蓄水坑灌下苹果光合速率对施氮量的响应及光合影响通径分析

为了探究蓄水坑灌苹果园的合理施肥量,同时为蓄水坑灌条件下苹果树光合模型影响因子的选取提供依据,并为蓄水坑灌下果园水肥高效管理提供参考。设置4个施氮水平,分别为0、150、300和600 kg/hm~2,通过原位试验测试不同施氮水平下,苹果光合速率、气孔导度、叶绿素a、叶绿素b含量及气象参数,并采用相关分析和通径分析对数据进行分析并建立基于关键因素的回归预测方程。结果表明:①蓄水坑灌下叶片光合速率及气孔导度受施氮量影响明显,且均表现为单峰形式,峰值于施氮量300 kg/hm~2时出现。②蓄水坑灌条件下气孔导度、叶绿素a、叶绿素b、施肥量、太阳辐射强度及相对湿度与苹果叶片光合速率为极显著相关,气温与叶片光合速率相关性相对较低。③施肥量与苹果树光合速率、气孔导度、叶绿素a及叶绿素b均为极显著相关;其主要通过影响叶绿素b和气孔导度间接影响叶片光合速率,其间接通径系数分别为0.575和0.547。④蓄水坑灌下,关键因素为气孔导度、叶绿素a和叶绿素b。同时,基于关键因素的光合速率回归方程的预测精度较高。     

蓄水坑灌下苹果树根系生长对不同氮素水平的响应

研究蓄水坑灌下不同氮素水平对苹果树根长密度和根表面积密度的影响,为确定蓄水坑灌条件下苹果树合理的施氮范围提供了依据。以7a生矮砧密植红富士苹果树为研究对象,设置了4个蓄水坑灌施氮水平(0、10、20、40kg/hm^2)对应T1、T2、T3、T4处理,以地面施肥作为对照组CK(施氮水平为10kg/hm^2),利用微根管法对施肥前后不同土层深度的苹果树根长密度和根表面积密度进行了测定。结果表明:施氮可以有效促进苹果树根系生长,各处理根长密度和根表面积密度的生长速率随施氮量的增加先增大后减小。CK处理和同等施氮水平的T2处理相比,其根系在表层土壤生长状况更好,而T2处理苹果树根系在中深层土壤中发育更好。综合各个处理苹果树根系生长发育情况,本试验中T3处理最适合苹果树根系的生长发育。     

加气滴灌对蓝莓光合生理的影响

为探讨加气滴灌对蓝莓光合生理的影响,以3年生蓝莓为试材,分析不同滴灌模式下蓝莓叶片光合色素及光合参数的响应机制。结果表明,在滴灌条件下加气处理可以有效提高蓝莓叶片叶绿素a和叶绿素b的含量,且加气频率不同其作用效果也有所不同;但加气处理对蓝莓叶片中叶绿素a与叶绿素b含量的比值影响不大,在整个试验期间均无显著差异(P0.05)。与常规滴灌相比,加气滴灌处理植株叶片类胡萝卜素含量在试验初期增幅较小,但随着时间的推移,其差异越来越明显;此外,在加气滴灌条件下,蓝莓叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)明显增大,叶片胞间CO2摩尔分数(Ci)大幅减小,且叶片净光合速率(Pn)指标与气孔导度(Gs)呈极显著正相关(P0.01),与胞间CO2摩尔分数(Ci)呈极显著负相关。     

不同水分处理对豇豆光合生理特性的影响

试验采用一种自制装置,在负压灌溉原理的基础上,通过设置一系列供水吸力梯度,结合盆栽方式对豇豆某些光合生理特性进行了研究。结果表明:随着供水吸力的增大,土壤含水量逐渐减少;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)先上升后下降,Pn、Gs在吸力为20 hPa时达到最大而Tr在吸力为30 hPa时最大,Pn与Tr呈显著的正相关性,Gs与Pn、Tr都呈显著的正相关性;实际光化学量子产量(Yield)和光化学淬灭(qP)先增大后减小,峰值出现在20 hPa,非光化学淬灭(qN)逐渐升高;叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)的含量是先上升后下降,在吸力为30 hPa时都达到最大;叶片水分利用效率(WUE)呈双峰曲线,高吸力下的WUE较大。     

