朱湘宁[1]2003年在《华北平原苜蓿节水灌溉制度研究》文中进行了进一步梳理本研究通过两年的灌溉实验，根据对降水情况、土壤水分的蒸发量、蒸散量与苜蓿各生物学指标的分析，初步探讨了在华北平原地区不同灌溉处理对于苜蓿产量、品质、水分利用率以及苜蓿地土壤水资源利用可持续性的关系。 研究表明，在华北平原，苜蓿需水量比平均降水量多大约300mm。而从降水分布来看，华北平原7月以前为旱季，7月以后为雨季。即使在平水年和丰水年，在7月之前降水也不能满足苜蓿的正常生长需要，而在7月以后，降水量略大于苜蓿需水量，所以要获得高产必须进行灌溉。 灌溉对苜蓿的增产作用明显，总产量、总收益随着灌溉量增加以对数形式提高。在苜蓿生长的叁个时期中(生长初期，快速生长期，快速生长后期)，苜蓿生长对于快速生长期的土壤含水量最敏感，所以最佳的灌溉时期为第一茬和第二茬快速生长期前。另外，对于二年生的秋播苜蓿，在第一茬生长初期也最好要进行灌溉。灌溉处理并不能引起同茬同品种苜蓿的蛋白质含量出现差异；但是在第二茬初期灌溉，能在雨季来临前抢收到更多的优质苜蓿。 研究表明，苜蓿合成的干物质量与苜蓿蒸腾量呈显着线性相关，各茬之间的蒸腾水利用率(tWUE)差异显着，一、二茬的蒸腾水利用率显着高于叁、四茬，而同茬不同处理间不存在显着差异。因此，提高苜蓿水分利用率有两条途径：一是要确保第一、二茬的产量；二是要尽量的抑制棵间蒸发。2002年实验证明，早期较充足的土壤水使苜蓿更快的占据土壤上层的空间，较早形成较大的冠层，能更有效抑制棵间蒸发，从而提高了水分利用率。这就要求灌溉时，尽量保证第一茬苜蓿生长初期的土壤含水量。 2002年试验各处理均未达到土壤水分平衡，推算在平水年灌水量在150mm左右时，基本上可以维持收支平衡。旱作苜蓿，如果种植得当，产量也相当可观，但是将会引起深层干旱，应注意缩短利用年限，适时轮作。
隋鹏[2]2005年在《黄淮海平原节水种植模式生态经济分析及优化配置研究》文中提出水资源短缺是影响黄淮海平原粮食安全、生态安全和经济安全的最突出问题,目前对该问题的讨论焦点之一是该地区大面积的冬小麦—夏玉米常规种植模式是维持还是部分替代以及如何替代。本研究以河北省栾城县为例,采用实证研究和宏观分析的方法,对该地区农业用水生态代价进行评估,在此基础上设置不同的种植模式试验,进行生态功能和经济效益的综合比较分析,并对未来不同生产目标情景下的种植模式配置进行优化设计。主要结论如下: (一)该地区农业生产发展以牺牲巨大的水资源为生态代价。栾城县每年过度消耗水资源的生态成本达7987.6万元,相当于2000年种植业产值的7.3%。考虑用水的生态成本后,粮经饲作物的总经济效益降低了29.4%,说明该区目前农作模式的生态持续性相当脆弱。 (二)通过节水灌水制度可以增强现有模式的生态功能和经济效益。冬小麦灌水225mm、夏玉米灌水120mm比常规的麦玉复种模式(冬小麦灌水300mm、夏玉米灌水180mm)水分利用效率和经济效益分别提高23.0%和47.6%。 (叁)节水抗旱型小麦—夏玉米种植模式与传统高耗水型小麦—夏玉米种植模式相比,在同样春季只灌溉75mm的条件下,产量、经济效益和经济水分利用效率分别提高5.7%、9.3%和4.1%。说明在水资源缺乏地区,不能完全保证冬小麦生态需水的情况下,以节水抗旱型品种替代传统高耗水型品种是一种有效的节水高效模式。 (五)春玉米一熟种植模式在该地区具有良好的生态经济功能。灌水180mm的春玉米一熟种植模式,产量可达到10268.4kg/hm~2,比传统麦玉米复种模式的WUE提高122.6%,节省灌溉水62.5%,计入生态成本后经济效益提高36.6%。在未来粮食市场流通体制健全、水资源价格体制建立后,可以作为水资源亏缺地区的节水高效模式。 (六)种植模式综合效益评价优先序为:旱麦—夏玉米(无灌水)>春棉花>春甘薯>春大豆>旱麦—夏玉米(总灌水135mm)>春花生>青饲玉米>苜蓿>春玉米>青刈黑麦—春棉>冬小麦—夏花生>冬小麦—夏玉米(总灌水270mm)>冬小麦—夏大豆>冬小麦—夏玉米(灌水345mm)。 (七)在保障水资源平衡的大前提下,模拟结果表明小麦产量目标与经济效益成反比,而与生态代价成正比的关系,因此冬小麦种植面积是种植模式优化调整的核心。 (八)通过单目标优化获得不同粮食生产目标情景的种植模式优化配置:(1)以仅保证本区的粮食总量自给为目标,种植模式配置是旱麦—夏玉米(灌水135mm)、早麦—夏玉米(无灌水)、冬小麦—夏花生、春棉花、青饲玉米和苜蓿分别占粮棉油作物耕地面积的46.1%、21.6%、12.0%、16.1%、1.2%和3.1%。与现状种植方案相比,小麦面积可下调16%,产量减少38.8%,但省水68.8%,经济效益提高34%。(2)以保证粮食自给条件下还能够满足国家公粮需求的总产为目标,种植模式的配置是早麦—夏玉米(灌水135mm)、旱麦—夏玉米(无灌水)、冬小麦—夏花生、春棉花、青饲玉米和苜蓿分别占粮棉油作物耕地面积的49.3%、21.6%、18.7%、6.1%、1.2%和3.1%。与现状种植方案相比,小麦面积可下调5.5%,产量减少18.9%,但省水68.8%,经济效益提高27.9%。此优化结果同时说明对国家粮食安全的保障是以牺牲该地区农田产出的经济效益为代价的。
马彦麟[3]2018年在《水分调控对荒漠灌区地下滴灌紫花苜蓿产量、品质及土壤环境的影响》文中进行了进一步梳理针对荒漠灌区资源性缺水和水分利用效率不高,区域主要饲草经济作物紫花苜蓿单产、品质较低及荒漠化程度日趋加重等问题,在具有典型荒漠气候特征的甘肃河西荒漠灌区对紫花苜蓿分枝期、现蕾期和全生育期进行水分调控(土壤含水量占田间持水量百分比)35%~45%(W_0:重度水分调控)、45%~55%(W_1:中度水分调控)、55%~65%(W_2:轻度水分调控)、65%~75%(W_3:充分灌溉)试验研究,分析不同生育时期水分调控处理下苜蓿株高、茎粗及土壤水分、养分的变化规律,阐释生育时期干旱胁迫复水补偿效应,明确干草产量和品质对水分调控的响应关系,基于水分-品质-产量-效益多目标影响指标,采用灰色关联度分析方法,探明水分调控对苜蓿生产性能的影响,获得适宜荒漠灌区苜蓿生长的最佳水分调控模式,得到如下主要结论:(1)紫花苜蓿耗水量随灌溉量的增加而增加,苜蓿地土壤水分随水分调控程度的加重呈降低趋势,随土壤深度的加深呈先降低后增加趋势。全生育期轻度水分调控处理下不同土层土壤水分变化较小,且能保持土壤水分在苜蓿正常生长的范围内,有利于苜蓿生长和减少水分无效损失。不同土层土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾随土层深度的加深呈降低趋势,pH无明显差异。水分对0~40cm土层土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量影响显着,且随水分调控程度的减轻有机质和碱解氮含量呈增加趋势,pH值、速效磷和速效钾含量呈递减趋势;(2)生育期内平均株高、茎粗和干草产量随刈割茬次的增加而降低,表现为第2茬>第3茬,且随水分调控程度的减轻呈增加趋势。分枝期不同程度的水分胁迫在现蕾期复水后,株高和茎粗生长表现出一定的补偿效应,进而未引起显着减产,在分枝期轻度水分调控处理下两茬苜蓿干草产量分别为4589.59 kg·hm~(-2)和3781.96 kg·hm~(-2),与CK处理差异不显着(P>0.05)。分枝期水分调控较现蕾期有利于苜蓿株高、茎粗的生长和产量的形成,在分枝期、现蕾期和全生育期轻度水分胁迫不会引起苜蓿株高显着降低。