Effects of Nano-Carbon Water-Retaining Fertilizer on Yield and Nitrogen and Phosphorus Utilization Efficiency of Tuber Mustard

The effects of nano-carbon water-retaining fertilizer on yield,quality of tuber mustard,and fertilizer utilization efficiency were studied with the field experiments compared to the local tuber mustard fertilizer with equal amount of effective composition. The results showed that the yield of tuber mustard was 50 670-56 496 kg/ha in treatments of nano-carbon water-retaining fertilizer decreasing by 10%-40%,and compared with local tuber mustard fertilizer,the average yield was increased by 94. 8%. The yield increasing rate of tuber mustard was 93. 0%in treatment of nano-carbon water-retaining fertilizer decreasing by 30%. The average fertilizer utilization efficiency of nitrogen and phosphorus was 54% and 39. 7%,respectively,the average increment of fertilizer utilization efficiency was 36% and 37%,respectively compared with local tuber mustard fertilizer. Especially in treatment of reducing nano-carbon water-retaining fertilizer by 30%,the nitrogen and phosphorus fertilizer utilization efficiency was increased by 64% and 56%,respectively. By comprehensive comparison,it was found that nano-carbon waterretaining fertilizer and the treatment of 30% reduction could significantly improve the yield of tuber mustard and fertilizer utilization efficiency,and have popularization and application value in the Three Gorges Reservoir area.

智慧时代园林植物水肥资源利用效率的提升路径研究

随着智慧时代的到来,云计算、大数据技术为园林植物生长信息的分析和利用提供了新方法,为园林植物种植和管理提供了强大助力。水肥管理是园林植物种植过程中的关键环节,如何利用前沿技术提升园林植物水肥资源效率,是园林产业升级面临的现实问题之一。首先分析智慧时代的技术特征,其次分析园林植物种类和水肥需求特性,最后根据传统园林植物水肥利用效率提升模式存在的不足,提出水肥利用效率的提升路径,以期为先进技术更好地赋能园林植物水肥管理提供参考。

川渝地区农业绿色高效用水科技攻关方向与对策建议

川渝地区农业种植面积大、从业人员多、产业份额大、战略意义强,但该地区长期面临严重的季节性干旱和工程性缺水,且农业绿色高效用水发展水平与经济发展、区域地位并不匹配,需提高农业节水抗旱减灾保产能力和水资源利用效率,推动川渝现代节水农业高质量发展。总结了川渝地区农业用水现状和高水效农业发展面临的问题,分析了该地区农业绿色高效用水的实际需求,在此基础上提出开展川渝农业绿色高效用水关键科技项目攻关、构建农业绿色高效用水专家智库、构建西南季节性干旱区农业绿色高效用水技术体系、建设特色水果产业节水科技创新中心、建立川渝农业绿色高效用水产业联盟等一系列对策建议。

面向新时期新需求的三峡水库运行方案研究

本文回顾三峡水库设计洪水、特征水位、运行方案变化调整过程,综述三峡水库运行调度关键技术研究进展和分析来水来沙变化情况。分别采用最可能洪水地区组成法和非一致性洪水频率分析两种途径,推求考虑上游水库群调蓄影响的三峡水库运行期设计洪水及特征水位。结果表明:近10年三峡入库泥沙量比初设成果减少了84.4%,宜昌站水文情势IHA-RVA综合指标为74%、发生了重度改变,三峡水库运行期1000年一遇7~15 d洪量减少了约81.5亿~142.8亿m^(3),初设确定汛限水位的主要制约因素(防洪、泥沙)发生了很大的变化。原单站设计洪水及确定的三峡水库175-155-145 m运行方案,已无法满足新时期水资源高效利用和生态环境保护的新需求。建议把三峡水库运行方案调整为175-160-155 m,主汛期水位在155~160 m区间动态控制运行,长江中下游梅雨结束后应考虑提前蓄水,8月底蓄至163 m左右,9月底蓄至165 m,10月底蓄满。该方案在保证大坝和下游防洪安全的前提下,汛期减少弃水并增加枯水期补水量,预计可增发10%左右的发电量;抬高运行水位也有利于库区航运和减少消落带;9月份尽量不蓄水或少蓄水,可减少蓄水期对下游河道及两湖生态环境的不利影响,具有巨大的经济、社会和生态环境等综合利用效益。当预测预报长江流域可能发生流域性大洪水时,尽快将库水位消落至汛限水位145 m,确保大坝和下游防洪安全。

