黑龙江省地表水灌溉水质评价分析

【目的】合理制定管理策略改善灌溉水质。【方法】以黑龙江省2017年5-8月295个测点的16项水质监测指标为基础,以《地表水水质评价标准》(GB 3838-2002)和《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)为依据进行等级分类,采用Office以及ArcGIS软件分析了黑龙江省灌溉水质(主要指地表水)指标时空变化特征。【结果】①黑龙江省灌溉用水的主要污染物为有机污染物类(BOD5、COD和高锰酸盐指数)和面源污染类(氨氮、TN和TP)指标,其中仅有60.9%~76.7%和68.6%~78.3%测点的灌溉水质中COD和高锰酸盐指数能够达到III类标准以上;而面源污染类指标的表现较差,且TN和TP指标的超标问题较为严重;②时间变化方面,随着生育季的进行,有机物和面源污染类指标的劣类水测点均呈现逐渐增多趋势,且这一现象在TN和TP指标上表现更为明显;③空间变化方面,农业面源污染类指标的高风险区主要集中在佳木斯和七台河市,涉及的灌区主要包括鹤立河灌区、金沙灌区、三合灌区、孟家岗灌区和万家灌区。【结论】黑龙江省灌溉水质主要受农业面源污染类指标影响,且以TN、TP为主。制定合理的水肥管理策略是改善黑龙江省灌溉水质的重要手段。

黑龙江省近50年大豆需水量与干旱时空分布特征研究

基于黑龙江省28个气象站1966—2015年逐日气象数据和20个农业气象站1991—2008年大豆生育期观测资料,计算大豆不同生育阶段的有效降雨量、需水量和水分盈亏指数(Crop water surplus deficit index)及三者的气候倾向率,并根据水分盈亏指数制定干旱等级,计算各生育阶段干旱频率和干旱强度,利用ArcMap空间分析功能绘制相应分布图。结果表明,黑龙江省大豆生育期内年均有效降雨量为253~370 mm,平均值为321 mm,除生长前期外,其他各生育阶段均表现为中部高和东西部较低的分布趋势,大豆生育期有效降雨量气候倾向率为-6.16~9.09 mm/(10a),平均值为2.41 mm/(10a),生长前期有效降雨量总体呈上升趋势,生长后期有效降雨量总体呈下降趋势;大豆年均需水量为336~465 mm,平均值为388 mm,各生育阶段需水量均呈中部低、东西部高的空间分布规律,大豆生育期内需水量气候倾向率为-16.01~2.42 mm/(10a),平均值为-5.17 mm/(10a),各生育阶段需水量总体呈下降趋势;大豆生育期内年均水分盈亏指数为-44.5%~8.9%,均值为-15%,自西向东呈先增大后减小的趋势,水分盈亏指数的气候倾向率为-1.89~4.92%/(10a),水分盈亏指数总体呈上升趋势;大豆各生育阶段干旱频率分布与需水量空间分布大致相同,其中生长前期和快速发育期干旱频率高于生长中期和生长后期,易发生春旱和夏旱。本研究可为黑龙江省大豆的灌溉管理和旱灾预防提供理论依据和参考。

典型降雨-稻田排水过程中氮素流失规律

【目的】揭示典型降雨-稻田排水-氮素流失规律,为通过合理制定水肥管理策略减少农田面源污染排放提供理论依据。【方法】以黑龙江省2019年水稻主要生育期(7—9月)内3次典型降雨(降雨量、降雨历时和降雨强度范围依次为56.2~147.6 mm、9~18 d和5.1~8.2 mm/d)过程为研究对象,通过流量自动监测-等比例水样采集装置对典型降雨过程中稻田排水流量进行监测,并在相应时段内对水样进行等比例(排水流量的1/105)采集,分析了典型降雨对稻田排水及其氮素(TN、NH4+-N和NO3--N)流失的影响。【结果】(1)稻田排水量随降雨量的增大而增加,与第1次降雨过程中的稻田排水量(27.2 mm)相比,第2次和第3次的排水量增大了85.8%和154.3%。且排水速率的增加速率远大于降雨强度的增加速率,第3次典型降雨过程中的最大降雨量较第1次典型降雨过程中的值增加了23.0%,但其相应的稻田排水速率峰值却增大了85.3%。(2)典型降雨-稻田排水中的氮素质量浓度在降雨后呈先增大后减小并趋于稳定的趋势,3次典型降雨-稻田排水中的TN、NH4+-N和NO3--N质量浓度范围依次为3.3~14.4、2.3~5.3 mg/L和1.4~4.3 mg/L,均处于地表水水质相应指标IV标准以下。(3)与第1次典型降雨-稻田排水过程中的氮素负荷相比,第2次和第3次稻田排水中的TN、NH4+-N和NO3--N负荷分别增加了1.7~4.6、0.7~1.9 kg/hm^2和0.1~0.9 kg/hm^2。【结论】稻田排水中过高的氮素所导致的农业面源污染排放是黑龙江省水稻主要生育期(7—9月)地表水的主要污染源,避免在强降雨前施肥,并调整降雨后排水时间有助于降低农业面源污染排放。