随水分调控程度的减轻干草产量水分利用效率降低,两茬苜蓿在全生育期重度水分调控A9处理下干草产量水分利用效率最高分别为3.47 kg·hm~(-2)和2.96 kg·hm~(-2);(3)随刈割茬次的增加,茎叶比呈第2茬>第3茬,粗蛋白含量呈第2茬<第3茬,茎叶比和粗蛋白含量随水分调控程度的减轻呈先增加后减小的趋势。分枝期适度水分调控处理较现蕾期有利于苜蓿茎叶比的降低和粗蛋白含量的积累,两茬苜蓿在全生育期轻度水分调控处理下茎叶比最小分别为1.29和0.88,粗蛋白含量最高分别为21.08%和23.26%。与干草产量变化趋势相同,随刈割茬次的增加粗蛋白产量呈第2茬>第3茬,且随水分调控程度的减轻粗蛋白产量呈递增趋势。两茬苜蓿在分枝期轻度水分调控A3处理下粗蛋白产量最高分别为902.90kg·hm~(-2)和825.26 kg·hm~(-2),但与全生育期轻度水分调控A7处理无显着差异,分枝期和全生育期轻度水分胁迫较现蕾期有利于粗蛋白产量的提高。随水分调控程度的减轻品质-水分利用效率基本也呈减小趋势,且分枝期较现蕾期有利于提高苜蓿品质-水分利用效率,与干草产量水分利用效率得出的结果基本一致,全生育期合理的水分调控有利于提高苜蓿品质-水分利用效率,第2、3茬苜蓿分别在全生育期重度水分调控和轻度水分调控处理下品质水分利用效率最高,分别为0.64 kg·m~(-3)和0.55 kg·m~(-3);(4)随着刈割茬次的增加,粗脂肪和粗灰分含量增加、酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量降低。随水分调控程度的减轻,粗脂肪和粗灰分含量呈递增趋势,ADF和NDF含量呈先减小后增加趋势,相对饲喂价值(RFV)呈先增加后降低趋势。现蕾期水分调控更有利于粗脂肪和粗灰分含量的提高,分枝期水分调控更有利于降低苜蓿ADF和NDF含量,提高RFV值。两茬次苜蓿在全生育期轻度水分调控处理下ADF和NDF含量最低,RFV值最大分别为169.32和223.48;(5)基于干草产量、干草和品质水分利用效率、粗蛋白产量及RFV等指标通过灰色关联分析方法综合分析得出,各指标对苜蓿生产性能的影响大小依次为:蛋白质产量>干草产量>品质水分利用效率>RFV>干草产量水分利用效率,且在A7处理下的加权关联度最大为0.8052,再依次为A2、A3、CK、A9、A8、A6、A1、A4、A5,分枝期较现蕾期进行水分调控有利于苜蓿生产性能的提高,在全生育期轻度水分调控处理下综合性状最好,是适宜当地苜蓿生长的最佳水分调控模式,有利于灌区苜蓿种植生产,实现高产优质和节水的目的。
马令法[4]2008年在《河北坝上地区紫花苜蓿和羊草耗水规律的研究》文中认为本研究于2006-2007年在河北省塞北管理区以2006年建植的紫花苜蓿、2007的种植的羊草为研究对象。采用大型非称重式蒸渗仪法,在河北省坝上地区研究了灌溉量和耗水量对紫花苜蓿、羊草干草产量、水分利用效率和耗水系数的影响,结果表明:1、通过对紫花苜蓿进行灌溉0mm、200mm、400mm处理,发现坝上地区紫花苜蓿干物质产量、水分利用效率、耗水系数、植株高度、单位面积分枝数、叶面积等生物学特性均有不同程度的影响。其中较多的灌溉有利于干草产草量、植株高度、单位面积分枝数和叶面积的增加,而且在整个生长季中灌溉水200mm、400mm单位面积分枝数显着地高于旱作条件下的。灌溉200mm、400mm的试验小区在2006-2007年长势最好,干草产量显着地高于旱作条件,两个处理下的紫花苜蓿干重分别为8210.6㎏/hm~2和13507.7㎏/hm~2,耗水量分别为694.1和828.24mm,生物产量的水分利用效率和经济产量的水分利用效率分别为9.83、11.43和16.76、19.49kg/ hm~2.mm,生物产量耗水系数和经济产量耗水系数分别为1017.44、875和596.55、513.03。