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考虑盐分累积及冬小麦产量品质的井渠结合灌溉模式优选

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农业工程学报 2019年第18期35卷 78-85页

作者：乔冬梅韩洋齐学斌黄仲冬李平梁志杰中国农业科学院农田灌溉研究所新乡453002 中国农业科学院河南新乡农业水土环境野外科学观测试验站新乡453002 中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室新乡453002

为探究井渠结合灌区地表水与地下水适时适量灌溉模式,以田间小区为研究尺度,探索不同渠井灌水比例(0、33%、67%、100%)、不同灌水定额(600、900、1200m^3/hm^2)对2013-2016年冬小麦产量、品质及根层土壤盐分动态变化特征的影响。结果表... 详细信息

为探究井渠结合灌区地表水与地下水适时适量灌溉模式,以田间小区为研究尺度,探索不同渠井灌水比例(0、33%、67%、100%)、不同灌水定额(600、900、1200m^3/hm^2)对2013-2016年冬小麦产量、品质及根层土壤盐分动态变化特征的影响。结果表明:1)不同灌溉定额对纯渠水灌溉模式下冬小麦产量的影响较纯井水灌溉模式大。高定额纯渠水(灌水定额为1200m^3/hm^2,渠井灌水比例为100%)灌溉模式下的冬小麦产量最大,2015年为9195kg/hm^2。2)增大灌水定额有利于冬小麦容重、湿面筋和稳定时间的增加,而对蛋白质含量的影响不明显。井水有利于蛋白质含量、湿面筋和稳定时间的增加,有利于弱化度的降低。在地表水资源相对充足且追求产量最大化的情况下,可选择高定额纯渠水灌溉模式;在地表水资源不充足的情况下,可选择中、高定额“井水+渠水+渠水”灌溉模式。3)连续4a年灌溉后冬小麦根层土壤盐分有小幅增加趋势,纯渠水灌溉模式下冬小麦根层土壤盐分增量最小,其次是井水+渠水+渠水灌溉模式,纯井水灌溉模式下冬小麦根层土壤盐分增量最大。在地表水量相对充足且以产量最大化为目标的情况下,可选取高定额纯渠水灌溉模式。地表水资源不充足的地区,可选择高定额“井水+渠水+渠水”灌溉模式,而在水资源紧缺地区,可选择中定额“井水+渠水+渠水”灌溉模式。

关键词：灌溉地下水盐分冬小麦渠井灌水比产量品质

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变化环境对农业水资源配置的影响研究进展

灌溉排水学报 2022年第8期41卷 1-8页

作者：齐学斌李平白芳芳张彦佘映军马灿灿中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 农业农村部农产品质量安全水环境因子风险评估实验室河南新乡453002 中国农业科学院河南新乡农业水土环境野外科学观测试验站河南新乡453000 中国农业科学院研究生院北京100081

变化环境下农业水资源系统正经历着深刻的变化,特别是气候变化和人类活动加剧了降水、蒸散、径流、渗漏、耗水等农田水文要素的演变过程,进而影响农业水资源供、用、耗、排、回的全过程。在对我国农业用水过程与特点进行分析的基础上,... 详细信息

变化环境下农业水资源系统正经历着深刻的变化,特别是气候变化和人类活动加剧了降水、蒸散、径流、渗漏、耗水等农田水文要素的演变过程,进而影响农业水资源供、用、耗、排、回的全过程。在对我国农业用水过程与特点进行分析的基础上,系统梳理了国内外变化环境对灌区农业供水量、需水量、供需水平衡、水循环及水资源承载力影响的研究进展,系统分析了现有研究存在的不足,提出了未来我国农业水资源配置及水安全保障应对环境变化影响的研究重点:重视变化环境下灌区供水系统及运行模式研究,加强变化环境下作物需水规律研究,强化变化环境下灌区供需水平衡与水资源承载力研究,深化变化环境下灌区水循环与转化机理研究,拓展变化环境下节水灌溉对环境影响的机理研究。

关键词：变化环境水资源配置农业供水农业用水水循环

PPCPs在土壤-作物系统行为特征及环境风险的研究进展

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化工进展 2021年第5期40卷 2827-2838页

作者：李松旌樊向阳崔二苹胡超崔丙健刘源李中阳景若瑶李胜曙中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 中国农业科学院研究生院北京100081 中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室河南新乡453002 中国农业科学院新乡农业水土环境野外科学观测试验站河南新乡453002

随着药品和个人护理品(PPCPs)生产和使用量的增加,PPCPs及其代谢产物在水体、土壤环境中的检出量、检出种类与日俱增。本文基于国内外已有的相关文献,总结了典型PPCPs通过不同途径进入土壤-作物系统的环境风险,并从PPCPs在土壤-作物系... 详细信息

