基于改进的HYDRUS-2D模型暗管排水过程模拟

为了提高HYDRUS-2D模型在暗管排水中的模拟精度，提出了虚拟土层(VSL)和实际开孔面积(AHA)两种方法来代替HYDRUS-2D在暗管排水中的暗管原有渗透边界(PSB)。研究表明:VSL和AHA模型的模拟值与实测值具有较好的一致性;土壤含盐量平方根误差（RMSE）分别为0.757、0.966 g·kg^-1，决定系数(R²)分别为0.977和0.964；土壤含水率的RMSE分别为0.007、0.008 cm³·cm^-3,R²分别为0.885和0.794。此外，VSL在模拟排水方面(RMSE=9.48L，R²=0.93)和模拟排盐方面(RMSE=0.225 kg，R²=0.922)的模拟精度均高于AHA和PSB，可见，VSL更适用于暗管边界。进一步建立了VSL的环宽（RW）与其饱和导水率（K_s）之间的经验公式(R²=0.99，P<0.01)，当模拟区域和暗管布局变化时，该经验公式可用于确定VSL的模型参数,其模拟结果可用于指导相关地区的暗管布局。     

石羊河流域制种玉米咸淡水轮灌模式 的SWAP模型模拟

为了探究石羊河流域制种玉米的咸淡水轮灌模式，利用2014年田间试验观测资料对SWAP模型进行了参数率定和验证，模拟了不同咸淡水轮灌模式下的土壤水盐平衡，并筛选出了较优的咸淡水轮灌模式，预测了较长时期土壤盐分动态变化及制种玉米产量。结果表明：SWAP模型率定与验证过程中，土壤含水量的均方误差(RMSE)值在0.05 cm³·cm^-3以下，平均相对误差（MRE)值在15%以下；土壤含盐量的RMSE值在4.2 mg·cm^-3以下，MRE值在25%以下；制种玉米产量的RMSE值在380 kg·hm^-2以内，MRE值在10%以下，率定和验证后的SWAP模型可用于研究区咸水与淡水灌溉的模拟与预测。3.0 g·L^-1微咸水条件下采用2次淡水、1次咸水和1次淡水、2次咸水的轮灌方式以及6.0 g·L^-1咸水条件下采用2次淡水、1次咸水的轮灌方式为研究区制种玉米的较优轮灌模式，这3种较优咸淡水轮灌模式下的土壤盐分累积量较少，并且能够提高制种玉米的产量。3种较优轮灌模式模拟预测结果显示，在模拟期内土壤含盐量增幅不大，能够达到平稳，不会造成土壤盐渍化，制种玉米减产幅度较小，制种玉米产量能够保持平稳。     

基于无人机遥感的棉花主要生育时期地上生物量估算及验证

利用棉花主要生育时期的无人机近红外影像数据，提取4种不同的植被指数，通过与棉花地上生物量的实测值建立拟合关系，分析了不同植被指数在棉花各生育时期的估算效果并对其进行了验证。结果表明，随棉花生长，归一化植被指数（NDVI）、宽动态植被指数（WDRVI）、比值植被指数（RVI）和差值植被指数（DVI）均从苗期开始显著增加，其后则表现为基本稳定的“饱和”现象，但棉花实测生物量在不同生育期均有显著差异。植被指数与棉花实测生物量的拟合结果显示：NDVI和DVI的二元线性拟合模型对苗期生物量拟合效果最佳（R²=0.84，RMSE=0.13 kg·m^-2）；WDRVI和DVI的二元线性拟合模型对花蕾期生物量拟合效果最佳（R²=0.87，RMSE=0.52 kg·m^-2）；RVI的非线性拟合模型对花铃期生物量拟合效果最佳（R²=0.79，RMSE=0.95 kg·m^-2）；WDRVI和RVI的二元线性拟合模型对盛铃期生物量的拟合效果最佳（R²=0.86，RMSE=0.96 kg·m^-2）。     