蓄水坑灌下施肥管理方式对 土壤矿质氮分布及苹果产量的影响

为了探究蓄水坑灌下不同施肥管理方式下土壤矿质氮及肥料氮素的分布规律,并为苹果园氮肥管理方式的优选提供参考,本试验设置4个处理,包括两个施氮量水平(300; 600kg/hm~2),两个施肥次数(单次施肥;两次施肥)以及两种灌溉方式(地面灌溉;蓄水坑灌)。通过苹果园原位试验,检测不同土层中氨氮和硝氮的含量,同时利用~(15)N同位素示踪技术,检测不同土层中的肥料氮素的丰度,分析土壤中肥料氮素的分布规律,以及不同灌溉施肥管理方式下,苹果产量的响应。结果表明:①蓄水坑灌条件下,施肥量的增加明显提高0～60 cm土层氨氮含量和80～160 cm土层硝氮含量;而分次施用可以有效减少氨氮的大量累积,同时也可以在一定程度上增加硝氮含量。土壤氨氮和硝氮均主要集中于土壤中层,分别占比52.87%和56.06%。蓄水坑灌法促进土壤矿质氮集中于苹果根系吸收层。②地面灌溉条件下,肥料氮素主要集中于0～60 cm土层中。蓄水坑灌处理中,肥料氮素明显向下扩散,0～100 cm土壤中肥料氮素占比95.75%。蓄水坑灌可以有效促使肥料氮素扩散至中层土壤,并显著减少0～40 cm浅层土壤肥料氮素累积。③相较于地面灌溉,蓄水坑灌可以有效提高产量,约13.7%。同时,可以提高可溶性固形物含量,约29.8%。因此,在试验条件下,最优施肥管理方式为中施氮量(300 kg/hm~2)同时采用两次施肥的管理方式。     

蓄水坑灌体系温度对土壤氮素运移转化影响

通过研究体系温度对蓄水坑灌施条件下土壤水分及氮素运移转化的影响,明确蓄水坑灌土壤水氮时空分布特征,探究土壤水氮运移迁移转化机理,以期为水肥合理灌施提供理论基础。通过模拟构建蓄水坑灌模型,以大型控温箱精确控制土壤温度,采用克里克空间插值法分析了蓄水坑灌条件不同体系温度下的水分、硝态氮、铵态氮时空分布特征,结果显示7 h左右土壤水分、养分完成入渗进入再分布阶段,土壤水分随着时间的推移其垂向和径向迁移距离均逐渐增大,同一时刻,温度越高其横向与径向迁移距离越大,且靠近蓄水坑壁区域的土壤含水率相对越低;土壤中铵态氮含量在不同温度下随时间推移均呈现先增后减的现象,低温下第15 d时土壤养分再分布核心区出现下降趋势,中、高温第10 d时已出现下降趋势,且其迁移距离远低于水分、硝态氮的迁移距离;土壤中硝态氮含量在10℃下第10 d时出现增高现象,而20、25、35℃下第5 d时已出现增高现象,由蓄水坑周边至湿润体边缘呈现"低-高-低"的分布态势。表明再分布阶段温度升高能提高水分的再分布速率,提高脲酶活性加快尿素水解转化为铵态氮,同时促进硝化反应进程抑制铵态氮在土壤中的积累,当土壤含水量过高时,会抑制土壤中氮素的硝化作用。     