2、通过进行灌溉0mm、200mm、400mm灌溉处理对羊草牧草干物质的产量、植株高度、分蘖数、叶面积、地上地下生物量等生物学特性均有不同程度的影响。其中对羊草植株高度、分蘖数、叶面积和地下生物量影响最大。较多的灌溉有利于植株的生长、叶片的增大;较少的灌溉有利于促进分蘖、地下生物量的增长。2007年不同灌溉处理对应地上生物量大小顺序为灌溉400mm>灌溉200mm>不灌溉,显着差异,地上生物量干重分别为1137.82、878.93和483.46㎏/hm~2,灌溉400mm、灌溉200mm、不灌溉的生物产量的水分利用效率差异不显着分别为1.71、1.89和1.67kg/ hm~2.mm。3、羊草2007年土壤水分状况是,旱季羊草生长初期各个土层水分含量都低,6月份第一次灌溉对于土壤上层含水量影响较大,但对深层土壤水分含量影响较小。7月份第二次灌溉后,不同灌溉处理各层土壤水分总体都比6月份有所增加(包括不灌溉的处理不灌溉), 8月份羊草进入生长季后期,整个生长季都没有进行灌溉的处理的各个土层含水量都在下降,其他叁个处理上层土壤水分含量都在下降,但与7月份差异不显着,而且叁个进行灌溉的处理下层土壤含水量较7月份还有所增加。6月到8月底羊草的整个生长季中,所有不同灌溉处理对应土壤水分在收支上不存在亏缺。4、紫花苜蓿人工草地2007年旱季土壤水分较低,雨季后浅层土壤随灌溉含水量逐渐增加,中层和深层含水量增加缓慢。6月份进行灌溉的叁个处理各个土层总体上含水量有所增加,但与5月份无显着差异,不灌溉的30cm以上土层含水量显着低于5月份土壤含水量,其他土层含水量总体上略有增加。7月份进入雨季后,并于7月10日进行第二次灌溉,除了不灌溉的深层含水量以外,灌溉200mm、400mm各个土层含水量总体比6月份都有不同程度的增加。8月份不灌溉的50cm以上土层含水量都低于7月份含水量, 60cm以下土层含水量都高于7月份含水量。灌溉200mm各土层中除60—80cm含水量高于7月份外,且60—80cm含水量显着高于7月份,其他土层含水量都低于7月份,而且20—40cm含水量显着低于7月份。灌溉400mm的只有0—10cm和10—20cm土层含水量都显着高于7月份,其他土层含水量与7月份差异不显着。9月份不同灌溉处理的各个土层含水量都低于8月份土层含水量。5月到9月苜蓿整个生长季中,除了不灌溉的外,整个生长季其他处理土壤含水都有提高。
强小嫚[5]2008年在《ET_0计算公式适用性评价及作物生理指标与蒸发蒸腾量关系的研究》文中认为参考作物蒸发蒸腾量(ET0)是国际通用的评价水资源和计算作物需水量的基础数据,也是制定水法和国际河流水资源分配的重要依据。准确地确定ET0值对指导节水灌溉、发展农业节水有着十分重要的现实意义和深远影响。本文主要在Penman-Montetih公式(PM公式)的假定条件(参考作物紫花苜蓿高度12cm,土壤充分供水,相当于表面开阔、高度一致、生长旺盛、完全覆盖地面而不缺水的绿色草地的蒸发蒸腾速率)下对参考作物蒸发蒸腾量进行实际测量,研究了冠层阻力的变化规律,参考作物蒸发蒸腾量计算公式的适用性及气孔阻力和冠层温度对作物蒸发蒸腾量的影响。根据在陕西杨凌西北农林科技大学教育部旱区农业水土工程重点实验室的灌溉试验站进行的试验研究以及理论分析,得到以下主要结论:1.在PM公式设定条件下,采用称重式筒测蒸渗仪(Lysimeter)对参考作物蒸发蒸腾量进行实际测量,并对冠层阻力进行试验率定。表明,参考作物的整个生育期内,冠层阻力rc随着作物生育期的延长呈递增趋势,生育中期冠层阻力变化基本围绕在70s/m之间。冠层阻力日变化过程基本呈现“U”型,最低点出现在中午(低于50s/m),最高点出现在早晨8:00和傍晚18:00(高于100s/m)。2.结合实际测量的参考作物蒸发蒸腾量(ET0)对国际上惯用的四种ET0计算公式进行了评估率定。