农业节水防污化控技术理论与实践

《农业节水防污化控技术理论与实践》主要介绍了典型化学调控制剂在农业节水和农业污染防治上的作用理论、技术模式和相关实践工作。《农业节水防污化控技术理论与实践》分为基础知识篇、技术原理篇、模拟模型篇和示范应用篇四大部分，共15章，阐述了典型化学调控制剂的功能特性及其在土壤改良、水分调控和作物生理调节等方面的作用原理，重点分析了多种化学调控制剂联合应用对土壤作物系统水分运移、养分利用和污染消减的影响效应及通用技术模式，构建并筛选了适用于化学调控制剂应用条件下的水分、养分和泥沙运移模型及作物生长模型，提出的技术模式在北京市平谷、密云、怀柔、大兴等区进行了示范应用。

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 化控技术在农业节水防污调控上的作用效应 2
1.1.1 表土结构改良 2
1.1.2 根区水肥保蓄及缓释 3
1.1.3 作物生理机能提升 3
1.2 化控技术在农业节水防污上的应用研究进展 4
1.2.1 土壤水肥保蓄 4
1.2.2 坡地水土保持 6
1.2.3 作物水肥利用 8
1.3 化控技术产业化现状及研究发展趋势 10
1.3.1 表土改良剂 10
1.3.2 土壤保水剂 14
1.3.3 植物抗蒸腾剂 17
1.4 农业节水防污化控技术未来研究重点 20
参考文献 21
基础知识篇
第2章 表土改良剂 27
2.1 表土改良剂的类型、特性及制备工艺 27
2.1.1 表土改良剂的类型 27
2.1.2 表土改良剂的特性 28
2.1.3 表土改良剂的制备工艺 28
2.2 表土改良剂的作用机制及性能评价 30
2.2.1 表土改良剂的作用机制 30
2.2.2 表土改良剂的性能评价 31
2.3 PAM 31
2.3.1 PAM理化性质及作用原理 32
2.3.2 PAM对土壤物理性状的影响 34
2.3.3 PAM对土壤养分淋溶的影响 39
2.3.4 PAM的毒性及安全性 41
2.4 土壤激活剂 41
2.4.1 土壤激活剂的类型及化学组成 41
2.4.2 BGA的节水调控机理 42
2.4.3 BGA的施用技术 43
参考文献 44
第3章 土壤保水剂 45
3.1 土壤保水剂的类型、特性及制备工艺 45
3.1.1 土壤保水剂的类型 45
3.1.2 土壤保水剂的特性 46
3.1.3 土壤保水剂的制备工艺 47
3.2 土壤保水剂的作用机制及性能评价 52
3.2.1 土壤保水剂的作用机制 52
3.2.2 土壤保水剂的性能评价 56
3.3 土壤保水剂对土壤物理性质的影响 58
3.4 土壤保水剂施用技术体系 61
3.4.1 施用方法 61
3.4.2 施用量 62
3.4.3 施用要领 63
参考文献 65
第4章 植物抗蒸腾剂 66
4.1 植物抗蒸腾剂的类型及制备工艺 66
4.1.1 植物抗蒸腾剂的类型 66
4.1.2 植物抗蒸腾剂的制备工艺 68
4.2 植物抗蒸腾剂的作用机制及性能评价 70
4.2.1 植物抗蒸腾剂的作用机制 70
4.2.2 植物抗蒸腾剂的性能评价 71
4.3 黄腐酸 71
4.3.1 黄腐酸的界定及结构 71
4.3.2 黄腐酸的来源及提取工艺 73
4.3.3 黄腐酸的抗旱生理机制及施用方式 75
4.4 脱落酸 77
4.4.1 脱落酸的界定及结构 77
4.4.2 脱落酸的制备与合成方法 78
4.4.3 脱落酸的作用机理 83
4.4.4 脱落酸对植物叶片光合作用的影响 88
参考文献 90
技术原理篇
第5章 表土改良剂改良表土及其对水肥流失的影响 95
5.1 试验材料与方法 95
5.1.1 土壤表土孔隙结构改良试验方法 95