基于Hydrus-2D的红壤区涌泉根灌自由入渗土壤水分运移数值模拟

针对Hydrus-2D软件在红壤区涌泉根灌土壤水分运移模拟的适用性问题，依据非饱和土壤水动力学理论，并结合红壤区涌泉根灌土壤水分运动特征建立了涌泉根灌土壤水分的入渗模型，利用Hydrus-2D软件对模型进行求解，并对湿润锋运移距离以及土壤含水率的模拟值和实测值进行了对比验证。结果表明：在灌水结束时，Hydrus-2D软件对竖直向下方向湿润锋的模拟值和实测值之间相对误差为5.21%，水平方向湿润锋的模拟值和实测值之间相对误差为-7.28%，且湿润锋模拟值和实测值的相关系数(R²)均大于0.980，RMSE均在1.300 cm以内，F检验P值也均大于0.05；在灌水结束时，距离灌水器不同距离处土壤含水率剖面分布的模拟值和实测值基本一致，均表现为随着土层深度的增加而先增大后减小，在距离灌水器不同位置处，Hydrus-2D软件对剖面土壤含水率的模拟值和实测值之间的相对误差均在±10%以内，且土壤含水率的模拟值和实测值相关系数（R²）均大于0.990，RMSE在0.030 cm³·cm^-3以内，F检验P值也均大于0.05。说明模拟值和实测值具有较好的一致性，模拟结果可为红壤区涌泉根灌系统的合理设计及运行提供依据。     

不同矿化度(微)咸水膜下滴灌棉田土壤水盐分布及棉花生长特性研究

（微）咸水资源运用于农业灌溉为缓解干旱半干旱地区淡水资源紧缺问题提供了关键途径,适宜矿化度水质灌溉棉田可有效增加作物产量且在短期内不会加重土壤盐渍化。为探明不同矿化度水质膜下滴灌对棉田土壤水盐运移及棉花生长的影响,于2018—2020年开展测坑试验,设置1、2、3、4、5、6 g·L^-1等6个不同矿化度灌溉水源情景,分析土壤水盐、八大离子、水化学类型变化及棉花生长特性。结果表明：（1）（微）咸水灌溉下土壤含水率在花铃期达到峰值,矿化度5、6 g·L^-1处理下土壤含水率明显高于其他处理,窄行处灌后12 h各处理土壤含水率在60 cm土层处达到峰值,各处理土壤平均含水率峰值为20.61%;土壤盐分随着棉花生育期的推进及灌溉水矿化度的增加而增大,并逐年增加。（2）离子含量随着灌溉水矿化度增加而增加;（微）咸水灌溉下各处理盐分被滴灌水淋洗至60~100 cm土层,土壤溶液水化学类型主要为 Cl·SO₄-Na·Ca型。(3）灌溉水矿化度>4 g·L^-1时,棉花株高、茎粗、叶面积和叶绿素含量受到不同程度的抑制;4 g·L^-1处理下产量高出淡水处理0.02%,矿化度≤4 g·L^-1的水源灌溉下土壤积盐较少,是适宜的灌溉水源。     

基于去包络线和连续投影算法的枣园土壤电导率光谱检测研究

选取新疆阿拉尔市典型极端干旱区为研究对象，利用土壤高光谱特征对土壤电导率进行反演。为了准确快速检测土壤电导率，通过获取南疆阿拉尔市红枣种植区土壤电导率和高光谱信息，在去包络线处理基础上，分别采用相关性分析法和连续投影算法（SPA）筛选特征波长，并建立特征波长与土壤电导率的偏最小二乘回归模型，使用均方根误差(RMSE)、决定系数（R²）以及相对分析误差（RPD）对不同处理方法的模型效果进行评价。结果表明，基于原始光谱直接使用相关性分析法的预测精度RMSE=0.85566，R²=0.7479，RPD=2.7569；通过去包络线处理使用相关性分析筛选特征波长后，模型的预测精度RMSE=0.44490，R²=0.9500，RPD=6.4510；基于原始光谱使用SPA选择特征波长后，模型的预测精度RMSE=0.31178，R²=0.9707，RPD=8.4445；通过去包络线处理使用SPA选择特征波长后，模型的预测精度RMSE=0.30173，R²=0.9764，RPD=9.3215。综上,说明SPA方法具有较强的特征波长选择能力，基于去包络线处理+SPA的偏最小二乘回归反演模型的预测精度最好，可实现新疆阿拉尔地区土壤电导率的快速检测。     