表明,在参考作物的整个生育期内,标准ASCE-PM公式是最适宜我国北方半湿润易旱杨凌地区的ET0计算公式,其次是PM公式,MP公式,最差的是国内MP公式。3.参考作物整个生育期内,充分供水或轻度水分亏缺条件下,气孔阻力越大,蒸发蒸腾量越小;反之气孔阻力减小时,蒸发蒸腾量则增大。长期的低水分下限灌水时,气孔阻力与蒸发蒸腾量的关系较不明显。4.参考作物整个生育期内,充分供水条件下,冠气温差均为负值。控水下限较低时,冠气温差均为正值。各个生育期的典型日内冠层温度日变化基本都呈单峰型,充分供水时,随Tc-Ta的增大Tr呈上升趋势。当水分供给不足时,Tc-Ta>0℃以后,随Tc-Ta的增大Tr不再增加,甚至出现一定的下降趋势。5.气孔阻力和冠气温差之间呈典型的对数关系,曲线方程为Rs=2.4677ln(Tc)-3.7463,相关系数R2=0.6406。水分充足时,气孔处于全开放状态,气孔阻力较小,冠气温差较小;水分亏缺时,土壤水分不足可导致作物部分气孔关闭,气孔阻力增大,冠气温差相应增大,冠气温差表现为正值。
周宪龙[6]2005年在《北京地区种植业水资源优化利用研究》文中指出本研究基于GIS对北京地区种植业的水资源平衡进行了总体评价及类型分区,并以顺义区和延庆县为典型案例,通过理论计算及田间定位试验,分析了灌溉农田和旱作农田各类作物的水分生态适应性,水分利用率,经济水分利用率等指标。在此基础上对北京种植业水资源可持续利用优化途径进行了综合设计。主要研究结果如下: 1) 根据北京地区种植业用水的平衡分析,利用GIS技术将该区域分成重度缺水区、中度缺水区、轻度缺水区、基本平衡区和水分充裕区五种主要类型区。从不同地形区种植业用水平衡状况来看,由于平原区对地下水资源过度开采使用,其缺水状况比山区严重。目前平原区缺水面积占47.9%,其中主要以中度和重度缺水为主;山区大部分为水资源平衡区。平原区种植业缺水1543.8万m~3,山区盈余5911.5万m~3。分析了不同作物用水结构变化,小麦、玉米以及其它作物用水量逐年下降,蔬菜用水量增加迅速。2002年,蔬菜类作物的用水量占种植业总用水量的52.2%。 2) 通过对水分生态适应性指数的比较,将北京地区灌溉农田和旱作农田的主要大田作物分为叁类。灌溉农田:①水分生态适应性比较高的作物,包括春大豆、夏花生、夏大豆、高粱、谷子;②水分生态适应性居中的作物,包括夏玉米、春花生、春玉米、棉花;③水分生态适应性比较差的作物,包括冬小麦、苜蓿。旱作农田:①水分适应性较高的作物,以春谷子、春大豆为代表;②水分适应性居中的作物,以春玉米为例;③水分适应性较差的作物,以苜蓿、马铃薯为代表。 3) 通过对北京地区主要农作物水分生产效率的试验和调查结果表明:以生物产量来计算,灌溉农田作物以春玉米的水分生产效率为最高,为30.4～31.8kg·hm~(-2)·mm~(-1),其后依次为春花生、苜蓿、春大豆。春花生和春大豆均以CK处理水分利用效率为最高;但对春玉米和苜蓿而言,不同灌溉处理对水分利用效率影响不大。果树的水分生产效率为51.53～67.51kg·hm~(-2)·mm~(-1),蔬菜的水分生产效率超过了100kg·hm~(-2)·mm~(-1),均高于大田作物。旱地农田作物中,水分生产效率比较结果为春玉米>春大豆>苜蓿>马铃薯>春谷子。对同种作物而言,不同肥料处理的作物水分生产效率比较均以中肥处理水分生产效率为最高。总体来说,北京地区水分生产效益之间的比较结果为:蔬菜>果树>经济作物>粮食作物>饲料作物。 4) 对北京地区多年农业统计资料分析结果表明:近年来蔬菜种植面积迅速增加,对北京现有紧张的水资源极为不利。鉴于水分生产效益高的作物耗水量大的特点,提出利用价格杠杆来控制水资源向高耗水作物的进一步集中,并针对北京用水具体情况,对建立北京农业水价政策提出了一些合理化建议,并以水资源为最大限制因子对北京地区的种植业结构进行了调整,合理增加了水分生态适应性强作物的播种面积,压缩了水分生态适应性差的作物面积。调整后的种植业结构,能保证今后北京种植业水资源可持续利用。