5.1.2 水流冲刷水肥流失试验方法 97
5.1.3 坡面降雨水肥流失试验方法 99
5.2 PAM对表土孔隙结构改良的试验研究 101
5.2.1 PAM施用方式对土壤孔隙结构及水分入渗的影响 101
5.2.2 PAM施用量对土壤孔隙结构及水分入渗的影响 103
5.2.3 讨论 107
5.2.4 结论 108
5.3 PAM对坡地径流量和产沙量的影响试验研究 108
5.3.1 放水量和PAM 对土壤产流-入渗的影响 109
5.3.2 放水量和PAM 对产沙的影响 112
5.3.3 放水量和PAM 施用量对养分流失的影响 114
5.3.4 径流率、径流含沙率与养分浓度的关系 116
5.3.5 结论 118
5.4 PAM施用量和降雨强度对坡面水土养分迁移影响的试验研究 119
5.4.1 PAM和降雨强度对坡面径流的影响 119
5.4.2 PAM和降雨强度对坡面径流黏度和流速的影响 121
5.4.3 PAM和降雨强度对坡面产沙的影响 121
5.4.4 PAM和降雨强度对坡面养分流失的影响 123
5.4.5 径流系数、侵蚀率与养分浓度的关系 127
5.4.6 结论 129
5.5 PAM施用量和坡形对坡面水土养分迁移的影响 130
5.5.1 PAM和坡形对坡面径流的影响 130
5.5.2 PAM和坡形对坡面产沙的影响 132
5.5.3 PAM和坡形对坡面养分流失的影响 134
5.5.4 径流率、径流含沙率与养分浓度的关系 140
5.5.5 结论 142
参考文献 142
第6章 土壤保水剂控释水肥及其对水肥利用的影响 144
6.1 试验材料与方法 144
6.1.1 保水剂吸释水肥性能的测试方法 144
6.1.2 保水剂微观形态结构及其分形特征的研究方法 146
6.1.3 保水剂对土壤物理性质影响及时效性的研究方法 147
6.1.4 保水剂对土壤水分运动过程影响的研究方法 151
6.1.5 保水剂作用下土壤一维垂直入渗动态模拟的研究方法 153
6.1.6 保水剂与氮磷肥配施对玉米生长及养分吸收的研究方法 154
6.2 保水剂的吸释水肥特性 155
6.2.1 保水剂在不同植物营养离子溶液中的吸水特性 155
6.2.2 保水剂吸水能力测试及评价方法 162
6.2.3 保水剂释水特征研究 170
6.2.4 保水剂释肥特征研究 171
6.2.5 结论 176
6.3 保水剂微观形态结构及其分形特征 178
6.3.1 保水剂的吸水溶胀特征 178
6.3.2 保水剂干胶颗粒和水凝胶表面微形态结构特征 179
6.3.3 反复吸释水保水剂水凝胶内部结构微形态特征 182
6.3.4 阳离子对保水剂水凝胶内部结构的影响 183
6.3.5 讨论 185
6.3.6 结论 187
6.4 保水剂对土壤物理性质的影响及时效性 187
6.4.1 容重测定方法的比较分析 187
6.4.2 施入保水剂土壤饱和含水率的时效性分析 188
6.4.3 施入保水剂土壤饱和导水率的时效性分析 189
6.4.4 施入保水剂土壤扩散率的时效性分析 190
6.4.5 施入保水剂土壤容重的时效性分析 191
6.4.6 结论 192
6.5 保水剂对土壤水分运动过程的影响 193
6.5.1 保水剂对滴灌入渗土壤水分运移的影响 193
6.5.2 保水剂对面源入渗土壤水分运移的影响 199
6.6 保水剂与氮磷肥配施对玉米生长及养分吸收的影响 204
6.6.1 保水剂与不同氮磷肥配比对植株生长的影响 204
6.6.2 保水剂与不同氮磷肥配比对植株养分吸收的影响 205
6.6.3 保水剂与不同氮磷肥配比对土壤养分的影响 206