京郊山区果园高效灌溉技术研究与应用

北京地区有大量的山区果园,分布在京郊西南部、北部与东北部,与平原区果园相比,山区果园的地形一般较为复杂,地形存在落差,存在大量的坡地且坡度较大,果园灌溉的供水条件较差等特征。文章结合切身的技术服务工作,以房山区佛子庄乡东班各庄村北山坡苹果园为对象,通过采集果园地理信息数据,现场踏勘,工程测绘,结合果树生长状况及实际管理措施等,从果园高效节水灌溉技术适宜性选配出发,应对山坡地形变化引起压力不均匀变异进行压力补偿,面向复杂地形地质条件,开展水肥药一体化灌溉系统集成,是山坡高效灌溉技术推广的关键。

南水北调中线工程水源区环境规制对经济高质量发展的影响

为研究南水北调中线工程水源区环境规制通过水资源利用对区域发展质效的影响,基于2005—2022年南水北调中线工程水源区12个城市的面板数据,构建基准回归模型、中介效应模型和门槛效应模型,实证分析了环境规制、水资源利用效率和经济高质量发展之间的关系。结果表明:环境规制对经济高质量发展具有正向促进效应,该促进效应在不同区域间存在异质性,环境规制的促进作用在用水量小的地区更加显著,而在用水量大的地区,丰富的水资源限制了环境规制对经济高质量发展的促进作用;在环境规制影响区域,水资源利用效率在经济高质量发展过程中发挥出显著的中介作用,水资源利用效率中介效应占环境规制总促进效应的比例为13.5%;水资源利用效率在环境规制对经济高质量发展影响中具有门槛效应,当水资源利用效率超过4.3后,环境规制对经济高质量发展的促进效应显著增强。

不同有机肥替代比例对内蒙古阴山北麓地区马铃薯产量的影响

【目的】探讨内蒙古阴山北麓地区马铃薯生产中有机肥替代化肥的施用效果及适宜替代比例。【方法】试验在内蒙古呼和浩特市武川县进行,设100%M(100%有机肥)、75%M(75%有机肥+25%化肥)、50%M(50%有机肥+50%化肥)、25%M(25%有机肥+75%化肥)、NPK(单施化肥,N 210 kg/hm^(2)、P2O5120 kg/hm^(2)、K2O 180 kg/hm^(2))、不施氮肥(PK)、不施磷肥(NK)、不施钾肥(NP)8个处理,分析不同有机肥替代比例对马铃薯产量、养分积累量、肥料利用率和水分利用效率的影响。【结果】不同有机肥替代比例下,25%M处理马铃薯产量、大薯产量、小薯产量和单株薯个数最高,分别为31812、18250、13.56 kg/hm^(2)和7.90,较NPK处理分别提高了3.14%、2.22%、4.39%和23.82%;25%M处理马铃薯植株干物质积累量增幅最大,氮素积累量显著高于其他处理(P<0.05);施入有机肥可以提高马铃薯肥料利用率,50%M处理的氮肥利用率最高,为43.94%;25%M处理的磷肥、钾肥利用率最高,分别为17.57%、60.95%;25%M处理氮肥、磷肥和钾肥的农学效率最高,分别为35.86%、38.98%和25.00%;25%M处理水分利用效率最高,为125.81 kg/(hm^(2)·mm)显著高于其他处理(P<0.05)。【结论】25%M处理(25%有机肥+75%化肥)可以提高马铃薯产量、养分积累量、肥料利用率,增加水分利用效率,是内蒙古阴山北麓地区马铃薯生产适宜的施肥方式。

冬小麦-夏玉米周年“四密一稀”浅埋滴灌水肥药一体化绿色生产技术

本研究针对黄淮海冬小麦-夏玉米两熟区面临的出苗质量、播种—出苗期水分供应、灌溉施肥及时性及技术粗放等问题,并就进一步提高光温水肥资源利用效率是实现该区域粮食单产提升和绿色发展的重要途径等,从2018年起开展了一系列创新研究。通过实施冬小麦“四密一稀”条带种植配套卫星导航播种技术、冬小麦-夏玉米周年浅埋滴灌水肥药一体化技术等关键核心技术,结合配套现代化农机与信息技术装备,形成了一套集成的“冬小麦-夏玉米周年‘四密一稀’浅埋滴灌水肥药一体化绿色生产技术”。2010—2023年田间示范表明,该技术有效解决了上述生产难题,达到了小麦玉米周年增产和水肥资源高效利用的目标。与农民传统相比,小麦增产9%~17%,玉米增产12%~14%,周年节水450~750 m^(3)/hm^(2),节肥20%,节约人工成本2250~3000元/hm^(2)。该技术为黄淮海区冬小麦-夏玉米周年绿色高产提供了新的可行性方案。