刘松[7]2017年在《关中地区奶牛饲料作物环境影响生命周期评价》文中研究指明畜牧业是人为环境污染物的重要排放源,饲料作物生产是畜牧业环境污染物排放的主要来源之一。目前,国内很少有对奶牛饲料作物种植和生产过程的生命周期评价研究。本研究以陕西省关中地区奶牛饲料作物为评估对象,根据生命周期评价理论,构建了关中平原奶牛饲料生产的生命周期评价模型,评估了不同奶牛饲料作物的环境影响特征,分析了奶牛饲料环境影响的主要污染环节和污染物,探讨了化肥减施、节水灌溉、耕作方式的环境影响潜力,并对评价结果进行了敏感性分析,为实现饲料作物的清洁生产和国家“粮改饲”项目对环境的影响提供理论支撑,本研究的结论如下:(1)根据调研获取的基础数据,采用LCA的评价方法,评价结果为:生产1kg奶牛饲料干物质的全球变暖(gCO2/kgDM)、酸化(gSO2/kgDM)、富营养化(gPO43-/kgDM)、光化学臭氧合成(gC2H4/kgDM)、能源利用(MJ/kgDM)、土地利用(m2/kgDM)、水资源利用(m3/kgDM)潜值分别为:能量饲料(274.797~736.832、1.795~5.773、0.510~1.469、0.073~0.123、2.311~5.780、0.580~1.528、0.158~0.521);蛋白饲料(589.352~935.775、4.710~9.369、0.942~1.890、0.412~0.813、7.299~7.764、0.773~2.904、0.171~0.765);粗饲料(86.698~255.326、0.655~4.943、0.165~1.138、0.014~0.130、0.668~2.156、0.180~1.091、0.061~0.703)。除苜蓿外,能量饲料和蛋白饲料的环境影响潜值高于粗饲料。(2)化肥生产和田间施用是饲料作物种植过程中最主要的污染环节,占全球变暖潜值的39.1%~68.0%,占酸化潜值的57.2%~74.8%,占富营养化潜值的83.4~92.4%,占光化学臭氧合成潜值的12.2%~61.4%。化肥使用量与全球变暖、富营养化、酸化潜值成高度正相关。灌溉是仅次于化肥生产和施用的重要环节,占全球变暖潜值的22.5%~30.8%,占酸化潜值的8.0%~36.0%,占光化学臭氧合成4.8%~19.8%。农机使用对光化学臭氧合成贡献率较高,约为48.4%~91.6%。其他环节影响较小。饲料作物生产的全球变暖主要污染物是CO2和N2O,来自化肥生产、能源燃烧和氮肥田间施用;酸化主要污染物是NH3,来自氮肥田间施用的氨挥发。富营养化主要的污染物是NO3-和NH3,来源于氮肥田间施用的氨挥发和氮素淋溶损失。光化学臭氧合成主要污染物是CO,来源于化石原料和燃料的燃烧。(3)研究结果表明,棉花、玉米、小麦、苜蓿按推荐施肥量的减排潜力较大,除光化学烟雾合成潜值外,均超过了8%。油菜、青饲玉米和大豆的减排潜力不明显,均未超过5%。饲料作物按推荐水量灌溉的富营养化和光化学臭氧合成减排潜力极小,全球变暖和酸化减排潜力较大,但均未超过16%;采用滴灌和喷灌的灌溉方式,若不考虑管道生产的污染物排放,玉米、小麦和苜蓿的减排潜力在0.9%~12.1%之间,减排潜力较小;但如果考虑管道生产的污染物排放,则滴灌和喷灌措施虽然减少了水资源消耗量,但却增加了光化学臭氧合成的污染物排放。若饲料作物生产采用保护性耕作,与传统常规耕作相比,小麦、油菜、大豆、棉花、苜蓿的环境影响潜值可降低5.3%~26.6%,减排潜力较明显。(4)对种植环节、基础数据来源、GWP特征值进行了敏感性分析。结果表明,不同化肥施用量的环境影响潜值差异显着,饲料种植环节中化肥使用量对环境影响潜值最为敏感;奶牛饲料作物基于《全国农产品成本收益资料汇编》统计数据的环境影响潜值(1功能单位)与调研数据相比差异显着,主要原因在于施肥量、灌溉水量、柴油使用量、产量上的差异;IPCC1996和IPCC2013的全球变暖潜值差异显着(苜蓿除外),N2O增温潜势值对奶牛饲料全球变暖潜值最为敏感。
