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干旱地区水盐胁迫对水稻产量构成及稻谷品质的影响研究

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节水灌溉 2024年第1期 33-43页

作者：何进宇刘飞杨杨佳鹤崔烜玮宁夏大学土木与水利工程学院银川750021 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心银川750021 宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心银川750021

针对宁夏引黄灌区传统稻田蒸发量大,盐渍化耕地占地面积广、改良问题难,土地生产力下降等问题。采用水稻滴灌旱作方式,以富源4号(96D10)作为研究对象,通过设置不同土壤水分水平(W1:高100%、W2:中80%及W3:低60%田间持水率)及盐分水平(S1:... 详细信息

针对宁夏引黄灌区传统稻田蒸发量大,盐渍化耕地占地面积广、改良问题难,土地生产力下降等问题。采用水稻滴灌旱作方式,以富源4号(96D10)作为研究对象,通过设置不同土壤水分水平(W1:高100%、W2:中80%及W3:低60%田间持水率)及盐分水平(S1:轻1.2 g/kg、S2:中3.1 g/kg及S3:重5.3 g/kg),探究不同水盐胁迫对水稻产量构成及稻谷品质的影响规律。结果表明,水盐胁迫对水稻产量及品质具有较为显著的影响,其中产量构成因素中,千粒重W3S3较W1S1下降15.89%(2021年)和15.58%(2022年),饱籽率W3S3较W1S1显著下降3.45%(2021年)和4.05%(2022年),单位产量W3S3较W1S1显著下降56.48%(2021年)和63.09%(2022年);品质方面整精米率W3S3较W1S1显著下降12.65%(2021)和13.56%(2022),垩白米率W3S3较W1S1显著上升164.71%(2021)和122.73%(2022),直链淀粉含量W3S3较W1S1显著下降5.97%(2021)和8.99%(2022),蛋白质含量W3S3较W1S1显著上升53.51%(2021)和61.82%(2022)。综合考虑,在节水目标下,采用滴灌旱作方式种植水稻,保持80%田间持水率加轻、中度盐碱化(≤4.0 g/kg)的土壤环境,可以保持较为接近充分灌溉条件下的产量构成水平和较好的稻谷品质水平。该结论可为宁夏引黄灌区盐碱地可持续利用及水稻的节水灌溉适应性研究提供理论依据。

关键词：水盐胁迫水稻滴灌旱作产量构成稻谷品质

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银川市灰水足迹变化特征及其驱动因子分析

水利建设与管理 2024年第10期44卷 61-68,73页

作者：杜倩萍孙学平唐莲宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 宁夏回族自治区应急厅管理厅宁夏银川750021 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心宁夏银川750021 “旱区现代农业水资源高效利用”教育部创新团队宁夏银川750021

由于水资源短缺及其衍生的水环境问题一直是区域经济社会发展和农业生态安全关注的关键问题。基于灰色水足迹的概念,本文在对银川市灰水足迹量化计算基础上,分析了2009—2018年区域灰水足迹的变化,进一步借助改进的STIRPAT模型,分析得... 详细信息

由于水资源短缺及其衍生的水环境问题一直是区域经济社会发展和农业生态安全关注的关键问题。基于灰色水足迹的概念,本文在对银川市灰水足迹量化计算基础上,分析了2009—2018年区域灰水足迹的变化,进一步借助改进的STIRPAT模型,分析得到区域灰水足迹驱动因素的弹性系数,进一步直观反映驱动因子对灰水足迹的影响。研究表明:灰水足迹总体呈现波动变化的趋势,工业水足迹下降明显,农业水足迹较大;对灰水足迹影响较大的关键因素为:FDI、第一产业、第二产业、第三产业比重,其灰水足迹强度系数分别为:0.369、-0.751、-0.715、0.723、0.177。

关键词：灰水足迹农业工业生活驱动因素

基于博弈论组合赋权TOPSIS法的宁夏中部干旱带枸杞水肥综合评判

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排灌机械工程学报 2024年第10期42卷 1058-1065页

作者：杨震尹娟孙富斌马正虎杨莹攀韩雨禄宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程中心宁夏银川750021 宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心宁夏银川750021

为探寻宁夏中部干旱带枸杞最优水肥组合,设置灌水和施肥二因素三水平共9个处理,分析不同水肥交互对枸杞生长、产量、果实品质多个指标的影响.引入层次分析法(analytic hie-rarchy process,AHP)和熵权法对3类因素10个指标进行多层赋权,... 详细信息