基于HYDRUS模型的暗管排水水盐运移模拟

为了探索暗管排水条件下膜下滴灌农田的水盐运移规律，本文设计了埋深1 m，间距4 m的暗管排水模型试验，研究分析灌水淋洗过程中土壤水分和盐分的动态变化规律，并利用HYDRUS模型对暗管排水条件下的水盐运移规律进行数值模拟分析与验证。结果表明：经过3次灌水淋洗后，表层0~20 cm土层内盐分含量下降至2 g·kg^-1，达到了非盐化土水平，20~60 cm土体内上层土壤脱盐效果高于下层，总盐分含量下降至8 g·kg^-1以下；经过实测值与模拟值的验证，土壤盐分和水分的均方根误差RMSE最大分别为0.632和1.324，决定系数R²最小分别为0.992和0.906，说明模拟结果与实测结果吻合度较好，HYDRUS模型能够较好地模拟暗管排水过程中水盐运移规律。通过模型模拟6次灌水（共90 d）后暗管排水条件下不同土层深度的水盐动态变化特征，模拟结果表明，0~40 cm土层内盐分含量下降至2 g·kg^-1，40~80 cm土层内盐分含量下降至4 g·kg^-1左右，基本达到轻度盐化水平；距离暗管不同间距处的土壤剖面盐分含量呈波动变化，距离暗管越远，土壤剖面含盐量越大，盐分含量在0~8 g·kg^-1范围内变化。     

滴灌施肥条件下土壤水氮运移数值模拟

为了研究滴灌施肥条件下土壤水、氮的运移分布规律，本文通过室内土柱滴灌水氮入渗试验，研究了滴灌结束时及再分布过程中土壤水、氮的运移变化规律；同时用HYDRUS软件建立了土柱滴灌水氮入渗的几何模型，用来模拟滴灌土壤水氮运移过程。对试验及模拟中12个观测点测得的土壤含水率、土壤铵态氮、硝态氮质量浓度进行对比分析，结果表明：土壤含水率模拟值与实测值的相对误差变化在10%以内；土壤铵态氮、硝态氮质量浓度的模拟值与实测值变化范围在20%以内。滴灌结束时土体剖面内土壤含水率随距滴头距离的增大而减小，再分布72 h土层25~30 cm土壤含水率增大到0.2 cm³·cm^-3，120 h后土体剖面内土壤含水率较滴灌结束时下降了18%。土壤铵态氮质量浓度主要分布于距滴头20 cm的范围；24 h土壤铵态氮质量浓度最大，且随着时间的推移逐渐减小，到120 h时减少了40%；各观测点24 h至120 h土壤硝态氮质量浓度随着时间的推移逐渐增大，且硝态氮质量浓度在滴头20 cm的范围内由0.442 mg·cm^-3增加到1.2 mg·cm^-3。各观测点24 h土壤硝态氮质量浓度在空间分布上差异不大，其中观测点1，3，6，8，5的土壤硝态氮质量浓度分别为0.437，0.467，0.451，0.482 mg·cm^-3和0.447 mg·cm^-3，差值均小于0.05 mg·cm^-3；48 h后土体剖面内土壤硝态氮质量浓度空间分布随离滴头距离的增加而减小，垂直方向上从距滴头5 cm的观测点1到距滴头25 cm的观测点8减少了53%。依据研究结果，可用数值模型模拟滴灌施肥条件下土壤水氮运移的变化规律。     