文霞, 侯向阳, 穆怀彬[8]2010年在《灌水量对京南地区紫花苜蓿生产能力的影响》文中进行了进一步梳理对种植第3年的紫花苜蓿Medicago sativa进行4种不同灌水量(0、25、50和75 mm/次,全年灌水3次)处理,每茬苜蓿初花期测定各处理的产量、茎叶比、株高及第2、3茬苜蓿的单枝质量。结果表明:在试验前1年(2008年)灌足冬水的情况下,灌水对第1茬产量无显着影响,第2、3茬以及全年产量随灌水量增加而增加,第4茬产量则随灌水量增加而减少,第1~4茬苜蓿株高的变化规律与产量相同;灌水对第1、4茬苜蓿茎叶比无显着影响,第2、3茬茎叶比随灌水量增加而增加;第2、3茬苜蓿分枝质量随灌水增加呈增加趋势,灌水25、507、5 mm/次的分枝质量显着高于不灌水(P<0.05)。因此,京南地区种植苜蓿应在第1、第2茬苜蓿刈割后灌水,第4茬苜蓿生长期内不宜灌水,当头年灌足冬水时,返青也可不灌水;在生长季降水总量为390.34 mm下,全年最适宜灌水量为150 mm。
宫飞[9]2003年在《华北地区结构型节水种植业模式及途径研究——以北京市顺义区为例》文中认为本研究针对华北平原区农业发展面临的水资源紧缺对区域农业持续发展构成严重威胁的现状，以北京市顺义区作为研究案例，提出并应用结构型思路与方法，通过历史动态分析与截面研究相结合，农户调查和田间试验相结合，利用农学、经济学、生态学等研究方法，对区域种植制度及其水分利用的发展变化情况进行剖析，对农田作物及作物组合的水分利用效率及效益进行了评价。在此基础上，结合对该区域种植业发展前景的预测分析，提出区域结构型节水种植制度优化调整策略。研究得出： (1)提出了结构型节水的基本思路，结构型节水是以区域有限水资源的持续、高效利用为基本目的，以结构调整、优化为主要手段，以节水工程技术、节水农业技术及节水管理技术为支撑，综合考虑区域水资源的供需平衡，以期最大限度地实现区域生态、经济、社会叁方面效益的协调统一。 (2)通过对北京市顺义区种植业用水结构特征分析表明：近20年来，顺义区的种植业结构趋向单一化，以冬小麦—夏玉米一年两熟制种植模式及蔬菜为主体。其中，冬小麦播种面积占夏收作物的全部，夏玉米播种面积占所有秋收作物的80％以上，蔬菜作物播种面积则在近年大幅度上扬。麦、玉、蔬叁类作物消耗农田灌溉量占全部灌溉的90％以上，最高时达96.5％。高耗水作物单一种植和用水结构导致了对区域水资源的大量消耗，造成区域地下水位以年均0.7m的速度迅速下降，水资源紧缺形势日益严峻。 (3)对顺义区农作物的水分生态适应性进行的总体分析与评价表明：水稻、蔬菜、冬小麦的水分生态适应性较差，其中以冬小麦最为突出，需水与降水的耦合度仅为0.37。受区域气候资源决定，顺义区主要农作物的水分生态适应性均存在需水关键期与降水盛期不符的问题。比较而言，棉花、春玉米、青饲玉米、大豆、苜蓿的总体水分生态适应性都达到了较高水平。但在作物生育前期，水供需矛盾较为突出，因此，从生产角度考虑，适度灌溉是必要的。 (4)对不同灌溉水平下农作物的水分利用效率及作物组合的节水潜力进行了研究。结果表明：适度灌溉是必要的，但过多的灌溉量不会对作物产量的形成产生重大影响，而水分利用效率亦不会有大幅度的差异，而过多的水资源投入会降低收益。从对不同作物组合模式及替代模式的水分利用状况和节水潜力的分析得出，相对于“冬小麦—夏玉米”而言，应用优化的黑麦—早稻模式可以在单位面积农田产值基本不变的基础上，节约灌溉水量1500m~3·hm~(-2)～2000m~3·hm~(-2)，黑麦—棉花模式可以在大幅度提高产值的基础上，节约灌溉水量2500m~3·hm~(-2)～3500m~3·hm~(-2)。 (5)应用RCSADSS模型对北京市顺义区结构型节水种植业发展方向分析表明：如继续沿袭目前本区域的种植结构及灌溉水平，区域的种植结构是不可持续的。而通过对区域种植结构的优化调整得出，在消耗不超过区域可提供的农田灌溉水资源量的基础上，可解决本区域对耕地、投入、粮食、油料、蔬菜、饲料等各方面约束，并取得预期的经济效益。
