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基于量水發展的都市農業高效節水技術研發與示范
發布時間:2019-12-11 瀏覽次數:6878

項目來源:北京市科學技術委員會

執行年限:2015年1月——2017年12月

 

   (1)構建了北京市農業節水分區指標體系,利用ArcGIS疊加分析、層次分析法等關鍵技術,提出了北京市農業高效節水灌溉發展分區及區域用水總量控制閾值;構建了設施青椒等5種茄果類蔬菜的水肥灌溉制度綜合評價模型,提出了最優的灌水周期、灌水定額等關鍵灌水參數,修訂了農業灌溉用水定額;構建了適合北京市灌區特點的灌溉用水效率監測與評價系統,開發了全市和分區、分類別的農業用水效率監測與評價系統;開發了北京市農業用水管理信息平臺,實現了田塊或農戶用水總量控制和定額管理。

 

     

                      圖1  指標體系框架                        圖2  北京市農業高效節水灌溉發展分區

  

                   圖3  土壤剖面不同深度土壤含水率動態變化     圖4  MATLAB分析最優灌水施肥組合

  

                    圖5  農業用水效率監測評價系統總體框架      圖6  農業用水效率監測評價系統總體框架功能結構

      

                  圖7  北京市農業用水管理信息平臺功能結構       圖8  用水總量控制功能界面

   (2)采用芽期PEG高滲溶液法和田間干旱脅迫相結合的方法,篩選出3個小麥節水品種和2個玉米抗旱品種,提出了適宜糧田規;N植的高效節水灌溉方式,優化了小麥、玉米的高效節水灌溉制度,形成了北京市糧田高效節水技術模式;篩選出2種大量元素水溶性肥料(商品肥)和1種新型水溶性磷肥(自配肥),實現蔬菜畝均增產10.5%~12.6%;提出了京郊果園適宜的生態覆蓋保墑措施,建立了櫻桃樹生態覆蓋和水肥一體化節水集成技術模式。

 

  

               圖9  小麥萌發期干旱處理對相對發芽率的影響       圖10  玉米芽高PEG脅迫下各品種發芽率

  

              圖11  不同灌溉方式下 小麥日均耗水量變化          圖12  不同灌溉方式條件下小麥單方水產出

     

                 13 不同水肥處理對果實微量元素含量的影響     圖14 滴灌條件下櫻桃果園蒸散模型示意圖

   (3)集成研發了一套適合農作物對水、溫度、空氣、養分等需要來定制的精準灌溉系統,研發了自動灌溉施肥機;揭示了設施農業栽培特點的水肥一體化調控機制,提出了設施農業微灌水肥一體化系統優化配套模式與關鍵技術參數;揭示了不同灌溉模式下果園土壤水分時空變異規律及水氮遷移特征,為果園水肥一體化工程設計與管理提供重要技術參數。

 

  

                   圖15  精準灌溉系統                               圖16  不同土層深度地溫變化

  

                    圖17  自動灌溉施肥機             圖18  自動灌溉施肥機在洋河水肥一體化工程中的應用

圖19  果園不同處理土壤水分時空變化特征

   

圖20  不同微灌模式下土壤根層剖面銨態氮含量變化情況 

   (4)項目獲實用新型專利15項、登記軟件著作權5項,編制技術規程5項,發表論文23篇。項目建成高效節水示范區面積4220畝,通過示范區建設、標準規范、決策咨詢、培訓示范等多種形式在北京市及周邊地區對節水抗旱品種、高效灌溉方式、水肥一體化、覆蓋保墑、農業用水管理平臺、農業用水效率監測等技術進行了推廣,實現農業節水技術成果累計推廣面積120萬畝,累計實現節水0.9億m3,經濟、社會效益顯著。

                              

          圖21  示范區地理位置              圖22  農用機井智能化計量設施          23 示范區用水管理基礎數據庫

   

                 圖24  園區企業用水量查詢                     圖25  園區機井定額管理

                        

             圖26  糧田噴灌+水肥一體化         圖27  果樹防草布鋪設            圖28  設施蔬菜滴灌

  

                       圖29  園區灌溉施肥系統                   圖30  園區智能控制系統

            

 

 

 

 

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