基于北斗导航技术的农用车田间定位与作业路径规划

卫星导航技术是现代化移动装备的必备技术,其在我国农业机械上的应用尚处于起步阶段。随着我国北斗卫星导航技术逐步成熟,基于北斗导航对农业机械提供定位与作业模式规划已十分普遍,通过介绍精确农业的相关内容,说明了北斗导航定位在农用车应用的相关特点,总结了农用车作业路径的规划方式。

黑龙江省粮食生产功能区和重要农产品生产保护区数据库及管理系统

建立粮食生产功能区和重要农产品生产保护区(以下简称"两区")是国家为保障粮食安全做出的一项重要制度性安排,通过实施"藏粮于地、藏粮于技"战略,确保粮食等国家重要农产品有效供给.黑龙江省"两区"数据库集合全省 232 个县(市、区、林管局、农场)"两区"划定成果,通过建立"两区"的农业模型算法库,将"两区"农业数据、划定成果数据(矢量、影像)纳入进模型算法库中,不断积累完善,使"两区"农业数据的分析、挖掘、识别结果更精准.通过研发管理系统,为国家应用系统提供服务.管理系统定位于为不同部门和不同用户服务,有严格的用户权限管理与分配机制.系统支持离线分发模式,针对不同用户需求能够及时响应,分发相应的数据.项目涉及农业科研与技术、集成"空、天、地"技术、软件信息开发等领域,属于跨学科研究.

农业发展对东北地区参考作物蒸散发量变化趋势的影响

为了确定东北地区参考作物蒸散发量ET_(0)的历史变化趋势是否受到了农业发展的影响,为农业水资源高效利用提供支撑。利用东北地区109个气象站1961-2017年日气象数据计算参考作物蒸散发量,并确定全年、生长季(5-9月)和非生长季(10-4月)的变化趋势。利用站点周围5 km半径范围内耕地面积比例(CF)作为衡量农业活动影响大小的指标,分析ET_(0)及其辐射项(ET_(rad))和空气动力学项(ET_(aero))变化趋势值大小与耕地面积比例指标之间的关联,并对比不同类型站点ET_(0)的变化。结果表明:东北地区气象站观测到的ET_(0)1961-2017年变化趋势值与站点周围5 km半径范围内耕地面积比例CF值具有显著负相关关系,CF值越大,ET_(0)下降的趋势越显著。ET_(rad)总体呈增加趋势,与站点CF值没有相关性。ET_(0)的显著下降主要来自于ET_(aero)。ET_(0)和ET_(aero)变化的趋势值与CF值之间的相关性在作物生长季更为显著;CF>60%的33个站点平均的生长季ET_(0)和ET_(aero)与CF<15%的18个站点的差值在1961-2017年间持续增长,与农业发展具有一定的一致性。农业发展通过空气动力学项加快了东北地区1961-2017年ET_(0)的下降趋势,在农业用水管理中应该考虑这种影响。

水利工程修复流域水生态系统研究

本文研究了水利工程与流域水生态系统的辩证关系,探讨了水利工程对季节性河流和冬季冰封绝底河流水生态系统结构和功能的重要性。以高寒地区典型河流——穆棱河为例,研究了水利工程在提供生态径流、保持生物多样性和修复水环境质量方面对水生态系统的重要作用,并提出了相关技术方案。

北斗导航与精确农业的有机整合及应用分析

在农业机械技术快速发展的背景下,智慧农业逐渐成为农业生产发展的新方向。导航技术作为农业机械智能化的重要组成部分,为农机技术的快速发展创造了便利条件。通过介绍我国自主北斗导航技术在农业机械上的应用情况,说明了北斗导航技术发展和推广中存在的问题。

穆棱河流域灌区管理现状及发展对策

在研究穆棱河流域水生态危机的基础上,全面分析了穆棱河流域灌区的管理现状和存在的突出问题。研究发现,穆棱河流域主要问题表现在水质污染、水土流失、生物多样性下降、水资源短缺、灌区工程老化失修。穆棱河流域水生态危机已经严重影响到农产品品质和粮食安全。本文提出通过推进流域水权制度建设和灌区信息化建设达到修复流域水生态环境、建设流域生态智慧型灌区的目标。

阿什河流域大型灌区现状及发展建议

大型灌区可以提供较高的灌溉保证率和抵御自然灾害的能力,对保证粮食安全具有重要意义。作者调查了哈尔滨市阿什河流域大型灌区管理现状、存在的问题,并对下一步发展提出了建议。