6.6.4 保水剂与不同氮磷肥配比对玉米耗水量、产量及水分利用效率的影响 208
6.6.5 讨论 209
6.6.6 结论 211
参考文献 211
第7章 植物抗蒸腾剂调控气孔开度及其对作物生理的影响 213
7.1 试验材料与方法 213
7.1.1 抗蒸腾剂型喷施浓度调控作物生长及水肥利用的试验方法 213
7.1.2 抗蒸腾剂型喷施方式调控作物生长及水肥利用的试验方法 214
7.2 抗蒸腾剂型喷施浓度调控作物生长及水肥利用 216
7.2.1 抗蒸腾剂对日耗水量的影响 216
7.2.2 抗蒸腾剂对叶片气孔微观形态结构的影响 217
7.2.3 抗蒸腾剂对叶片光合、蒸腾及水分利用效率的影响 218
7.2.4 局部喷施黄腐酸对叶片气孔行为的影响 219
7.2.5 讨论 220
7.2.6 结论 222
7.3 抗蒸腾剂型喷施方式调控作物生长及水肥利用 222
7.3.1 对玉米生理生长的影响 222
7.3.2 对玉米产量及水分利用效率的影响 226
7.3.3 对玉米土壤养分利用的影响 227
7.3.4 结论 228
参考文献 228
第8章 化控节水防污制剂协同调控技术的理论基础及通用技术模式 230
8.1 理论基础 230
8.1.1 农业水文循环系统多界面耦合理论 230
8.1.2 作物真实节水新理论 231
8.1.3 气孔*优化调节理论 232
8.1.4 作物节水增产调质理论 233
8.2 通用技术模式 233
8.3 化学协同调控对作物的影响效应 236
8.3.1 根系指标及根系吸水对调控的响应 237
8.3.2 作物光合生理性能对调控的响应 260
8.3.3 作物内源激素分泌对调控的响应 264
8.3.4 讨论 269
8.4 本章小结 273
参考文献 274
模拟模型篇
第9章 适用于化控制剂应用下的泥沙和养分随地表径流迁移模型 277
9.1 构建适用于化控制剂应用下的地表产流过程模型 277
9.1.1 击溅过程中表层土壤导水率模拟 277
9.1.2 入渗产流过程模拟 281
9.1.3 结论 286
9.2 构建适用于化控制剂应用下的泥沙和养分随地表径流迁移模型 286
9.2.1 产沙过程模拟 287
9.2.2 土壤养分向径流迁移模拟 295
9.2.3 结论 302
参考文献 302
第10章 适用于化控制剂应用下的土壤-作物系统水分运移模型 304
10.1 构建适用于化控制剂应用下的土壤孔隙改变模型 304
10.1.1 数学模型的建立 304
10.1.2 模型求解参数 306
10.1.3 模型检验 308
10.1.4 土壤膨胀量分析和讨论 309
10.1.5 讨论 313
10.2 构建适用于化控制剂应用下的裸土水分垂直入渗动态模型 314
10.2.1 一维土壤水运动解析解的讨论 314
10.2.2 模型的基本假定 316
10.2.3 施入SAP 后土壤扩散率和导水率的推求分析 316
10.2.4 模型的检验 317
10.2.5 施入SAP 前后土壤的入渗比较研究 319
10.2.6 讨论 319
10.3 构建适用于化控制剂应用下的非裸土水分垂直入渗动态模型 320
10.3.1 常规条件下的土壤水分运移模型 320
10.3.2 SAP 应用条件下的土壤水分运移模型 321
10.3.3 根系吸水项反求估算方法及稳定性分析 322
10.3.4 根系吸水模型的构建思路 333
10.3.5 适应性检验 337
10.3.6 模型在田间条件下的应用及验证 341
10.3.7 讨论 344
10.3.8 结论 345
参考文献 346
第11章 适用于化控制剂应用下的作物生长模型 347
11.1 筛选适用于化控制剂