为探寻宁夏中部干旱带枸杞最优水肥组合,设置灌水和施肥二因素三水平共9个处理,分析不同水肥交互对枸杞生长、产量、果实品质多个指标的影响.引入层次分析法(analytic hie-rarchy process,AHP)和熵权法对3类因素10个指标进行多层赋权,运用博弈论的组合赋权法获得各单一指标最终权重,基于TOPSIS法构建枸杞生长评价体系,并以高产、优质、高效为目标建立枸杞水肥交互响应数学模型.结果表明,高水对枸杞生长、产量和品质的影响具有统计学意义(P利用回归模型Y=-0.0904+0.3706 X_(1)+0.0002 X_(2)2-0.0104 X_(1)X_(2)(综合评分Y、灌水量X_(1)、施肥量X_(2))确定有利于实现枸杞的优质高效生产的最优水肥组合.

关键词：枸杞水肥交互博弈论组合赋权 TOPSIS 综合评价

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基于足迹家族的银川市产业可持续发展评价

环境工程技术学报 2024年

作者：黑正军刘子西马世龙唐莲宁夏大学土木与水利工程学院宁夏吴忠市水务局宁夏大学旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心

为积极响应黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设，探究银川市各产业资源开发力度及可持续发展状况，通过足迹家族计算方法量化2011—2020年银川市各产业足迹，并利用资源环境压力指数法及Tapio脱钩模型对银川市产业可持续发展状况... 详细信息

为积极响应黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设，探究银川市各产业资源开发力度及可持续发展状况，通过足迹家族计算方法量化2011—2020年银川市各产业足迹，并利用资源环境压力指数法及Tapio脱钩模型对银川市产业可持续发展状况进行评价，最后采用对数平均迪氏指数法（LMDI）对各产业驱动机制进行分析。结果表明：1)近10年银川市水足迹呈现“V”型变化趋势，2016年最低值达到1.03×106hm2，主要以农业为主，占70%以上，碳足迹与生态足迹呈现逐步上升趋势，工业碳足迹及生态足迹占主导地位，分别占到95%和85%左右；2)水资源压力指数整体呈现“V”型变化趋势，最大与最小值相差约3倍，碳排放压力指数呈现倒“L”型变化趋势，2019年压力指数达到最大值220，生态压力指数呈现“波浪”型上升趋势，2020年压力指数接近220，表明资源环境压力在逐步上升；3)农业可持续发展评价整体表现“良好”，工业整体“较差”，生活及生态产业呈现“良好至差”的态势。4)各产业环境承载力和足迹生产效益因素对产业发展具有促进作用，水资源消耗量、碳排放量和环境污染程度分别对农业、工业和生活及生态产业起主要抑制作用。研究表明，银川市农业足迹变化幅度不大且经济发展迅速，可持续发展趋势良好；工业资源环境压力大幅上升且经济上升缓慢，不利于可持续发展；生活及生态产业资源环境压力上升速率大于经济发展速率，可持续发展能力逐步下降。

关键词：足迹家族压力指数 Tapio脱钩模型影响因素

冻融干湿循环条件下粒径及盐分对土壤粗颗粒风化速率的影响

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灌溉排水学报 2024年第2期43卷 41-46页

作者：穆敏李王成王洁刘巧玲李阳阳宁夏大学土木与水利工程学院银川750021 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心银川750021 省部共建西北土地退化与生态恢复国家重点实验室银川750021

【目的】探究冻融干湿循环条件下,土壤粒径及盐分对土壤粗颗粒风化速率的影响。【方法】以土壤粗颗粒(灰绿板岩)为研究对象,设置粒径(10、20、30mm)、盐分浓度(3、6、10g/L及蒸馏水作对照)两因素,开展冻融干湿循环随机试验,分析不同循... 详细信息