咸淡混合水喷灌对土壤水盐运移及小麦、玉米产量的影响

探究不同矿化度咸淡水混合喷灌对冬小麦、夏玉米生长及产量的影响,并通过监测土壤水盐分布状况来选择适宜矿化度的咸淡水灌溉方式。在河北低平原地区开展大田灌溉试验,研究了淡水畦灌、淡水喷灌、2 g·L^-1和3 g·L^-1咸水与淡水混合喷灌对小麦、玉米生长及土壤水盐运移的影响。结果表明：与淡水喷灌相比,连续两年灌溉后,小麦收获时2 g·L^-1和3 g·L^-1矿化度咸淡混合水喷灌处理的根层（0~40 cm）土体含盐量平均分别增加了17.8%和42.7%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了32.9%和74.3%,玉米收获时根层土体含盐量平均分别增加了40.3%和86.9%,0~100 cm土体含盐量平均分别增加了39.0%和88.9%,且3 g·L^-1矿化度咸淡混合水喷灌处理的盐分累积已超出小麦和玉米生长的盐分阈值。2 g·L^-1矿化度处理的冬小麦产量较淡水喷灌处理降低了9.8%~11.4%（差异不显著）,但3 g·L^-1矿化度处理比淡水喷灌处理的产量显著降低了25.0%~25.9%（P<0.05）;2 g·L^-1矿化度处理的夏玉米单株穗粒质量和产量较淡水喷灌处理分别降低了5.1%~10.4%和6.6%~10.5%（差异不显著）,3 g·L^-1矿化度比淡水喷灌处理的百粒重、单株穗粒质量和产量分别降低了18.6%~22.4%、18.2%~25.9%和14.7%~15.3%（P<0.05）,3 g·L^-1矿化度对冬小麦和夏玉米的产量构成因素影响显著。因此,咸淡混合水矿化度不大于2 g·L^-1的喷灌模式用于该地区冬小麦-夏玉米田间灌溉是可行的。     

燥红土微咸水滴灌下水盐运移规律的试验研究

为了探讨燥红土地区微咸水滴灌的水盐运移规律，对该地区容重为1.2 g·cm^-3的红壤土，进行了不同灌水矿化度（2.88 g·L^-1，4.86 g·L^-1，8.33 g·L^-1）的单、双点源入渗试验及不同滴头流量（2.68 L·h^-1，3.74 L·h^-1，4.68 L·h^-1）的单点源入渗试验，采用室内三维土箱入渗，分析滴头流量及矿化度对该地区红壤土水盐运移规律的影响。结果表明：单点源入渗试验中，矿化度一定（2.88 g·L^-1）的条件下，灌溉时间在150 s后， 3.74 L·h^-1滴头流量下湿润锋运移速率快且稳定，平均推进速率达1.65 cm·s^-1，最终推进深度达22 cm，可以达到灌溉要求，优于4.68 L·h^-1滴头流量的综合性能且节省灌溉水；在滴头流量一定（3.74 L·h^-1）的条件下，湿润锋推进深度随矿化度的增加而增加，其速率排序为：2.88 g·L^-1<4.86 g·L^-1<8.33 g·L^-1，其推进深度分别为21.5、22.4、22.78 cm。双点源试验中，矿化度为8.33 g·L^-1和4.86 g·L^-1的滴头正下方及交汇部分含水率均达到0.4 g·g^-1左右；但8.33 g·L^-1矿化度下含盐量可达0.4%，不适合作物生长，而矿化度为4.86 g·L^-1的微咸水灌溉时，在交汇部分会形成一个含盐量0.1%左右的适合作物生长的低盐区域。在滴头流量为3.74 L·h^-1时,将单、双点源入渗试验的同一入渗深度处进行对比分析发现，随着矿化度增大，地表湿润比由87%增加到90.8%；8.33 g·L^-1矿化度下交汇时间比2.88 g·L^-1矿化度下提前16 min；矿化度为8.33 g·L^-1时在0～15 cm土层，交汇区含盐量相对于相同湿润位置处单点源的含盐量增加了37%，而矿化度不大于4.86 g·L^-1时，含盐量增加比率几乎为负值，可知矿化度为4.86 g·L^-1的土壤积盐不显著且含水率高。在灌溉水资源匮乏的云南燥红土地区推广应用微咸水滴灌时，可参考滴头流量3.74 L·h^-1，微咸水矿化度≤4.86 g·L^-1用于作物栽培实践。     

