农户管理水平下微咸水灌溉对土壤水盐动态及作物产量的影响

微咸水灌溉对土壤水盐动态及作物产量的影响因管理水平而异,实验站与农户管理水平间的比较研究有助于揭示专家与农户间的知识差,促进合理灌溉措施的推广.该文基于农户田间试验和农户调查,分析了农户管理水平下微咸水灌溉对土壤水盐动态及作物产量的影响;对比实验站研究结果,讨论了实验站和农户管理水平下微咸水灌溉影响的差异.结果表明:农户管理水平下,微咸水灌溉可能主要影响0～80cm土层的土壤饱和电导率;土壤盐分向下淋洗是盐分运动的主要趋势,很难形成上行运动造成土壤次生盐渍化;相对于淡水灌溉,微咸水灌溉的冬小麦相对产量为45.38％～83.33％,夏玉米相对产量为42.86％～58.57％;无论是实验站还是农户管理水平,微咸水灌溉均对土壤饱和电导率产生显著影响,实验站管理水平下的灌溉制度比农户管理水平下的更加合理,农户管理水平下微咸水灌溉对作物产量的影响比实验站管理水平要严重;需要多角度采取措施提高农户管理水平.     

干旱区农户作物选择及农作物空间格局变化模拟研究——以甘肃省高台县为例

通过对甘肃省黑河流域中游下段的高台县60个村578户农业户进行参与式调查,采用决策树分类和空间分析方法,探索干旱区农户作物选择的影响机制,模拟不同水资源供应情景下的作物空间格局变化。结果表明:1影响作物选择的首要因素是作物所需的灌溉次数,其次是预期收入、预期成本以及灌区;2作物种植在空间上存在差异,水资源相对充足的灌区种植结构单一,以收益较高的制种玉米为主,山区及灌溉用水不足的灌区,以低耗水作物和套种模式为主;沿黑河干流向下游套种比例逐渐增多,高耗水作物逐渐减小;3情景模拟结果显示,若水资源供给减少,高耗水作物种植比例将会下降,中、低耗水的作物种植比例将会增加;大田种植减少,套种模式增加。     

华北平原作物水分生产力区域分异规律模拟

提高作物水分生产力(Water Poduetivity)是节水农业研究的最终目标,定量分析作物WP对干旱和半干旱地区水资源管理和决策制定具有重要意义.华北平原是我国重要的粮食生产基地,但水资源问题已成为制约该区可持续发展的瓶颈,明确该区作物WP时空变化特征及其与气候的关系,对指导该区农业生产和水资源高效利用具有重要作用.本文首先利用华北平原3个代表性试验站各连续3～4年的小麦-玉米轮作田间试验资料,校准验证澳大利亚开发的APSIM模型,然后利用校准后的APSIM模型和研究区域32个气象站1961年～2005年逐日气象数据,结合GIS技术,对华北平原不同供水情景下冬小麦、夏玉米WP空间分布特征进行了模拟研究.模拟结果表明:①当不考虑作物品种变化时,华北平原小麦、玉米WPET(产量与蒸散量比值)分布响应于该区平均气候状况,具有明显的空间分布特征;②充分供水情景下全区小麦WPET为(1.38～1.69)kg/m3,平均值为1.53kg/m3,玉米WPET为(1.69～2.05)kg/m3,平均值为1.83kg/m3;非充分供水情景(仅满足作物水分需求一半)下两作物WPET分布与充分供水情景下相似;雨养情景下小麦WPET为(0.29～1.57)kg/m3,平均值为0.77kg/m3,玉米WPET为(0.86～2.13)kg/m3,平均值为1.47kg/m3;③饱和水汽压差(VPD)是影响作物水分生产力的主要气象因子,研究区域小麦生长季VPD北高南低的趋势使得小麦WPET呈北低南高分布特征;而玉米生长季VPD西高东低,玉米WPET呈西低东高的趋势.改善灌溉管理可提高作物WP,减少由土壤蒸发损失的非生产性耗水对提高作物WP也具有重要意义.     