杭州市水资源高质量保障的对策及建议

国内先进城市用水效率指标对比表明,杭州市用水效率指标在浙江省乃至南方地区均处于领先水平。通过系统调研杭州市水资源基本情况和供水格局,分析杭州市水资源利用效率,发现杭州市水资源保障存在现状水库城镇供水能力无法满足城镇优质用水需求、极端天气下乡村供水保证率不足、分质供水有待加强等问题,据此提出优化水资源配置格局的思路,包括实施扩大千岛湖引水、分水江配水、域外供水、水源分质供水等工程,可为提升杭州市水资源保障水平提供借鉴。

中原城市群水资源利用效率与高质量发展耦合的域内时空格局研究

探索中原城市群水资源利用效率和高质量发展耦合协调度的域内时空格局.基于耦合协调度评价模型、时空格局呈现,测算出中原城市群2006—2021年水资源利用效率和经济社会高质量发展情况,构建耦合协调度模型对中原城市群的水资源环境和社会发展协调关系进行研究.结果表明:(1)中原城市群的水资源利用效率、经济社会发展的综合发展指数为0.307 8和0.184 5,发展不平衡问题显著.(2)时间演变特征上,2006—2021年间中原城市群水资源利用效率与经济社会高质量发展耦合协调度均值在0.418~0.508之间上下浮动,整体的耦合协调度水平仍偏低.(3)空间分布特征上,中原城市群五大区域的耦合协调度水平出现南高北低、东高西低,东部发展水平高于中部,中部发展水平高于西部.(4)建议以水资源约束为引导着力提升经济和产业发展质量、强化域内城市间经济发展和水资源利用效率的联动效应、建立优化水资源集约利用公共政策引导经济社会高质量发展.

矿井工业级硫酸钾制备中高浓度盐水的资源化利用

硫酸钾是全球工业领域的重要原料,但其生产过程中产生的高浓度盐水如何有效利用一直是个难题。基于此,提出了一种新的方法,利用矿井产生的高浓度盐水制备硫酸钾。在特定设备和精确参数控制下,实现了高效、环保的硫酸钾制备。实验结果表明,硫酸钾的产量和质量均得到显著提升,处理效率提高了约30%,同时,CO_(2)排放量减少了约40%。新的硫酸钾制备方法具有显著优势和广阔的应用前景,对硫酸钾生产技术的发展有积极影响,对环境保护和资源循环利用具有重要意义。

多源低碳能源梯级利用在孙庄采矿公司的应用与研究

邯郸市孙庄采矿公司通过设置现有太阳能系统、煤矿压风机余热回收系统和空气源热泵系统、综合自动化控制平台的优先投入使用级别,实现耦合串联多源低碳能源梯级利用,完成3套系统的高效配合,满足全矿冬季供暖和澡堂恒温供水需求。本文从设备组成、工作原理、技术创新等方面进行详细阐述,设计了一套集冬季供暖、热能利用和洗浴供水平衡的新型综合循环系统,实现了低碳能源高效利用,拓宽了余热资源利用渠道,替代了原有洗浴系统燃气锅炉和电锅炉,减少了天然气和电力能源消耗,降低了碳排放量,对“双碳”目标实现具有重要意义。

水氮耦合对玉米生长及产量的影响研究进展

在农业生产中,水、肥是必不可少的元素,二者紧密相连但又彼此制约。水氮耦合可调节土壤对水分和养分的吸收,并实现水肥一体化管理模式,在保证水肥资源高效利用的同时提高作物产量。玉米是典型的需水量大、需氮量多的作物,在其关键生育期水氮供应不足会影响其光合作用,进而影响干物质积累,最终降低玉米产量,浪费农业资源。本文综述了水氮耦合对玉米干物质积累、光合作用、产量及构成因素、水肥利用效率的影响,以期为玉米合理灌溉及施肥提供指导。