水分胁迫对夏玉米生理指标的影响

研究了水分胁迫及胁迫后复水对夏玉米光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量及产量的影响。结果表明:Pn、Tr、Gs等生理指标有着明显的日变化特征;不同水分处理峰值的大小受胁迫程度的影响;Gs、Tr、Pn的日变化呈单峰趋势,峰值出现在12∶00左右;胁迫后复水的玉米叶片机能恢复速度与胁迫程度有关,中度胁迫恢复速度最快,重度胁迫恢复速度最慢;苗期到抽雄期各种水分处理的叶绿素含量均呈上升趋势,且叶绿素的含量随着胁迫程度的增加而减小,灌浆期开始各种水分处理的叶绿素含量均缓慢下降,灌浆期处理3(T3)叶绿素相对含量比同期其他水分处理高;对夏玉米各阶段及整个生育期的日耗水量与叶面积的日增长量进行分析,得出了各阶段及整个生理期的日耗水量与叶面积日变化量的二次相关的方程。     

果园蓄水坑灌条件下不同施肥方案对坑壁土壤氨挥发的影响

【目的】探讨果园蓄水坑灌条件下蓄水坑壁土壤氨挥发损失规律及影响因素。【方法】试验以追肥量(600、300、0 kg/hm2)和追肥时期(花后、果实膨大期、花后及果实膨大期平均追肥)为变量,设置7个处理。采用磷酸甘油-通气法收集坑壁土壤氨挥发并分析其与铵态氮、硝态氮、土壤温度、空气温度和湿度的关系。【结果】蓄水坑灌水肥灌施后氨挥发速率随追肥量增加而增加,花后期追肥后氨挥发持续时间长,峰值出现在肥后第3～5天,为52.93～576.80 mg/(m2·d);果实膨大期追肥后氨挥发持续时间短,峰值出现在肥后第2天,为81.11～1 047.79 mg/(m2·d)。花后期一次性追肥氨挥发累积量(以N计算)为3 332.88～7 052.01 mg,果实膨大期一次性追肥氨挥发累积量为2 178.14～5 126.97 mg,比花后期一次性追肥降低27.30%～34.65%。2次追肥期平均追肥氨挥发累积量最小,为2 013.21～4 642.11 mg,比花后期一次性追肥降低34.17%～39.60%。蓄水坑壁氨挥发损失率为0.57%～1.4%,其中花后期一次性追肥氨挥发损失率最大,果实膨大期一次性追肥次之,平均追施最小。氨挥发速率与土壤铵态氮量和空气温度显著正相关(P<0.05),土壤温度和硝态氮通过铵态氮浓度影响氨挥发,较高的空气湿度和施肥后降雨会降低氨挥发速率。Elovich动力学方程可以较好地描述蓄水坑壁氨挥发累积量动态变化过程,氨挥发速率常数a与追氮量显著正相关,与土壤温度显著负相关。【结论】降低追肥量、分次追施能减少坑壁土壤的氨挥发损失,基于蓄水坑灌法在果园进行水肥灌施具有较好的减排保肥效果。     

蓄水坑灌条件下土壤水氮运移的研究进展

为了提高蓄水坑灌条件下土壤水氮的利用率,减少由于灌施不当造成的资源浪费和环境污染,综述了蓄水坑灌土壤水分入渗过程中的变水头入渗、土壤水分分布特性、土壤水分蒸发特性、影响因素以及肥液入渗过程中氮素的分布特性和数值模拟等方面的研究进展和存在问题,提出了蓄水坑灌法今后应亟需加强的研究方向,为蓄水坑灌理论与技术的进一步研究奠定基础。     

蓄水坑灌条件下新梢旺长期幼龄苹果树适宜的灌水下限研究

灌水下限是果园灌水的重要指标,下限选择是否合理对果树生长有重要影响。以3 a生矮砧红富士为试验材料,研究了蓄水坑灌条件下不同灌水下限对新梢旺长期幼龄苹果树形态指标及叶片光合特性的影响。结果表明,新梢旺长期幼树形态指标随时间推移逐渐增大,但增速逐渐减缓。灌水下限为60%及70%田间持水率时,幼树生长旺盛,灌水下限为50%时,形成了水分胁迫,阻碍了植株的正常生长;随灌水下限的降低,叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2摩尔分数、蒸腾速率逐渐降低且各处理差异显著,但叶片水WUE逐渐升高;运用主成分分析法,发现在蓄水坑灌条件下,灌水上限为90%时,新梢旺长期幼龄苹果树适宜的灌水下限为70%。研究成果将为试验区域内合理制定蓄水坑灌灌水制度提供理论依据。     

