、15142.93元/hm^(2),相较于FW1N1处理分别增加了44.71%、56.65%、56.59%,这说明恰当的水氮供应具有增产与节水有机统一的良好潜力。【结论】冬小麦最优的水氮耦合管理措施为:灌溉方式采用宽垄沟灌,灌水下限为70%田间持水率,施氮量232.64 kg/hm^(2)。

河南省沿黄地级市水-能源-粮食系统耦合协调发展研究

为探究河南省沿黄地级市水-能源-粮食(W-E-F)系统耦合协调发展状况,基于2007—2021年沿黄9个地级市面板数据,建立W-E-F系统综合评价指标体系,采用组合赋权法进行测度,并借助耦合协调度模型,从时空角度对河南省沿黄地级市W-E-F系统进行评价。结果表明:从时间上看,河南省沿黄地级市W-E-F系统综合评价指数稳定上升,水资源子系统评价指数波动最大;W-E-F系统耦合协调度2008年最低(0.536),2020年最高(0.850),研究期分勉强协调发展、初级协调发展、中级协调发展和良好协调发展4种类型;从空间上看,W-E-F耦合系统综合评价指数最高的是洛阳(0.567),最低的是焦作(0.394);河南省沿黄9个地级市W-E-F系统耦合协调度均值大多数为初级协调发展及中级协调发展类型,地区间差异性明显。

基于熵权法-AHP赋权的水利风景区科普能力评价

文章采用层次分析法和熵权法分别获取指标的主观与客观权重,利用组合权重法获取指标的最终权重值,构建水利风景区科普能力评价模型。结合信阳南湾湖水利风景区近3年科普建设现状,通过实地问卷方式开展实例应用。结果表明:依据南湾水利风景区发展现状,结合各准则层得分、排序情况及原因分析,科普经费和科普设施是影响南湾湖科普能力的主要因素,特别是科普资金不足影响最大,并在一定程度上限制了科普能力的提升。该模型评价结果能够体现科普能力水平的高低,具有可参考性,可为水利风景区科普建设提供理论指导。

不同种植模式冬小麦产量与耗水量的模糊综合评判

产量和耗水量是作物节水高产栽培的参考依据。该文采用改进的模糊综合评判模型,从种植方式、灌水处理2个层次和7个指标对冬小麦的耗水量和产量进行了模糊综合评价。结果表明:在宽垄种植、水分处理为70%的控制下限的条件下,小麦的水分生产效率最高,即水分处理为田间持水量70%的宽垄种植方式为最优种植模式。水分处理为田间持水量70%的宽垄种植和水分处理为田间持水量60%的宽垄种植处理的水分生产效率分别为1.91、1.88 kg/m3,两者相差仅为0.03 kg/m3。因此,当水资源较充足时,种植灌溉方式采取水分处理为田间持水量70%的宽垄种植处理模式;当水资源较匮乏时,种植灌溉方式采取水分处理为田间持水量60%的宽垄种植处理模式。模糊综合评判方法得出水分处理为田间持水量70%的宽垄种植方式,冬小麦产能最优,与大田试验得出的结论相吻合,故而模糊综合评判方法可以应用于节水灌溉评价方面。

不同沟灌方式下夏玉米棵间蒸发试验

采用常规沟灌和交替隔沟灌技术,研究了不同水分处理(水分控制下限为田间持水率的80%、70%、60%)夏玉米的棵间蒸发。结果表明:常规沟灌的灌后蒸发和全生育期棵间蒸发量均大于交替隔沟灌,灌水后短期内由于表层土壤含水率较高,土壤蒸发较大;在满足作物蒸腾耗水的基础上,交替隔沟灌减小了灌溉湿润面积而减小无效蒸发耗水;不同沟灌方式下土壤蒸发与表层土壤含水率呈明显的脉冲波动变化,而深层土壤含水率波动较弱;表层土壤含水率和叶面积指数对棵间蒸发影响明显,二者与相对土面蒸发强度均有良好的指数函数关系。水分下限控制合适,交替隔沟灌棵间蒸发与蒸腾耗水明显降低,是夏玉米适宜的灌水方式。

控制性交替隔沟灌溉对夏玉米生理特性和水分生产效率的影响

2008年6～9月在河南新乡进行了不同沟灌方式和水分处理下(质量比占田间持水率的80%、70%、60%)夏玉米生理特性和生产效率的试验研究。结果表明:交替隔沟灌溉有效抑制冗余生长,使光合产物向有利于产量形成方向运转,灌水量均减小33.3%,耗水量降低22.04%、21.05%和23.88%,减产2.85%、3.99%和9%;常规沟灌和交替隔沟灌溉的灌溉水生产效率(WUEI)均是70%处理最高,为1.74和2.50 kg/m3,总水分生产效率(WUEET)表现为常规沟灌70%处理最高(1.63 kg/m3),交替隔沟灌溉80%处理最高(2.05 kg/m3);同种水分处理,交替隔沟灌溉的水分生产效率远高于常规沟灌,是夏玉米适宜的供水模式。