不同水肥条件下春小麦耗水量和水分利用率

通过温室盆栽试验,研究了不同土壤水分和施氮量条件下春小麦的耗水量和水分利用率等相关参数的变化情况。结果表明:春小麦耗水量、生物产量及经济产量均因土壤水分和施氮量的不同而变化。水分充足,春小麦耗水量、生物产量及经济产量均随施氮量的增加而显著增加;中度水分胁迫下,低氮处理的耗水量、生物产量及经济产量均最高,最适氮处理与CK处理接近;干旱条件,低氮与CK处理耗水量和产量接近,而最适氮处理则极显著降低。各生育时期的耗水量和日耗水量在不同生育时期存在差异,其中以灌浆期春小麦日均耗水量为最高。在不同土壤水分条件下,春小麦地上部分干重和籽粒的水分利用效率随施氮量的增加而增加,尤以水分充足条件下水分利用率随施氮量的增加最为显著。     

水热耦合下的水汽蒸发动力学

应用培养箱试验方法,研究了4种温度5种湿度下黄绵土的水汽蒸发状况。结果表明:温度和湿度升高,水汽蒸发量均随之增高。在水汽蒸发时,温度与湿度存在正的交互效应。水汽蒸发量(W)与土壤初始含水量(θ)、温度(T)、时间(t)的关系为:W=11.028-0.491θ-0.078T 0.042θT (-0.668 0.204θ-0.797T 0.023θT)lnt     

两种除草剂对水葫芦和大薸的防除效果

采用枯叶指数、枯柄指数、新根抑制、鲜重防效等指标,评价480g/L灭草松水剂和10%硝磺草酮可分散油悬浮剂对水葫芦及大薸的防除效果。盆栽毒力测定结果表明,10%硝磺草酮可分散油悬浮剂对水葫芦和大薸新根有很好的抑制作用,药后10d,LC50分别为14.22和7.21mg/L;480g/L灭草松水剂对水葫芦和大薸鲜重的毒力较强,药后10d,LC50分别为548.22和3.49mg/L;药后20d,LC50分别为53.28和3.31mg/L;而2种除草剂对水葫芦叶片、叶柄和大薸的叶片毒力均较低,其中480g/L灭草松水剂对水葫芦叶片和叶柄毒力优于10%硝磺草酮可分散油悬浮剂,药后30dLC50分别为94.40和93.43mg/L;对大薸叶片毒力较强的是10%硝磺草酮可分散油悬浮剂,药后20dLC50为165.07 mg/L,在实际应用中,为提高防治效果,可适当提高剂量或进行混配处理。     

Photochemistry of vinclozolin in water and methanol–water solution

The photolysis of the fungicide vinclozolin in aqueous and methanol–water (50 + 50 by volume) solution has been examined. Irradiation at λ = 254 nm for 10 minutes resulted in <90% and ≤95% substrate transformation respectively. The dissipation of vinclozolin both in water and methanol + water was linear and the calculated half-lives were 1.01 and 2.0 min respectively. Irradiation (8 h) with UV light (λ ≥ 290 nm) resulted in 10% degradation of the chemical, which is of the same magnitude as that of the control (not irradiated). Irradiation (8 h) under artificial sunlight (Suntest) in the presence of commercially available humic acid (K-salt) resulted in 55% degradation of the chemical. Photolysis leads to the opening of the 2,4-oxazolidine-dione ring, forming 3,5-dichlorophenyl isocyanate and 3,5-dichloroaniline. In addition, dechlorination and elimination of the  CHCH₂ moiety takes place, and one or both the chlorine atoms are replaced by a methoxy group. © 1999 Society of Chemical Industry     

不同水分处理下冬小麦冠层温度、叶片水势和水分利用效率的变化及相关关系

小区栽培冬小麦,设计5种程度的干旱胁迫,利用防雨棚分别控制土壤重量含水量为田间持水量的45%、55%、65%、70%、80%,观测不同水分处理下冬小麦冠层温度、叶片水势和水分利用效率的变化及相关关系。结果显示,随着含水量的增加,各处理的平均和最高冠层温度整体呈下降趋势,叶水势和蒸腾速率呈上升趋势,在小麦抽穗期干旱胁迫最严重处理表现出最大水分利用效率,开花期的水分利用效率较抽穗期整体下降了50.70%;相关分析表明,抽穗期小麦的冠层温度与空气饱和差极显著正相关(P<0.01),开花期的冠层温度和叶水势呈显著负相关(P<0.05),冠层温度和空气饱和差存在着极显著正相关,空气饱和差和蒸腾速率极显著负相关,冠层温度和水分利用效率有着显著的正相关性。综上所述,冠层温度在小麦抽穗和开花期完全可以作为作物水分状况的有效监测指标之一。     