随着药品和个人护理品(PPCPs)生产和使用量的增加,PPCPs及其代谢产物在水体、土壤环境中的检出量、检出种类与日俱增。本文基于国内外已有的相关文献,总结了典型PPCPs通过不同途径进入土壤-作物系统的环境风险,并从PPCPs在土壤-作物系统中的降解行为特征和迁移累积规律等方面对PPCPs环境行为及归趋的最新研究进展进行了综述,指出目前研究存在的PPCPs种类、浓度、输入方式以及环境背景的单一性等突出问题,并对该领域未来研究趋势进行了展望,如不同类别PPCPs的环境行为特征、与土壤微环境的互作机制、降解或螯合产物及其环境行为与风险等方面的研究,对于探明PPCPs对生态环境的影响规律及对人类健康的潜在危害具有重要意义。

关键词：药品和个人护理品土壤-作物系统环境风险行为特征降解

聚天冬氨酸添加对猪场废水灌溉土壤氮迁移的影响研究

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灌溉排水学报 2022年第5期41卷 55-63页

作者：马灿灿杜臻杰白芳芳佘映军崔嘉欣齐学斌中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 中国农业科学院研究生院北京100081 农业农村部农产品质量安全水环境因子风险评估实验室河南新乡453002 中国农业科学院河南新乡农业水土环境野外科学观测试验站河南新乡453002

【目的】探究在等氮投入的清水和猪场废水处理下,添加不同质量分数的聚天冬氨酸(P ASP)对土壤无机氮、pH值及E C值的影响。【方法】采用室内恒温培养试验,两因素完全随机区组设计,设置P ASP质量分数(P 0:0%PASP、P1:2.5%PASP、P2:5.0%P... 详细信息

【目的】探究在等氮投入的清水和猪场废水处理下,添加不同质量分数的聚天冬氨酸(P ASP)对土壤无机氮、pH值及E C值的影响。【方法】采用室内恒温培养试验,两因素完全随机区组设计,设置P ASP质量分数(P 0:0%PASP、P1:2.5%PASP、P2:5.0%PASP、P3:7.5%PASP)、水质(W0:清水、W1:稀释10倍猪场废水、W2:稀释5倍猪场废水)以及不施肥不加P ASP的对照组(C K),共13个处理。【结果】添加P ASP处理可降低培养前期土壤无机氮量,增加后期无机氮量,其中稀释5倍猪场废水处理添加7.5%PASP效果更为显著。W 0条件下,P 2、P 3处理在培养前期土壤NO_(3)^(-)-N量分别减少21.63、10.46 mg/kg;NH_(4)^(+)-N量培养前期显著降低7.39%~49.37%,并在培养后期其量高于P0处理的1.41~48.07倍。W 1条件下,培养前期P 1、P 2、P 3处理NO_(3)^(-)-N量均低于P 0处理,减少值介于5.11~25.52 mg/kg;W 2条件下,添加P ASP处理均增加了土壤NO_(3)^(-)-N量,增加值介于5.91~22.70 mg/kg,到培养中后期8~36 d期间,添加PASP各处理均比P0处理的NO_(3)^(-)-N量增加14.6%~16.10%。W 1、W 2处理条件下,添加P ASP均增加了培养后期NH_(4)^(+)-N量,其中P 2、P 3处理差异达到显著。与C K相比,施氮处理可降低土壤pH值;猪场废水和添加P ASP对pH值无显著影响。猪场废水处理的土壤E C值显著高于清水处理,增幅在60.15%~69.76%之间。【结论】与等氮清水处理相比,猪场废水处理添加7.5%P ASP可降低培养前期无机氮量,增加后期无机氮量,有利于提高氮素利用率,降低氮损失量,尤其是稀释5倍猪场废水趋势更为显著。

关键词：聚天冬氨酸猪场废水室内培养无机氮 pH EC

地下水埋深和施氮量对冬小麦灌浆及水氮利用的影响

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排灌机械工程学报 2022年第12期40卷 1275-1283页

作者：白芳芳李平乔冬梅齐学斌郭魏马灿灿杜臻杰中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 中国农业科学院研究生院北京100081 农业农村部农产品质量安全水环境因子风险评估实验室河南新乡453002 中国农业科学院河南新乡农业水土环境野外科学观测试验站河南新乡453002

探讨地下水埋深和施氮量对华北地区冬小麦灌浆特性和水氮利用效率影响,以百农4199为试验材料,设置地下水埋深(GW2:2 m,GW3:3 m,GW4:4 m)和施氮量(N300:纯氮量300 kg/hm^(2),N240:纯氮量240 kg/hm^(2))2个因素,评估地下水埋深和施氮量对... 详细信息