农业高效利用盐碱地资源探讨

我国约有9913万hm^(2)盐碱地,其中现代盐渍土约为3693万hm^(2),作为重要的后备耕地资源,盐碱地的综合利用对保障国家粮食安全具有重要的战略意义。经过几十年的研究和实践,我国在盐碱地治理方面已经形成了完善的理论和技术体系,取得巨大的成就,其中淡水洗盐、灌排结合的水利工程措施在盐碱地治理中发挥了关键作用。但是,受水资源短缺和气候条件制约,我国大部分的盐碱地尚未开发利用。近年来,随着社会经济发展和科学技术进步,人们逐渐认识到盐碱地作为自然生态系统的组成部分,其丰富的盐碱土、咸水和耐盐生物等盐碱资源在多元化食物生产、生态保护、人民生活中具有重要作用,迫切需要加强盐碱资源高效利用的理论与技术研究,发展盐碱地资源高效利用产业,推动盐碱区农业高质量发展。本文分析了目前盐碱地治理现状及其面临的问题,结合盐碱地资源高效利用研究进展,重点对盐碱区盐生植物利用、咸水资源的高效利用、肥沃耕层构建高效改土、高品质农产品生产、设施种养空间利用和草牧业发展等六个方面进行了探讨,以期为盐碱地资源高效利用提供参考。

再论水库汛期水位动态控制的必要性和可行性

汛限水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位,在防洪中具有法定地位,是协调水库防洪与兴利的关键参数,直接影响水库效益发挥。近年水利和应急管理部门落实强监管措施的过程中,出现了强制要求水库汛期不超汛限水位的情况,导致相当多的水库汛期过度弃水、汛后无水可蓄。我国许多省份发生干旱时出现无水可供的困局,2022年长江流域历史性特大干旱情况尤甚。本文通过回顾汛限水位动态控制试点工作,论述汛限水位设置依据和实际监管中存在的问题,阐述开展汛期水位动态控制的必要性和可行性;归纳总结梯级水库运行期设计洪水、分期汛限水位和汛期水位动态控制的理论及方法;提出需要继续深入研究的科学问题和关键技术;最后建议加强水利工程基础措施建设,修改完善现有的法律法规和设计洪水计算等规范,建立符合新阶段水利高质量发展的运行机制,统筹协调防汛抗旱和洪水资源高效利用,实现水库汛期水位动态控制。

辣椒水肥一体化效应研究进展

在作物生长过程中,水和肥是必不可少的两大要素,合理的灌溉和施肥对作物减投增效十分有利。传统的“大水大肥”方式不仅会降低水肥利用率,而且还加剧了农田土壤环境的污染问题。水肥一体化技术作为一项将水分和养分耦合运筹的新技术,可达到精准施肥、改善土壤环境、节水增产等目的,从而有效缓解资源与环境的矛盾问题,推动绿色农业的可持续发展。综述了辣椒的生长发育、干物质积累、水肥利用、产量及品质指标对水肥一体化的响应,并针对水肥一体化技术在农业生产中的实践应用,提出合理利用智能系统、多要素一体化技术和耦合模型规划建议,以期为水肥一体化技术在辣椒高产栽培中的应用提供参考。

膜下咸水滴灌水肥盐调控对棉花生长及产量的影响

【目的】研究膜下咸水滴灌条件下利用咸水资源高效的水肥盐综合管理模式。【方法】设置不同淡咸水混合比例和施氮量,观测不同生育期棉花生长指标,通过最终产量分析水氮利用效率,分析适宜的淡咸水混合比例和施氮量。【结果】棉花各项生长指标和产量受灌溉水矿化度和施氮量影响显著(P<0.05);随着灌溉水矿化度的增加,棉花各生长指标和籽棉产量显著降低(P<0.01),而增施氮肥能显著提高棉花各生长指标和籽棉产量(P<0.05)。将淡水与咸水混合灌溉,灌溉淡水利用效率显著提高(P<0.01);增施氮肥可以显著提高灌溉淡水利用效率(P<0.01)和水分利用效率(P<0.05),而偏肥生产力降低(P<0.01);再利用咸水与淡水混合灌溉时,除需控制混合灌溉水矿化度外,在增施氮肥提高产量的同时还需控制施氮量保证氮肥利用效率。【结论】淡咸比例4∶1灌溉合理的增施氮肥在减少20%淡水使用的情况下,产量(6829.80 kg/hm^(2))和水分利用效率(0.97 kg/m^(3))达到了对照处理水平。