不同沟灌方式下夏玉米单作物系数试验研究

采用FAO推荐的单值作物系数法,对常规沟灌和控制性交替隔沟灌溉两种灌水方式下不同水分处理(水分控制下限为田间持水率的80%、70%、60%)的夏玉米作物系数进行研究。结果表明:灌水方式修正系数可用相对蒸腾量来表示,与播后天数具有良好的6次函数关系,相关性显著;两种沟灌方式的单作物系数呈现相同脉冲波动变化趋势,但交替隔沟灌的作物系数小于常规沟灌;利用单作物系数法计算作物需水量与实测值相比偏差均低于10%,吻合良好。

不同沟灌方式对夏玉米耗水特性及产量影响的模糊综合评判

为了研究模糊数学在夏玉米耗水特性和产量方面的应用,该文采用改进模糊综合评判模型,综合评价夏玉米不同生育阶段耗水量、产量构成因素(穗长、穗粒数、百粒质量)对沟灌方式的响应。结果表明:无论在宽垄种植模式,还是常规种植模式下,夏玉米同一阶段耗水量随灌水下限增加而呈现递增规律,作物全生育期耗水量也随灌水控制下限增加而呈递增规律,实测结果和模糊评价结果一致;灌水控制下限为70%田间持水量的宽垄种植处理的模糊综合评价指数最高,即灌水控制下限为70%田间持水量的宽垄种植处理小区产量最高,水分生产效率也为最高,达到了1.97 kg/m3,此种灌水控制下限的宽垄种植模式为最优。因此,当水资源较充足时,种植灌溉方式建议采取水分处理为70%田间持水量的宽垄种植处理模式;当水资源较匮乏时,种植灌溉方式采取水分处理为60%田间持水量的宽垄种植处理模式。模糊综合评判结果与大田试验结果相吻合,表明该方法可用于评判节水灌溉效应。该研究可为节水灌溉试验结果评价提供参考。

基于加权灰色关联模型优选夏玉米沟灌方式

该文建立加权灰色关联综合评价模型,基于夏玉米耗水量、产量及其构成因素(穗长、穗周长、穗粒数、穗行数、百粒质量和产量)对沟灌方式进行优选。结果表明,同一水分控制下限,无论是产量综合评价,还是耗水及水分利用效率综合评价,宽垄沟灌种植模式的灰色关联综合评价均优于常规沟灌种植模式;其中灌水控制下限为田间持水量的70%(field water holding capacity,FC)的宽垄沟灌种植处理在第2层综合评价中耗水评价虽然位次第3,但产量评价和水分利用效率评价位次第1,在第1层综合评价中灰色关联度最大(0.852),故灌水控制下限为70%(70%FC)最佳;其次为灌水控制下限为60%(60%FC)的宽垄沟灌种植处理,关联度为0.788,60%FC与70%FC二者关联度相差较小。加权灰色关联综合评价模型的评判结果与大田试验结果相吻合。因此,最终方案的最终选定可根据当地水资源状况而定,对于水资源相对丰富地区建议采用W70灌水方式,对于水资源相对匮乏地区建议采用W60灌水方式。研究可为灰色关联度方法在节水灌溉研究中的应用提供参考。

不同灌溉方式下冬小麦耗水规律及产量的试验研究

分析了传统平作畦灌和垄作沟灌对冬小麦耗水规律、产量和水分生产率的影响。结果表明,与传统平作相比,垄作冬小麦降雨利用率提高11.08%～13.19%;同一水分处理,垄作沟灌冬小麦日耗水量明显小于传统平作;2种灌溉方式下,拔节—抽穗期和返青—拔节期耗水量最多,约占全生育期耗水量的50%;日耗水量在抽穗—灌浆期达到峰值;随灌水次数和灌溉量增加,各处理下耗水量显著增加,产量和水分生产率先增加后减少;垄作种植模式节水40%,增产392～776kg/hm2,水分生产率以灌3水处理下最大(2.08kg/m3)。