探讨地下水埋深和施氮量对华北地区冬小麦灌浆特性和水氮利用效率影响,以百农4199为试验材料,设置地下水埋深(GW2:2 m,GW3:3 m,GW4:4 m)和施氮量(N300:纯氮量300 kg/hm^(2),N240:纯氮量240 kg/hm^(2))2个因素,评估地下水埋深和施氮量对冬小麦灌浆特性、产量形成及水氮利用效率等影响.结果表明:小麦千粒质量与快速增长期时间拐点、平均灌浆速率、灌浆持续时间显著正相关;路径分析表明,地下水埋深主要是通过影响小麦单株籽粒质量、穗数、穗粒数来影响产量的,地下水埋深对产量影响的直接标准化路径系数为0.334(P农业绿色可持续发展的施氮量为240 kg/hm^(2).

关键词：冬小麦地下水埋深施氮量灌浆特性千粒质量产量 WUE 氮肥利用效率

再生水灌溉水平对土壤盐分累积与细菌群落组成的影响

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农业工程学报 2020年第4期36卷 106-117页

作者：韩洋乔冬梅齐学斌李平郭魏崔丙健陆红飞赵宇龙白芳芳庞颖中国农业科学院农田灌溉研究所新乡453000 中国农业科学院新乡农业水土环境野外科学观测试验站新乡453000 中国农业科学院农产品质量安全重点开放实验室新乡453000

为探明再生水不同灌水水平下土壤盐分、氮素、磷素与细菌群落组成动态变化效应,采用室内土柱灌水试验,研究再生水、自来水不同灌水水平对土壤盐分、氮素、磷素及细菌群落组成结构的影响。结果表明:1)再生水灌溉相比自来水显著提高了0~60... 详细信息

为探明再生水不同灌水水平下土壤盐分、氮素、磷素与细菌群落组成动态变化效应,采用室内土柱灌水试验,研究再生水、自来水不同灌水水平对土壤盐分、氮素、磷素及细菌群落组成结构的影响。结果表明:1)再生水灌溉相比自来水显著提高了0~60 cm土层盐分含量、磷素及0~30 cm土层氮素含量也有所提高,降低了土壤细菌群落多样性和OTU数量;充分灌溉相比非充分灌溉提高了深层土壤盐分含量,降低了深层土壤细菌群落多样性和种类数。2)不同处理土壤细菌类群以放线菌门(24.5%~40.6%)和变形菌门(22.4%~30.3%)为主。非充分灌溉下,再生水灌溉相比自来水提高了土壤放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门及酸杆菌门比例,降低了变形菌门比例;充分灌溉下,再生水灌溉相比自来水大幅度提高了土壤放线菌门和硝化螺旋菌门比例,降低了土壤变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门及厚壁菌门比例。无论是在充分灌溉还是非充分灌溉下,再生水灌溉均对土壤放线菌门表现为促进作用,对变形菌门表现为抑制作用。再生水充分灌溉相比非充分灌溉对土壤放线菌门和变形菌门具有促进作用,对土壤绿弯菌门、酸杆菌门和厚壁菌门具有抑制作用;再生水灌水水平越高,越有利于土壤中优势菌群的生长。3)各处理土壤细菌代谢通路丰度占比最大的为膜转运、碳水化合物代谢及氨基酸代谢,再生水辅以较高灌水水平能够显著促进表层土壤微生物膜转运、碳水化合物代谢及氨基酸代谢过程。因此,再生水较高灌水水平可促进土壤物质能量循环,且对土壤细菌代谢繁殖过程也可起到积极的调节作用。研究可为再生水灌溉下的土壤生态环境效应研究提供依据。

关键词：灌水盐分细菌再生水群落组成代谢功能

再生水灌溉不同滴头布置方式下PPCPs在土壤和番茄中的累积

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农业工程学报 2021年第8期37卷 187-194页

作者：李松旌樊向阳崔二苹胡超崔丙健刘源李中阳景若瑶李胜曙中国农业科学院农田灌溉研究所新乡453002 中国农业科学院研究生院北京100081 中国农业科学院农业水资源高效安全利用重点开放实验室新乡453002 中国农业科学院新乡农业水土环境野外科学观测试验站新乡453002

随着药品和个人护理品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs)生产和使用量的增加,PPCPs及其代谢产物在再生水中的检出种类、检出量不断增多,再生水灌溉可影响PPCPs在土壤-作物(蔬菜)系统中的分布及累积,但其规律及驱动机... 详细信息