灌水和氮肥基追比对旱区马铃薯产量、水肥利用效率和酶活性影响评价

为探明水氮基追施用对马铃薯产量、灌溉水肥利用效率和土壤酶活性等方面的综合影响,以获取最优水氮基追施用方案。大田试验设置3个灌水水平W1(900 m^(3)/hm^(2))、W2(1350 m^(3)/hm^(2))和W3(1800 m^(3)/hm^(2))以及3个氮肥基追比水平F1(N_(2∶1))、F2(N_(1∶1))和F3(N1∶2),共9个处理,利用熵权TOPSIS法构建宁夏中部旱区马铃薯综合生长评价体系,并以高产、节水节肥为目标建立马铃薯水氮基追施交互响应数学模型。结果表明,灌水量和氮肥基追施对马铃薯单株产量、产量、iWUE(灌溉水利用效率)、PFP(肥料偏生产力)、土壤碱性磷酸酶、土壤蔗糖酶均影响显著;利用熵权TOPSIS法建立马铃薯综合评价体系,得到最优综合响应评分0.1761,即为A7处理(1800 m^(3)/hm^(2),N_(2∶1));由马铃薯综合生长对水氮基追施交互响应模型得出,水氮基追施单因素对马铃薯综合生长影响均呈开口向下的二次抛物线,水氮基追施交互影响显著。当施肥编码为-0.7723(基肥∶追肥=1.6553∶1)、灌水编码为0.6553(1697.535 m^(3)/hm^(2))时,综合评分最高。以综合评分0.16划分闭合区域得出马铃薯生产上最佳的灌水区间和氮肥的基追施比例分别为1440~1935 m^(3)/hm^(2)、1∶1~2.3∶1,此区间最有利于实现马铃薯水氮协同效应最优。

灌溉施肥对基质栽培番茄产量、品质及水肥利用率的影响

【目的】探讨灌溉施肥对设施番茄生长、产量、品质及水肥利用率的影响,筛选适合河西干旱区日光温室番茄栽培的最佳灌溉施肥模式。【方法】采用基质(玉米秸秆50%+炉渣30%+牛粪20%+生物菌)栽培方式,共设4个处理:农户模式T0(N、P_(2)O_(5)、K_(2)O施用量分别为615、315、750 kg/hm^(2),灌水量6 000 m^(3)/hm^(2))、常规模式T1(N、P_(2)O_(5)、K_(2)O施用量分别为435、150、600 kg/hm^(2),灌水量4 500 m^(3)/hm^(2))、优化模式T2(与T1处理相比,施肥量、灌水量均下浮10%)和优化模式T3(与T1处理相比,施肥量、灌水量均上浮10%)。【结果】不同灌溉施肥模式可显著影响番茄产量、品质和水肥利用率。与T0处理相比,随着施肥量和灌水量减少,番茄生物量、氧化酶活性、脯氨酸、产量及水肥利用率呈先增后减的变化趋势,即T3处理最高,T1处理次之,T0处理最低,且T3处理与T0处理间差异显著。丙二醛量以T0处理最高,商品率以T3处理最大(87%);T3处理糖酸比5.13,风味最好。T1、T2、T3处理比T0处理显著增产3.6%~27.8%,其中T3处理产量最高为152 489.25 kg/hm^(2)。T3处理灌溉水分利用率、肥料偏生产力最大,分别为30.8 kg/m^(3)、116.9 kg/kg。【结论】N、P_(2)O_(5)、K_(2)O施用量分别为480、165、660 kg/hm^(2),灌水量为4 950 m^(3)/hm^(2)的灌溉施肥模式最佳,可促进番茄植株生长,有利于果实品质、产量及水肥利用率的提高。

紫云英和秸秆还田下减施氮肥对双季稻产量及水氮利用效率的影响

为明确紫云英和秸秆联合还田方式下减施氮肥对双季稻产量及水氮利用效率的影响,设置不还田+不施肥(S0N0)、不还田+全量氮肥(S0N3)、紫云英和秸秆还田+不施肥(S1N0)、紫云英和秸秆还田+减量氮肥(S1N1)和紫云英和秸秆还田+减量氮肥(S1N2),测定各处理不同生育期双季稻的植株氮素含量及积累量,并对水氮利用效率、双季稻产量及其产量构成因素进行了分析。结果表明,在不施氮肥情况下,与S0N0处理相比,紫云英和秸秆还田处理S1N0双季稻植株氮素含量及积累量、水肥利用效率和产量均有所提升。S1N2处理在抽穗期、黄熟期双季稻氮素含量和氮素吸收均最高。在早稻时期,以常规施氮S0N3处理产量最高,减氮处理S1N1和S1N2早稻产量分别降低了7.43%和1.68%,而晚稻产量虽分别提高了0.68%和2.35%,但无显著差异。与常规施氮(S0N3)对比,在紫云英和秸秆还田方式下减施氮肥(S1N1、S1N2)处理均能减少双季稻灌水量、排水量和田间耗水量,在晚稻时期水分利用效率分别显著提升了5.24%和25.86%,氮素利用效率分别显著提升了6.23%和13.74%。因此,从水肥利用效率和产量综合考虑分析,紫云英和秸秆还田方式下早、晚稻分别减少15%和10%的氮肥用量是较为合适的措施。