【目的】探究冻融干湿循环条件下,土壤粒径及盐分对土壤粗颗粒风化速率的影响。【方法】以土壤粗颗粒(灰绿板岩)为研究对象,设置粒径(10、20、30mm)、盐分浓度(3、6、10g/L及蒸馏水作对照)两因素,开展冻融干湿循环随机试验,分析不同循环次数下土壤粗颗粒风化速率的变化规律。【结果】(1)在水盐溶液处理下土壤粗颗粒风化速率均比单纯水处理大,10g/L盐分处理下的土壤粗颗粒风化速率大于其他处理。在20~60次冻融干湿循环之间,10 mm土壤粗颗粒的风化速率随盐分浓度的增加而增大。(2)土壤粗颗粒风化速率随粒径的增大呈减小趋势,且10 mm的土壤粗颗粒风化速率大约是30 mm的2倍。(3)土壤粗颗粒风化速率随冻融干湿循环次数的增大而增大,A1B4(10 mm 10 g/L)组合下的土壤粗颗粒风化速率最大。【结论】在冻融干湿循环影响下,小粒径的土壤粗颗粒风化速率大于大粒径,且水盐作用对土壤粗颗粒风化速率的影响大于单纯水作用。

关键词：土壤粗颗粒冻融干湿循环风化速率风化成土

粉垄耕作对作物生境、产量及品质影响研究现状与展望

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江苏农业科学 2024年第7期52卷 10-16页

作者：崔烜玮何进宇杨佳鹤刘飞杨杨艳马巧梅宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心宁夏银川750021 宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心宁夏银川750021

土壤耕层变浅、土壤结构愈发密实、孔隙连通效果变差等因素是制约土地质量和作物产量品质的一大掣肘。粉垄耕作技术可以改善土壤环境,提升作物生长发育水平,实现作物增产提质。综述粉垄耕作对土壤理化性质、土壤养分、土壤盐分、微生物... 详细信息

土壤耕层变浅、土壤结构愈发密实、孔隙连通效果变差等因素是制约土地质量和作物产量品质的一大掣肘。粉垄耕作技术可以改善土壤环境,提升作物生长发育水平,实现作物增产提质。综述粉垄耕作对土壤理化性质、土壤养分、土壤盐分、微生物多样性和作物产量品质的影响,以及与其他农艺措施融合的研究进展。粉垄耕作能够有效降低耕作层土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤含水量和储水能力,增强水分入渗并减少地表径流,从而加强土壤抗旱能力;粉垄耕作可以扩大土壤储肥空间,综合养分含量得到提高,土壤养分相比旋耕更能有效被利用,且该耕作方式能加速淋洗盐效果,提供更适宜的土壤环境,促进土壤微生物的繁殖和活动。粉垄耕作对甘蔗、玉米、马铃薯等作物生育情况有着显著的提升,可以增强作物对水肥的吸收利用效率,使得作物往往表现出长势迅速、果实优质的特点。此外,粉垄耕作与地膜覆盖、间作和开沟排水等农艺措施融合,更利于解决干旱、低效、农田淹水等问题。目前粉垄耕作在多个地区已取得良好的试验结果,但成本大、能耗高,不适用于湿土、软土、沙土以及存在地下水污染风险等问题,仍亟待学者们进一步探究。

关键词：粉垄土壤物理性质土壤盐分土壤微生物多样性土壤养分

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单向冻结下渠基土的锅盖效应试验研究

人民黄河 2024年第3期46卷 109-113,120页

作者：唐少容柯德秀杨强高天源宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心宁夏银川750021 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心宁夏银川750021

寒旱区刚柔复合衬砌渠道铺设的复合土工膜阻碍土体冻结过程中的水分蒸发,出现复合土工膜下土体增水的现象,即“锅盖效应”。为探究土体的锅盖效应发生机制和规律,制备不同含水率的土柱试样进行单向冻结试验,分析复合土工膜对土柱温度场... 详细信息

寒旱区刚柔复合衬砌渠道铺设的复合土工膜阻碍土体冻结过程中的水分蒸发,出现复合土工膜下土体增水的现象,即“锅盖效应”。为探究土体的锅盖效应发生机制和规律,制备不同含水率的土柱试样进行单向冻结试验,分析复合土工膜对土柱温度场和水分场的影响。研究表明:有复合土工膜覆盖土柱的降温速率及土层间温差均小于未覆盖复合土工膜的土柱;冻结过程中,未覆盖复合土工膜的土柱底部水分通过土体孔隙通道不断向顶层迁移补充后蒸发,整个土柱含水率降低,且呈不均匀状分布;而有复合土工膜覆盖的土柱,在水分迁移和锅盖效应作用下,底部土体含水率降低,膜下顶层土体含水率显著增加,且膜下结冰,表明复合土工膜使土体在冻结过程中产生明显的锅盖效应。初始含水率不同的土柱受锅盖效应影响后产生的水分迁移量和形态存在差异,初始含水率较小的土柱顶层含水率的增加以气态水迁移为主,初始含水率较大的土柱含水率的增加则以液态水迁移为主。