随着药品和个人护理品(Pharmaceuticals and Personal Care Products,PPCPs)生产和使用量的增加,PPCPs及其代谢产物在再生水中的检出种类、检出量不断增多,再生水灌溉可影响PPCPs在土壤-作物(蔬菜)系统中的分布及累积,但其规律及驱动机制尚不明确。为探明再生水滴灌条件下滴头布置方式对PPCPs在土壤-作物(蔬菜)系统累积的影响,该研究采用盆栽试验比较2种滴头布置方式(在番茄根部、在两番茄中间)对土壤剖面及番茄各器官中PPCPs累积量的影响,并进一步分析PPCPs在土壤-作物(蔬菜)系统累积的驱动机制。结果表明,再生水灌溉条件下不同滴头布置方式造成了PPCPs在土壤、作物(蔬菜)中累积规律的差异性,滴头布置在两番茄中间处理较其他处理而言增加了0~5cm土层吉非罗齐累积量(P环境指标导致了土壤中PPCPs分布规律的差异性,滴头布置在植株中间处理较其他处理增加了0~5 cm土层pH值,导致该土层下吉非罗齐的累积量高于其他处理(P农业安全利用提供理论依据。

关键词：土壤蔬菜药品个人护理品滴灌再生水行为特征

猪场废水灌溉对土壤氮素时空变化与氮平衡的影响

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农业机械学报 2017年第8期48卷 262-269页

作者：杜臻杰齐学斌李平黄仲冬高青胡艳玲中国农业科学院农田灌溉研究所新乡453003 中国农业科学院河南新乡农业水土环境野外科学观测试验站新乡453003 中国农业科学院农业水资源安全高效利用重点开放实验室新乡453003

利用地中渗透仪测坑开展了田间灌溉试验,研究了猪场废水和等氮投入清水处理土壤铵态氮、硝态氮含量在时间、剖面上的变化规律,根据氮平衡原理对不同处理氮输入和氮输出项进行对比分析,估算了不同处理的氮矿化量。结果表明:各处理土壤铵... 详细信息

利用地中渗透仪测坑开展了田间灌溉试验,研究了猪场废水和等氮投入清水处理土壤铵态氮、硝态氮含量在时间、剖面上的变化规律,根据氮平衡原理对不同处理氮输入和氮输出项进行对比分析,估算了不同处理的氮矿化量。结果表明:各处理土壤铵态氮和硝态氮含量在时间上的变化规律基本一致,表现为追肥期出现峰值,随后下降的趋势;土壤铵态氮含量随土层深度的增加而迅速下降,土壤硝态氮含量随土层深度的增加变化规律不明显,且易淋移至下层土壤并累积。PWH(猪场废水高氮)处理土壤铵态氮、硝态氮含量在追肥期出现峰值后下降的幅度较慢,而CKH(清水高氮)处理下降的幅度较快。猪场废水高氮处理PWH作物吸氮量及氮矿化量比等氮清水处理CKH分别高6.91%和21.29%,表明该处理有利于土壤有机氮的矿化,但同时硝态氮深层淋溶量也较大,比CKH高出11.82%。

关键词：猪场废水灌溉铵态氮硝态氮氮平衡氮矿化

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人民胜利渠灌区适宜井渠用水比研究

灌溉排水学报 2017年第2期36卷 58-63页

作者：张嘉星齐学斌 Magzum Nurolla 李平黄仲冬胡艳玲中国农业科学院农田灌溉研究所河南新乡453002 中国农业科学院河南新乡农业水土环境野外科学观测试验站河南新乡453002

为合理利用灌区地表水和地下水资源,改善灌区生态环境,以人民胜利渠灌区为例,在对灌区地下水开发利用现状及其水位动态进行分析的基础上,将地下水模拟模型与GIS技术进行结合,并设置8个情景方案,预报了灌区5 a后地下水位变化趋势,并提出... 详细信息

为合理利用灌区地表水和地下水资源,改善灌区生态环境,以人民胜利渠灌区为例,在对灌区地下水开发利用现状及其水位动态进行分析的基础上,将地下水模拟模型与GIS技术进行结合,并设置8个情景方案,预报了灌区5 a后地下水位变化趋势,并提出了灌区适宜的井渠用水比。结果表明,目前灌区地下水位呈不断下降趋势,削减灌区地下水开采量对地下水位的恢复有明显的作用。平水年削减10%的地下水开采量,人民胜利渠灌区井渠用水比例调整为1/0.78,上游调整为1/1.24,中游调整为1/0.85,下游调整为1/0.41,灌区机井数从原来的20 261眼削减到14 315眼,可以基本实现地下水的采补平衡。

关键词：地下水埋深井渠用水比机井布局模型 GIS