生物节水研究现状及展望

在全球范围内，干旱是限制作物生产力的重要环境因子，提高作物的水分利用效率倍受人们关注，提高单位水量的生产率是缺水地区农业面临的严峻挑战。除了节水灌溉和水土保持耕作技术之外，深入了解那些限制和调控作物产量的重要因素，有助于人们准确地鉴定和筛选生理和育种性状，从而有可能在水分有限条件下，大幅度提高作物水分利用效率和抗旱性。生物节水就是实现上述目标的一个重要途径。生物节水的机理就是通过遗传改良和生理调控来提高水分利用效率。加强生物节水的机制与途径的研究，无疑会为节水作物品种的选育开拓新的思路，同时也将为节水灌溉和旱作栽培提供新的科学依据和技术。     

水旱轮作模式和灌溉方式对西南地区水稻灌溉用水效率的影响

水资源短缺是制约中国农业生产安全的主要瓶颈,提高用水效率是节水型社会建设的根本要求,测度不同轮作模式、灌溉方式下的水稻灌溉用水效率,对于合理安排种植结构、选择节水模式、完善灌溉用水政策尤为重要。本文基于西南地区797份水稻种植户的调查数据,构建DEA-Tobit模型,测度和分析农户灌溉用水效率,探讨不同水旱轮作模式、灌溉方式对水稻灌溉用水效率的影响,并对变量中存在的内生性问题进行解决。结果表明:总体上水稻灌溉用水效率平均为0.1378,规模效率平均为0.5498,纯技术效率平均为0.2745,水资源利用改进空间较大;轮作作物经济收益大致与水稻灌溉用水效率呈显著性负相关,轮作方式节水效果与灌溉用水效率呈显著性正相关;水资源禀赋程度将水旱轮作模式对水稻灌溉用水效率的影响系数提高了0.10%,将灌溉方式的影响系数拉低了2.04%。提出因地制宜合理引导和安排"水旱轮作-灌溉方式"组合模式;平原地区强调规模化种植和区域性灌溉,山区注重集约化、精细化灌溉;根据作物生长周期合理安排灌溉用水行为等政策建议。     

农户灌溉适应行为及对单产的影响:华北平原应对严重干旱事件的实证研究

华北平原作为中国的粮食主产区和严重干旱事件发生频繁的区域,如何提高该区域农户灌溉适应能力对保障中国的粮食安全具有十分重要的意义。基于华北5省889个农户的1663小麦地块的实地调研数据,运用两阶段的思路构建计量经济模型,定量分析了农户实施灌溉适应行为的影响因素和评估其成效。研究结果表明:①相比于相对正常年,在受灾年中严重干旱事件的发生显著地促使农户提高了约17.4% 的灌溉频次,同样也增加了约6.6%的小麦单产损失;②灌溉适应行为的确在抵御和减缓严重干旱事件对小麦单产产生的负面影响上起着显著的积极作用,具体而言,每增加50%的灌溉次数（相当于增加0.9次）,可以挽回14.2%的小麦单产损失;③良好的农田水利设施条件对农户灌溉行为产生显著的正向效果。例如,相比于农田水利设施较差地区,一般和较好地区的农户灌溉强度分别显著地提高了约13.2%和18.0%;④农户种植规模、户主年龄以及教育水平等农户家庭特征也显著地影响农户的灌溉行为。     

覆膜条件下作物需水率及土壤温度差异研究

本文针对缺水区的生态条件,以前人研究为基础,以大田试验为支撑,系统研究了覆膜条件下玉米发育过程和形成规律及水分对其影响,并探讨其生理原因,进一步挖掘节水玉米的产量潜力,实现节水高效并提供理论依据;探索覆膜条件下玉米产量与不同阶段土壤水分和灌水量之间的定量关系,寻求出了以提高水分利用率为目标的节水、优质、高产的作物较佳灌溉模式,为较优调控水-土-作物-环境关系提供科学依据。因此,本文在试验区的试验对寻找一套合理灌溉方式和灌水量指导当地农业生产。     

小农户与新型农业经营主体的灌溉用水效率及其影响因素比较

基于对黄淮海平原2017年的实地调研数据,选取冬小麦作为研究对象,应用随机前沿模型对小农户和种粮大户、家庭农场与农民专业合作社3类新型农业经营主体冬小麦的农业灌溉用水效率进行测算,并运用Tobit模型探究影响不同农业经营主体农业灌溉用水效率的因素。研究发现：①小农户、种粮大户、家庭农场和农民专业合作社样本中农业灌溉用水效率值的差异较大。家庭农场和农民专业合作社的农业灌溉用水效率值集中在70%以上的水平,而小农户集中在10%~30%的水平;②结合各个农业经营主体的技术效率可知,小农户和新型农业经营主体的农业灌溉用水效率均有一定的提高空间;③小农户和新型农业经营主体在农业灌溉用水效率的影响因素方面有显著的不同,农业收入占比、用水成本和是否采用灌溉技术等因素对所有农业经营主体的农业灌溉用水效率都会有正向影响。在新型农业经营主体中,农户的年龄、灌溉面积、灌溉设施等因素能够影响其农业灌溉用水效率,但是对于小农户的农业灌溉用水效率无显著的影响。小农户是促进节水灌溉技术应用和提高农业灌溉用水效率的重要对象。加快传统农户向新型农业经营主体转型、加大公共服务建设等措施有助于农业灌溉用水效率的提高。     