孙海龙[10]2008年在《浅地下水埋深条件下沙质人工草地SPAC水分运移与消耗研究》文中指出本文在对国内外SPAC水分传输动力学机制与模拟研究现状及存在问题进行分析和总结的基础上,以紫花苜蓿为试验材料,采用自动气象站、管式TDR仪、PSYPRO型露点水势仪、SL4-1LMonitor型植物茎流计、PAR-80型冠层仪等先进的仪器和定量模拟方法,于2006～2007年在毛乌素沙地水利部牧区水利科学研究所节水灌溉实验站,对浅地下水埋深条件下人工苜蓿地土壤水分运动、根系吸水、苜蓿茎流、蒸散过程等方面进行了系统的试验研究和定量模拟,取得了如下一些主要成果:(1)土壤水分特征曲线在低吸力范围(<0.1MPa)内变化迅速,土壤容积含水量由饱和值迅速降低至10%左右;而在中吸力段,曲线趋于平缓,接近直线。土壤吸持的水分对植物的有效性,不在于含水量的高低,而在于吸水力的大小。对有效水下限,人们有一致的认识,多数学者确定为1.5Mpa,而对有效水上限(即田间持水量)的报告则很不一致。根据实验测定数据,本文采用0.01MPa作为有效水上限。(2)SPAC中各部分水势关系。时间上,土壤基质势的日变幅较小,紫花苜蓿叶水势和大气水势的日变幅较大,且土壤基质势远大于大气水势和紫花苜蓿叶水势,至少相差1～3个数量级。在空间上,大气水势远大于紫花苜蓿叶水势,而紫花苜蓿叶水势大于土壤基质势,在SPAC系统中正是因为存在这种水势差,才使水分运动有了驱动力。(3)毛乌素沙地人工草地基于水分运移的SPAC模型综合考虑了土壤水分动态、根系吸水、棵间蒸发和作物冠层水分运移几个子系统,应用该模型可以分析毛乌素沙地以紫花苜蓿为代表的人工草地土壤含水量在某一天不同土壤深度的动态变化和模拟一段时期人工草地土壤各剖面层的水分含量变化情况;可以分析紫花苜蓿蒸散耗水规律;还可以通过模型分析地下水位变化对紫花苜蓿生长状况的影响,得到苜蓿生长的“理想”地下水埋深。
参考文献：
[1]. 华北平原苜蓿节水灌溉制度研究[D]. 朱湘宁. 东北师范大学. 2003
[2]. 黄淮海平原节水种植模式生态经济分析及优化配置研究[D]. 隋鹏. 中国农业大学. 2005
[3]. 水分调控对荒漠灌区地下滴灌紫花苜蓿产量、品质及土壤环境的影响[D]. 马彦麟. 甘肃农业大学. 2018
[4]. 河北坝上地区紫花苜蓿和羊草耗水规律的研究[D]. 马令法. 甘肃农业大学. 2008
[5]. ET_0计算公式适用性评价及作物生理指标与蒸发蒸腾量关系的研究[D]. 强小嫚. 西北农林科技大学. 2008
[6]. 北京地区种植业水资源优化利用研究[D]. 周宪龙. 中国农业大学. 2005
[7]. 关中地区奶牛饲料作物环境影响生命周期评价[D]. 刘松. 西北农林科技大学. 2017
[8]. 灌水量对京南地区紫花苜蓿生产能力的影响[J]. 文霞, 侯向阳, 穆怀彬. 草业科学. 2010
[9]. 华北地区结构型节水种植业模式及途径研究——以北京市顺义区为例[D]. 宫飞. 中国农业大学. 2003
[10]. 浅地下水埋深条件下沙质人工草地SPAC水分运移与消耗研究[D]. 孙海龙. 内蒙古农业大学. 2008
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