基于RZWQM模型的冬小麦—夏玉米水氮管理评价

利用2010和2011年在中国科学院通州农田水循环与现代节水灌溉试验基地获取的冬小麦-夏玉米轮作条件下不同水肥管理时的试验数据,对RZWQM(Root zone water quality model)模型中的土壤水分、氮素和作物模块进行率定和验证,模型验证结果表明各土层土壤含水率的均方根误差(RMSE)和相对误差(MRE)分别在0.015~0.026 cm3/cm3和-6.66%~5.83%之间变化,土壤贮水量模拟值与实测值一致;冬小麦和夏玉米产量、吸氮量的模拟值与实测值的相对误差(RE)小于25%。该结果表明率定和验证后的RZWQM模型能够用来模拟华北地区冬小麦-夏玉米轮作条件下土壤水、氮及作物动态变化。利用率定和验证后的模型分析对比了常规施氮条件下,不同喷灌灌水频率和传统灌溉方式对作物产量和氮素渗漏的影响。结果表明在灌溉总水量相同的条件下,当20 cm蒸发皿累积蒸发量为30~70 mm时开始灌溉,其作物产量高且氮素渗漏量和损失量小。综合考虑作物产量和环境效应,推荐较优的喷灌灌溉频率为累积蒸发量为30~70 mm时开始灌溉。     

基于SWAP模型的桓台县主要农作物灌溉制度优化

为实现节水增产,以山东省桓台县冬小麦和夏玉米为例,运用SWAP模型模拟了不同灌溉方案组合下的土壤含水率以及作物产量,优化了灌溉制度.研究结果表明:SWAP模型能够较好地模拟桓台县冬小麦和夏玉米的生长过程,模拟效果理想;通过利用率定好的SWAP模型模拟3种ETc条件下不同降雨年型的作物相对产量和水分利用效率,结果发现,小麦灌3水和玉米灌2水的模式能够提高作物产量,并且能明显提升水分利用效率;根据模拟结果获得最优灌溉制度为:80％ETc下,不同生育期冬小麦平、枯水年的灌水额应为,拔节(87.3、92.9 mm)、抽穗(124.7、132.7 mm)和灌浆(62.4、66.4 mm);不同生育期夏玉米的灌水定额为,拔节(19.8、40.2 mm)和抽雄(29.8、60.6 mm).优化后的方案可保证研究区冬小麦和夏玉米的产量,并且能提高作物灌溉水利用效率.     

灌溉处理对冬小麦-夏玉米不同品种土壤水分和WUE的影响

在冬小麦-夏玉米轮作下,于2008—2010年采用不同小麦和玉米品种,研究不同灌溉处理下土壤水分动态及对冬小麦和夏玉米水分利用效率(WUE)的影响。2a试验结果均表明,灌水在不同土层的入渗是一个缓慢的过程,大致以1a为周期,冬小麦生长期间,0~60 cm土层土壤水分变异较大,60 cm以下土层土壤水分夏玉米无法利用是导致灌水利用效率低的原因。通过分析冬小麦和夏玉米的WUE表明,抗旱节水品种的WUE随着灌溉次数的增加而减小,而非抗旱节水品种的WUE则相反;抗旱节水品种的产量在适度水分胁迫下变化不大,而耗水量有所减少,非抗旱节水品种在适度水分胁迫时,产量减少幅度较大,致使WUE有减小趋势。因此,在冬小麦-夏玉米轮作的华北地区,选用抗旱节水品种,适度减少灌水次数,可以减少无效灌水的入渗,在不影响产量的情况下,提高WUE。     

华北冬小麦-夏玉米农田水分动态模拟研究

冬小麦-夏玉米连作是华北地区主要的粮食作物种植模式。根据华北季节性冻土区的特点,将全年划分为作物生长期与越冬期,分别建立了作物生长条件下农田水分运移模型、冻融条件下土壤水热运移模型。前一模型主要包括参照腾发量计算、腾发量分配、作物根系吸水、土壤表面蒸发、土壤水分特征参数和土壤水分运动等子模型;后一模型主要包括冻土水热耦舍迁移、地气水热交换等子模型。应用以上模型对冬小麦-夏玉米连作条件下的土壤水分过程进行模拟,根据北京永乐店试验资料对模型进行检验。模拟了不同降水水平年、不同灌溉处理下的农田灌溉制度及土壤水分过程,分析了降水、灌溉对农田蒸散、土壤水利用、深层渗漏等的影响。     