关于马铃薯栽培水肥一体化技术的探讨

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业种植技术。采用灌溉施肥技术,可按照作物生长需求,进行全生育期需求设计,把水分和养分定量、定时,按比例直接提供给作物。     

甘肃省冬小麦水分适应性动态变化分析

运用甘肃省西峰、天水农业气象试验站及环县等8个农业气象观测站1981年～2006年冬小麦生育期观测资料及西峰等14个气象站.1971年～2006年气象资料,建立了估算水分适宜性的水分适宜度模式.计算分析表明,甘肃省冬小麦种植区水分适宜度地域分布差异较大,其中以陇东南的徽成盆地、天水南部适宜性最好,陇东北部适宜性最差,陇东南地区平均比陇东偏高0.14.其年代际变化为:20世纪70年代偏高,80年代偏低,90年代偏高,21世纪初又开始偏低.冬小麦各生长发育阶段适宜性随时间变化较大,冬前生长期的水分适宜度以每10年0.02～0.03的速度上升,越冬期的水分适宜度以每10年0.01～0.02的速度下降.在冬小麦全生育期中,越冬期及拔节阶段的水分适宜性最好,旺盛生长阶段的水分适宜性最差,初夏阶段冬小麦的水分供需矛盾,是冬小麦生长发育的主要胁迫因子.     

农业节水研究进展及未来发展战略

世界大多数地区水资源短缺都与农业生产有关,作为用水大户,农业水资源高效利用对于解决区域水资源短缺和保障粮食生产可持续发展具有极其重要的作用。我国农业节水研究经过20多年来的发展,逐步实现了从最初以农田节水特别是强调农田工程节水为主向更注重改良作物遗传品质节水、农田节水与区域水资源管理节水并重,以及多水源综合利用节水的多学科节水研究体系,大大提高了我国农田节水的潜力。然而生产实践中,受我国社会经济发展水平特别是小农经济制约,我国的农田节水水平和农田水分利用效率还不高,急需通过政府、民间的多渠道投入,通过机制和管理创新,建立起适合各地区经济发展水平的从供水环节、田间节水到区域水资源管理的现代综合农田灌溉节水体系,保障我国未来粮食安全。     

新疆石河子垦区棉田水分生产效率变化动态及其潜力

本文以121农场为例,依据历年棉花产量、降水量、灌溉引水量和地下水补给量等资料,系统分析了该区域近50年来棉田水分生产效率的变化动态及影响因素,并探讨了水分生产效率潜力提高途径。结果表明,50多年来石河子垦区棉花单产增加了近3．3倍;棉田耗水量总体呈下降趋势,由20世纪50年代平均477．48mm下降到目前平均415.00mm,降低了13．09％;同期棉田水分生产效率由1．07kg／hm^2／mm上升到目前3．95kg／hm^2／mm,提高了近2．69倍。土壤改良,化肥用量的逐年增加,以及地膜覆盖栽培、秸秆还田、优良品种等技术的推广应用,对于棉田水分生产效率的提高起了决定性作用。作者认为增加氮肥等肥料用量,对进一步提高水分生产效率仍有一定作用,但部分地区应注意肥料的合理配比施用;发展膜下滴灌等节水技术对于提高水分生产效率还有很大的潜力空间;此外开展抗旱品种选育对于提高水分生产效率也有一定潜力。     