关键词：刚柔复合衬砌渠道锅盖效应单向冻结温度场水气迁移

不同含盐量条件下硫酸盐渍土蠕变特性与微观孔隙变化

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宁夏工程技术 2024年第2期23卷 160-167页

作者：田思宇李晓张卫兵刘臻祥宁夏大学土木与水利工程学院宁夏银川750021 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心宁夏银川750021

为了探究不同含盐量条件下硫酸盐渍土的蠕变特性以及微观孔隙变化规律,采用自制一维蠕变仪对宁夏红寺堡地区的硫酸盐渍土进行蠕变试验,并对试验后的土样进行扫描电镜试验。结果表明:经历一维蠕变后,土体最终蠕变量随含盐量的增大而增大... 详细信息

为了探究不同含盐量条件下硫酸盐渍土的蠕变特性以及微观孔隙变化规律,采用自制一维蠕变仪对宁夏红寺堡地区的硫酸盐渍土进行蠕变试验,并对试验后的土样进行扫描电镜试验。结果表明:经历一维蠕变后,土体最终蠕变量随含盐量的增大而增大,随温度的降低而减小,蠕变速率随时间的增长而减小,且随含盐量的增大、温度的升高,土体经历衰减蠕变的时间越长,进入稳定蠕变的时间越晚;一维蠕变后,随含盐量的增加,大孔隙和中孔隙的数量减小,小孔隙和微孔隙的数量增加,孔隙形状以近椭圆形为主,复杂度增加,孔隙形状趋于复杂化,孔隙分形维数增大。

关键词：硫酸盐渍土一维蠕变扫描电镜试验微观结构

掺砂量对中度盐碱土壤水力特性及溶质运移过程的影响

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水土保持学报 2024年

作者：高素素陈继虹李王成牛宵宵贾振江吴洋洋马东祥吕航宁夏大学土木与水利工程学院旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心省部共建西北土地退化与生态恢复国家重点实验室宁夏回族自治区黄河水联网数字治水重点实验室

[目的]为探究不同掺砂量对中度盐碱土壤水力特性和溶质运移过程的影响。[方法]采用室内土柱试验,设置4种掺砂比例CK(掺砂0)、B1 (掺砂10%)、B2(掺砂15%)、B3(掺砂20%),研究中度盐碱土壤在不同掺砂量条件下的土壤水力特性和溶质运移过程... 详细信息

[目的]为探究不同掺砂量对中度盐碱土壤水力特性和溶质运移过程的影响。[方法]采用室内土柱试验,设置4种掺砂比例CK(掺砂0)、B1 (掺砂10%)、B2(掺砂15%)、B3(掺砂20%),研究中度盐碱土壤在不同掺砂量条件下的土壤水力特性和溶质运移过程变化规律并进行模型模拟。[结果](1)掺砂量在0～20%范围内,中度盐碱土掺砂明显影响土壤水分特征曲线变化,掺砂比例越大,曲线越靠近Y轴。在任一吸力条件下土壤含水率表现为CK>Bl>B2>B3。且掺砂比例越大,土壤小孔隙数量越多,微小孔隙减少,土壤持水性能减弱。土壤的饱和导水率随掺砂量的增加而增大。(2)随掺砂量的增加,溶质穿透曲线明显左移,初始穿透时间、完全穿透时间及穿透总历时均减少,B1、B2、B3处理总穿透历时分别比CK减少34.48%,47.22%,69.71%。(3)CED方程和两区模型均能较好地模拟掺砂条件下土壤中溶质运移状况,但相较于CDE方程,两区模型的拟合精度更高。对两区模型拟合参数进行分析发现,随掺砂量的增加,土壤孔隙流速、可动区含水比率和质量交换系数逐渐增大,而水动力弥散系数和弥散度呈现减小趋势。[结论]盐碱土掺砂能够有效改善土壤水力特性,促进溶质在土壤中运移,有助于缓解盐碱对作物生长的不利影响。研究结果可为盐碱土改良与治理工作提供参考,为未来的研究和实践提供理论支持和实践指导。

关键词：土壤水分特征曲线溶质运移穿透曲线 CDE方程两区模型