窑窖集水节灌地膜栽培辣椒研究初探

在北方干旱区,集水节灌栽培地膜辣椒具有明显的经济效益,并能显著提高水分利用率,试验结果表明,在辣椒根系生长范围内,分别以田间最大持水量的４０％、６０％和８０％做为整个生长期的补充水量,产量和产值并未随补充水量的增加而同幅度提高,要使产量大幅度提高,补充水量必须在根系生长范围内田间最大持水量的６０％以上。     

水分胁迫和斜发沸石应用对花生产量及水分利用的影响

为探究水分胁迫和斜发沸石应用对花生产量及水分利用的影响,利用滑动遮雨棚开展了花生的盆栽试验。结果表明:水分胁迫极显著降低花生地上部干重,相比W3(轻度胁迫),W1(重度胁迫)和W2(中度胁迫)处理花生地上部干重分别降低24.00%和10.60%;随着斜发沸石的施入,花生地上部干重提高了7.74%,中度水分胁迫、施加斜发沸石处理花生地上部干重最大,中度水分胁迫下,花生产量为38.05±4.82 g,较轻度水分胁迫产量降低了7.69%,为最小降幅,且施加斜发沸石后花生产量为42.37±1.04 g,增产幅度为最大值(25.65%);中度水分胁迫(W2)花生水分利用效率最大(1.50±0.21 g·L~(-1)),且施加斜发沸石后花生水分利用效率达到1.68±0.09 g·L~(-1),成为在数值上推荐获得水分利用效率最优的处理。采用中度水分胁迫和施用斜发沸石能够实现花生节水高产的生产目标。     

不同钠钾比微咸水对土壤入渗性能和水盐分布的影响

为探究不同钠钾离子组成微咸水对土壤入渗性能和水盐运移的影响,开展室内一维土柱入渗试验,依据不同钠钾比设置3种微咸水处理(S1、S2、S3:1∶0、1∶1、0∶1),以去离子水作为对照组(CK)。比较不同处理下土壤湿润锋运移速率的差异,而后通过Philip、Green-Ampt和Kostiakov模型对入渗过程进行拟合,并分析淋洗液电导率、浊度变化和土壤剖面的水盐分布特征。结果表明：(1)与CK处理相比,微咸水处理降低了相同时间内湿润锋的运移距离,在入渗时间达到600 min时,S1、S2、S3处理湿润锋运移距离分别降低41.31%、28.75%、19.94%。在0～60 min内S2和S3处理湿润锋运移距离无显著差异,但在60 min后,S2处理湿润锋运移速率显著低于S3处理;Kostiakov模型拟合效果优于Philip和Green-Ampt模型。(2)S1、S2、S3处理土壤积盐率分别为76.11%、74.16%、73.25%;在淋洗开始的1 000 min内,不同处理淋洗液浊度表现为S1>S2>S3>CK。(3)与CK处理相比,微咸水处理并未改变土体内的总含水量...     

不同水肥条件下棉花苗期的生长、养分吸收与水分利用状况

采用盆栽试验和统计分析方法对施肥与不施肥两种情况下干旱胁迫对棉花苗期的生长及养分吸收进行了研究和探讨，结果表明：水分与养分及其耦合效应对棉花早期的生长都具有显著的影响，干旱胁迫或养分不足都显著降低棉花生物学产量，阻碍植株对氮，磷、钾养分的吸收与积累，充足的水分是肥料效应充分体现的基础，而充足的养分又是提高水分利用率的必要条件，同时，棉花早期生长水分效应＞肥料效应，即对水分需求更为敏感。     

水肥配合对马铃薯水分利用效率的影响

以水肥耦合为中心,以早熟马铃薯为供试材料,采用五因素五水平正交旋转组合回归设计方法,通过旱棚控制条件下的盆栽试验,研究探讨了不同水肥条件下,马铃对水分的利用状况。