农民排灌协会在农业生产中的作用分析——基于江苏省农民排灌协会项目区152户农户的调查

农民排灌协会是农村面上小型水利工程管理体制改革中出现的新兴事物,江苏省农民排灌协会成立后,通过对排灌工程的修建和维护,显著提高了农田排灌效率,降低了农民生产成本。本文基于对江苏省农民排灌协会项目区农户的调查,采用倍差法对农民排灌协会在农业生产中的作用进行分析。研究结果表明,农民排灌协会的成立对项目区水稻单产的净效应影响为238.59kg/hm2,且这一影响在10%的显著性水平上显著,但对项目区小麦单产的净效应影响并不显著。当引入其他控制变量时,增加农药投入和减少灌溉次数对水稻单产水平的提高具有显著的正向影响,增加化肥投入和劳动力投入则对小麦单产水平的提高具有显著的正向影响。本文得出的政策启示为,政府应加大对农民排灌协会的资金扶持力度、充分动员用水户直接参与排灌工程管理、通过建立利益补偿机制来激励农户节约用水。     

土地综合生产力评价与土地质量变化及农户行为研究

该研究是根据曲周的农业生产情况,以地理信息系统为平台,初步选取与农业生产关系密切的地貌和土壤物理性质,地下水因子影响盐碱程度,土壤有机质、和养分含量及其他生产条件等四类14个指标,进行分析。并通过相关性分析和逐步回归,针对小麦、玉米、棉花、蔬菜,筛选和确定影响其生产、产量的评价指标体系,并对筛选的指标进行量化分级和指标权重的量化,对影响与制约土地生产力的自然因素和社会经济因素进行综合评价。通过土地评价及其分析得出：(1)同一因素对不同作物有不同的影响;(2)同一地块对不同作物生产力综合评价等级不尽相同;(3)不同等级土地的土壤有机质的变化量、土壤养分含量的变化情况有一定差异,其主要影响因素是农户的生产投入差异,这种差异主要来自于农户种植结构的不同和不同区域、乡村农户间投入的不同;(4)地下水的过度开发,农户氮肥的过量投入以及钾肥投入的不足是该地区土地和水资源退化的主要因素。     

中国粮食作物灌溉用水效率时空特征及驱动因素——以稻谷、小麦、玉米为例

在中国粮食生产与水资源分布日益不平衡的背景下,提高灌溉用水效率是保障粮食安全和水资源安全的战略需要。本文运用投入导向型DEA和面板Tobit模型,探究了2008—2017年中国稻谷、小麦和玉米的灌溉用水效率的时空特征和驱动因素差异。结果表明：中国稻谷、小麦和玉米灌溉用水效率均有较高提升空间,其中稻谷和小麦在研究期内呈现波动上升趋势,而玉米则呈现倒“U”型趋势。空间分布方面,玉米各主产区的灌溉用水效率基本超过全国平均水平,其主要问题为效率值波动较大;而稻谷和小麦主产区中,华南双季稻区、北部冬麦区和长江中下游冬麦区的灌溉用水效率及增长幅度较低。进一步的驱动因素分析表明,资源环境的变化更易驱动玉米灌溉用水效率;现有节水灌溉条件下农田水利设施对不同粮食作物灌溉用水效率的驱动方向和作用程度差异较大;经济社会发展对3种粮食作物灌溉用水效率均有较大驱动力。基于以上研究,本文对因地制宜制定实施粮食水资源管理政策提出了针对性建议。     

华北春旱年型对冬小麦影响的模拟试验

利用大型活动式遮雨棚遮档自然降水,采用人工控制定量喷灌模拟冬小麦生产中3、5、7、10、14a-遇的春旱年型,研究不同春旱年型对冬小麦不同生长发育阶段和产量的影响。试验结果表明：随着春旱年型的增加,冬小麦根、茎、叶、的生长速度明显降低,总生物量减少;春季干旱使冬小麦春生分蘖减少,单位面积总穗数减少,穗长变短,穗粒数减少,千粒重降低,不孕小穗数增加;3、5、7、10、14a－遇春旱处理的冬小麦产量分别比CK减少2.6%、14.6%、22.1%、43.0%、47.2%。春季干旱程度与冬小麦产量呈指数曲线相关。     

模拟根系分区交替滴灌对茄子生长与水分利用的影响研究

通过玻璃土箱试验模拟了交替滴灌方式、固定滴灌方式和常规滴灌方式对茄子生长、根系分布和产量及水分利用的影响。结果表明,交替滴灌使灌溉用水效率明显增加,产量水平上的水分利用效率达58．0kg/m^3,可节约用水30％以上并增加产量;交替滴灌减少水分入渗深度,刺激根系生长,明显提高根密度．并在土壤中分布均匀：交替滴灌通过部分根区干燥产生根源信号调节气孔行为,使蒸腾速率明显降低,而植株光合作用没有受到明显影响,使单叶水分利用效率得以提高。