蓄水坑灌不同灌水上下限对苹果树叶片蒸腾日变化的影响

在田间试验条件下,以10a生矮化型红富士长富二号苹果树为材料,对不同灌水上下限条件(蓄水坑灌处理T1:田间持水量的80%与60%、T2:田间持水量的90%与70%、T3:田间持水量的100%与80%;地面灌溉对照处理CK:田间持水量的80%与60%)叶片蒸腾及其影响因素的日变化进行研究,并分析叶片水分利用效率对不同灌水上下限的响应。结果表明:不同处理苹果树叶片蒸腾速率日变化特征基本一致,均为单峰曲线且峰值都出现在13∶00,日平均叶片蒸腾速率大小排序为T3>T2>CK>T1;叶片蒸腾速率主要受土壤含水率、气孔导度、胞间CO2浓度、大气温度、叶面温度的影响。叶片水分利用效率日变化呈先降低后升高的趋势,日平均叶片水分利用效率大小排序为T1>T2>T3>CK,且T1与T2、T3、CK都有显著性差异。综合对比知,T1的节水效果最显著。     

深层灌水条件下基于BP人工神经网络方法的冬小麦根系分布预测模型

对冬小麦实施深层灌水是一种高效的节水灌溉方式,为了简化深层灌水条件下冬小麦根系研究工作,建立了以土层深度、发育时间、土层根系日均吸水量、土层日均温度、地上部干重、株高为输入因子,土层根系密度为输出因子的BP人工神经网络预测模型。研究结果表明:在所建立的预测模型下,训练样本各土层根系密度预测值与实测值之间平均相对误差为5.92%,检验样本的平均相对误差为7.30%,训练样本和检验样本都具有较高的精度,因此以该模型对深层灌水条件下冬小麦根系分布情况进行预测是可行的,可为深层灌水条件下冬小麦的根系研究提供新方法。     

基于改进的BP神经网络对蓄水坑灌冬季果园土壤温度预测

为准确预测冬季果园土壤温度,建立了蓄水坑灌条件下BP神经网络土壤温度预测模型(BP-WSPI-T)、遗传算法优化的BP神经网络土壤温度预测模型(GA-WSPI-T)和增量逆传播学习算法优化的BP神经网络土壤温度预测模型(IBP-WSPI-T),采用坑内平均气温、地表温度、沿相邻两蓄水坑中心连线距坑壁的距离和距坑壁5cm处分层土壤最低温度为模型输入,对距坑壁15、25和35cm处分层土壤最低温度进行预测,并通过与田间实测数据的统计学分析来判定预测效果。结果表明:BP-WSPI-T、GA-WSPI-T和IBP-WSPI-T模型的平均相对误差分别为8.19%、4.41%和7.57%,GA-WSPI-T模型的预测效果最好,较BP神经网络预测精度得到了很大的提高,建议采用GA-WSPI-T模型对蓄水坑灌冬季果园土壤温度进行预测。     

改进人工蜂群算法在平板闸门控流中的应用

我国灌区的渠道灌溉大都使用平板闸门,灌溉过程中,由于平板闸门的控水不够精确,导致灌溉用水利用率不高,经常出现放水过多或过少的现象。渠道灌溉系统中,最重要的一环就是流量控制,若流量大小已知,便可根据时间计算水量。为了能够更加精确地控制流量,减少水资源的浪费,通过采用改进的人工蜂群算法对控制闸门流量的过程进行优化,根据用户给定的流量计算出闸门开度的适当大小,以使得实际流量与给定流量的差值降到最低。通过建立模型,计算仿真,并对结果进行分析后,改进的人工蜂群算法满足控制所需精度和速度,实现了精确控制水流量,达到节约用水的目的。     