不同沟灌方式下灌水质量的试验研究

以夏玉米为试验材料,设置不同水分处理,研究常规沟灌和小麦、玉米一体化垄作沟灌对灌水质量及夏玉米产量的影响。结果表明,一体化垄作沟灌的灌水效率高于常规沟灌;随着水分控制下限的上升,不同沟灌方式田间灌溉水利用率都有所下降,但一体化垄作沟灌下降更为明显;2种灌水方式下灌水均匀度均较高,且常规沟灌灌水均匀度更理想;不同沟灌方式下,一体化垄作沟灌增产明显,平均增产率达8.67%;过低或过高的水分处理对产量及其构成因子都会造成不利影响。水分控制下限适宜,小麦、玉米一体化垄作沟灌节水增产明显。

不同灌溉方式冬小麦生长发育及水分利用效率的试验研究

通过田间试验，研究了不同灌水方式（传统平作畦灌和宽垄沟灌）和水分处理对冬小麦生长特性的影响。结果表明：相较畦灌，宽垄沟灌种植的冬小麦基本苗数及无效分蘖数均大幅减少，叶面积指数平均增幅9．12％，株高显著降低，地上干物质抽穗期以前低于畦灌，抽穗以后赶上并超过畦灌，穗粒数和千粒重分别增加6．09％和3．79％，增产150．57-237．63 kg／hm2，水分利用效率提高9．43％-10．39％；2种灌溉方式的耗水量和产量与水分处理呈正相关，但随着水分控制下限的提高，水分利用效率则先增大后减小；确定宽垄沟灌为冬小麦适宜种植方式，并在L-70水分处理获得了最优的水分利用效率，达到1．91 kg／m3，能够获得较好的节水增产效果。

不同种植模式下夏玉米生长发育及产量的试验研究

研究了不同栽培方式对夏玉米叶面积指数、地上干物质积累及产量的影响。结果表明,垄作栽培夏玉米与传统平作栽培相比,全生育期叶面积指数垄作均比传统平作大,最大差值为0.43,梯形垄作栽培的夏玉米叶面积指数高于V形垄,最大差值为0.23。地上干物质积累量及产量均高于传统平作,而梯形垄作种植模式优于V形垄作栽培的夏玉米,梯形垄作种植夏玉米适宜在豫西地区广泛推广。

套种宽窄行对夏玉米生长发育及产量的影响

以玉米等行距为对照,研究了豫西地区套作模式下宽窄行栽培对夏玉米生长发育及产量因素的影响。结果表明:与等行距栽培相比,宽窄行的籽粒灌浆速率显著提高,有利于夏玉米营养生长和干物质的积累,株高增高,并且叶面积指数前期增长快,后期下降慢,生物产量高,百粒重高,产量性状明显改善,其中平均产量为6660.2kg.hm-2,比等行距增产16.7%,增产显著。

水利风景区科普管理体系构建

水利风景区是水利科普的重要载体及宣传阵地,其科普建设程度直接影响着水利科普宣传工作成效。构建了由科普经费、法制、设施、活动、队伍、监测评估构成的水利风景区科普管理体系框架,并分析了体系内部各组成部分的逻辑关系。研究成果可为我国水利风景区科普建设提供参考。

不同灌溉方式下冬小麦穗部性状与产量关系的试验研究

采用田间试验,以豫麦69为试验材料,研究了不同水分处理下常规灌溉和一体化垄作沟灌的冬小麦产量与穗部性状的相互关系。结果表明,同常规灌溉方式相比,一体化垄作沟灌方式下,冬小麦的穗粒数、籽粒质量及产量分别增加了5.5356%、7.5489%、7.7454%,但穗数减少了0.4302%。常规灌溉和一体化垄作沟灌方式下,产量与穗数、穗粒数以及籽粒质量均正相关,但一体化垄作沟灌方式下的相关系数较常规灌溉方式大。一体化垄作灌溉有利于改善农田小气候、发挥作物的边行优势和提高小麦产量。

不同沟灌方式下夏玉米穗部性状与产量相互关系的试验研究

采用田间试验,以夏玉米为试验材料,研究了两种沟灌方式(宽垄沟灌和常规沟灌),不同水分处理对夏玉米穗部性状与产量的相互关系。结果表明:较常规沟灌,宽垄沟灌模式增产明显,平均增产率达7.990%,穗长、穗粗、穗粒数、百粒重分别增加了6.240%、3.869%、4.171%、4.610%;过低或过高的水分控制下限对产量及其构成因子都会造成不利影响;不同沟灌方式下,夏玉米穗部性状与产量的相关性均很高,均达到极显著水平;夏玉米穗长、穗粗、穗粒数及百粒重对产量均有促进作用;不同沟灌方式下,夏玉米穗部性状对产量的影响程度发生变化。