基于增强回归树的麦-玉轮作农田蒸散影响因素分析

为探讨华北典型轮作农田蒸散(ET)变化规律,以山东禹城试验站冬小麦-夏玉米(麦-玉)轮作田为研究对象,基于涡度相关技术实测的8年观测数据与增强回归树方法,分析了农田ET逐日变化特征及其对环境因子的响应。结果表明：研究时段内逐日ET变化范围在0～9.6 mm/d之间,且不同阶段(小麦季、玉米季和农闲期)ET总量存在较大差异。一般而言,每年小麦季ET的峰值和总量均明显高于玉米季,而农闲期ET占全年ET总量的比例不足4%。净辐射是影响麦-玉轮作田不同阶段ET变化的首要因素,对各阶段ET的贡献率由高到低依次为小麦季(81.4%)、玉米季(52.7%)、农闲期(36.8%)。除净辐射外,其他环境因子对ET的影响则具有阶段性差异。饱和水汽压差对小麦季和玉米季ET存在一定的影响,而土壤含水率和风速对农闲期ET的贡献率相对较高。研究可为变化环境下农业水资源高效利用以及作物模型优化等提供科学依据。     

不同混灌模式对镉在冬小麦-夏玉米轮作系统中分配的影响

为了探讨不同混灌模式对华北粮食主产区污灌农田重金属镉阻断效应,以典型污灌区多年来水质状况为背景,通过田间小区试验,研究了不同混灌模式下重金属镉在土壤-冬小麦、夏玉米轮作系统中的分配。结果表明,与微污染水灌溉相比,适宜的清污混灌处理显著降低了冬小麦籽粒中镉累积量,提高了冬小麦籽粒均匀度及产量,同时,适宜的清污混灌处理显著降低了夏玉米籽粒中镉累积量及穗轴质量,提高了夏玉米籽粒均匀度;确保粮食安全前提下,轻度污灌农田土壤10~20cm土层有效含镉量可作为夏玉米籽粒中含镉量的评价指标,估算有效镉临界值为0.36mg/kg。     

北运河流域非点源氮磷污染模拟分析及灌溉模式优化

为了减轻北运河流域农田灌溉引起的非点源污染,探索良性农田管理模式,选取北运河流域武清区为研究对象,采用改进的SWAT模型模拟不同灌溉方案下武清区地表径流非点源氮磷污染。结果表明：同一灌溉定额下,随着污灌次数的增加,流域水体内氮磷负荷总量呈先降后升的趋势;在所制定的灌溉情景中,冬小麦越冬、拔节期和夏玉米抽雄期进行污灌,其...     

泾惠渠灌区冬小麦夏玉米灌溉制度优化研究

为了提高农业生产用水效率,降低农业灌溉水资源的浪费,2013-2016年,在陕西省泾惠渠灌区进行了连续3年的冬小麦夏玉米连作非充分灌溉制度试验,研究其灌溉制度优化。试验设置8个非充分灌水处理,每个处理重复2次。通过分析3年冬小麦夏玉米生育期的降雨量、灌水量,及其在产量、水分利用效率、益损比方面的影响,进而确定不同降雨频率年型下的冬小麦、夏玉米合理灌溉制度。试验结果表明:冬小麦、夏玉米生长发育阶段不同灌水期和灌水量对其产量影响显著。产量和水分利用效率两者相协调的最优灌溉制度是T4(冬灌+返青灌)与H4(压茬灌+抽雄灌),全年四次灌水,灌溉定额为4800 m~3/hm~2。     

DNDC模型在华北平原冬小麦区的率定和验证

为了研究DNDC模型在华北平原典型作物-冬小麦的适用性,利用DNDC模型对冬小麦不同灌溉制度下小麦生长进行模拟和验证,并对模型精度进行评价。基于2015和2016年冬小麦生育期实测数据,建立了不同灌溉制度下冬小麦DNDC模型,分析了不同作物参数对冬小麦生育期的生物量和产量的敏感性排序,率定和验证了DNDC模型参数,并对模型精度进行了评价。结果表明,作物需水量对产量和地上部生物量的敏感性较大;不同灌溉制度下冬小麦生育期的土壤水分、地上部生物量以及产量的实测值与模拟值的各项评价指标均在可接受范围内,DNDC模型可以较好的模拟华北地区冬小麦生育期间的土壤含水量、地上部生物量和产量,对冬小麦的生产有一定的指导意义。     

前茬灌溉对夏玉米灌浆特性、土壤呼吸和产量的影响研究

为明确夏玉米前茬冬小麦的灌溉对其籽粒灌浆特性、土壤呼吸速率和产量的影响,在黑龙港流域大田环境下冬小麦季设置5种灌溉制度(W0,W1,W2,W3,W4),夏玉米季不作水分处理,分析夏玉米灌浆特性、产量和土壤呼吸速率及其影响因素.结果表明:夏玉米对土壤水的消耗量和全生育期总耗水量随冬小麦灌溉次数的增加而增加;通过Logis...     

灌溉对蔬菜品质影响的研究现状及发展趋势

随着社会经济的快速发展和生活水平的日益改善,人们更加重视蔬菜产品品质的提高和无公害生产.蔬菜品质不仅受遗传特性的影响,还受外界环境因素的影响,其中灌溉水是影响蔬菜品质的重要因素之一.从灌溉水的供给量、水分亏缺程度、灌水方式及灌水水质等4个方面入手,分析灌溉对蔬菜产品品质影响的研究动态和进展,并简要讨论了灌溉水调控蔬菜品质的未来发展趋势.     

基于膜上开沟方式的穴苗移栽机设计

针对膜上穴苗移栽机存在的效率低以及膜上覆土不实的问题,提出了一种膜上开沟栽植的新方法。同时,利用三维设计软件设计了移栽机的整机结构,介绍了移栽机的工作原理,并对关键部件结构与参数进行了设计,实现了膜上移栽机的高效移栽和膜上覆土,旨在为高效膜上移栽机的下一步研究提供参考。     

湿地植物生长对水流特性影响的实验研究

针对云南滇池高原湖泊湿地植物生长种类,采用水槽实验,进行了三种流量、三种不同生长期植物的植物带前、中、后断面沿程流速和垂线流速分布的实验,通过水槽实验研究,分析了植物生长对水流结构影响机理。实验研究表明:①种植物时,植物带前各断面流速比无植物时都有一定的减小,植物对水流有明显的阻滞作用。植物带段过流流速沿程逐渐增加,在一定距离后达到最大值;同一流量条件下,随植物的生长,对水流的阻滞作用越明显,流速变化越大。植物大小一定时,流量越大,植物中流速达到最大值的距离越长。②植物段水流垂线流速分布与明渠恒定流垂线流速分布规律有所不同,植物底部流速比明渠恒定流要小,水面流速比明渠恒定流要大;植物带后水流流态恢复到明渠恒定流流态需要一定的距离。     

缓冲材料厚度对鸡蛋冲击特性的影响研究

就缓冲材料的厚度对鸡蛋跌落冲击特性的影响进行试验,找出各因素与碰撞参数之间的变化规律.通过分析试验数据,建立回归方程,并对回归方程进行曲线拟合,结果表明缓冲材料的厚度对冲击力峰值和碰撞时间影响极显著.     

饲料粉碎机的锤片自磨刃可行性研究

针对锤片式粉碎机锤片棱角磨损后生产效率和质量下降的问题,应用传统的渗碳或碳氮共渗的工艺,结合局部保护的方法,使锤片在横断面上产生硬度差,从而达到其自磨刃的目的,提高粉碎机的工作性能。同时,从粉碎机的工作特点、磨损机理及锤片自磨刃工艺等3个方面对其可行性做出分析。     

耕地细碎化对农业机械化的影响研究

农村家庭承包责任制的实行以来,以一家一户的小规模经营形式是农业生产的主要制度特征,随着耕地的减少,耕地细碎化程度越来越高,农户作为农业机械化的投资主体,必然受其影响.本文基于以往的研究和经验,设置变量构建模型进行定量研究,分析了耕地细碎化给农业机械化发展带来的影响,对政策制订具有启示意义.     

碳纤维对PTFE工程塑料性能的影响研究

研究了不同碳纤维填料比例对聚四氟乙烯（PTFE）耐磨性、摩擦系数、表面硬度、冲击韧度等性能的影响。结果表明：添加碳纤维使PTFE的耐磨性大大提高,摩擦系数增大,表面硬度增大,但冲击韧度大降低。     

挤压参数对血粉EBMPOP影响规律的研究

探讨了挤压机模孔直径、螺杆转速、螺杆螺距和含水率等挤压系统参数对蛋白质消化率的影响规律。试验结果表明,膨化机模孔直径为15mm、螺杆转速为225r／min、螺杆螺距为32mm、血粉的含水率为21％时．膨化血粉蛋白质消化率较高。     

基于需求链模型的中国农机化问题的博弈分析

分析中国农机化问题要有正确的思路,如果思路不正确,得到的结论往往似是而非。从需求和需求链的角度分析农机化问题,是理解和分析中国农机化问题的关键。作者对农户关于农机的需求进行了细致而必要的划分,指出了农机化需求链分为三个相互联系的链条。通过对农户之间关于对农机实体需求及对农机作业服务需求的博弈分析,作者指出,当前中国农机化的主要问题是农户日益增长的对大型或高性能农机作业服务的需求没有得到应有的满足,从而制约了中国农机化的发展。当前及今后相当长的时期内,政府工作的重点是对农机专业大户或农机作业服务公司进行适当补贴,依此来带动中国农机化的健康快速发展。     

秸秆还田对北方稻田甲烷排放的影响研究

秸秆还田可促进农作物增产,但同时会造成农田温室气体排放增加。通过田间试验,研究不同秸秆还田量与施氮量下稻田CH4的排放规律,探讨在保证水稻产量的前提下有效减少稻田CH4排放的施肥方式,为我国农田温室气体减排研究提供资料。