基于混合式和项目式的新型教学模式的探索——以《工程制图》为例

为满足应用型本科高校的教学要求,本文对适用于应用型教学的教学模式进行探索,研究出一种混合式教学与项目式教学相结合的新型教学模式。这种教学模式采用"提出问题、创设环境、项目分工、协作训练、问题研讨、评价反馈"的教学步骤,实现线上教学和线下教学的结合,能够培养学生的高级思维能力,有效提升学生的综合素质,达到较好的教学效果。     

覆膜沟灌下施氮量对土壤水盐分布和向日葵产量的影响

通过对施氮水平的控制,研究农田土壤水盐分布和向日葵的产量变化规律,为改善盐碱地作物生长环境,增加产量提供有效的理论依据。选取大同盆地,采用覆膜宽垄沟灌(G)和水平畦灌(Q)2种耕作灌溉方式,设置3种施氮水平,施氮量分别为156kg/hm^2(N1)、260kg/hm^2(N2)、364kg/hm^2(N3),以平作不施氮(QN0)为对照组,五氧化二磷和氧化钾用量分别45.7和54.84kg/hm^2。灌溉定额为340mm。结果表明:在不施氮条件下,沟灌垄上0~40cm电导率EC1∶5比水平畦灌电导率低15%~30%,沟中0~40cmEC1∶5比水平畦灌低40%~50%。40cm以下土层,沟灌土壤垄上和沟中EC1∶5比水平畦灌低20%~40%。而在施氮条件下,沟灌垄上0~40cm表层EC1∶5和水平畦灌差异不显著(p<0.05),但随着施氮量的增加,二者表层EC1∶5都略微增加,沟灌沟中0~40cmEC1∶5较水平畦灌低40%~60%。40cm以下沟灌沟中EC1∶5比畦灌低40%左右。在相同的灌水量下,沟灌沟中0~40cm表层含水率低于垄上覆膜表层含水率,而在整个生育期内除了降雨影响外,覆膜沟灌含水率均在10%~23%,与不施氮处理差异不显著(p<0.05)。采用260kg/hm^2的施氮时,向日葵生长最优,盘径22.5cm、千粒重192.30g、籽粒产量4893.8kg/hm^2。综上分析,采用覆膜沟灌且施氮量在260kg/hm2左右能改善土壤水盐状况,提高作物产量。     

一种以秸秆燃烧为地热热源的温室设计

为了解决农作物秸秆焚烧污染环境、综合利用率低以及日光温室冬季温度不足的问题,本文设计研究一种以秸秆燃烧为地热热源的温室,主要包括秸秆炉和温室大棚2部分。介绍了温室的设计方案、结构以及工作原理,并对棚内升温和有害气体排放2个指标进行测试试验。试验结果表明,该温室性能良好、控温简便,节能环保。     

基于氢氧稳定同位素的矮砧苹果树根系吸水深度研究

为了研究矮砧苹果树根系吸水深度,利用氢氧稳定同位素技术,测定了7年生矮砧苹果树在萌芽花期、新梢旺长期和果实膨大期不同深度土壤水的稳定同位素值,并应用IsoSource多元线性模型分析水源的水分贡献率。结果表明:矮砧苹果树在萌芽花期主要利用0~20 cm(59.5%)处的土壤水;在新梢旺长期6月主要吸水深度为0~20 cm(42.9%)和20~40 cm(11.1%);新梢旺长期7月根系的主要吸水深度为0~20 cm(24.3%)和20~40 cm(29.1%);果实膨大期8月为0~20 cm(23.6%)、20~40 cm(37.1%)和40~60 cm(11.6%);果实膨大期9月为0~20 cm(26.3%)、20~40 cm(27.3%)和40~60 cm(13.8%)。     

基于TOPSIS-灰色关联方法的水资源配置评价模型研究

在水资源配置方案评价研究的基础上,建立了新的水资源配置方案优选方法。从资源效益、社会效益、生态效益和经济效益4个方面考虑,分别选取人均用水量、渠系水利用系数、水资源开发利用率等15个比较典型的指标进行研究。通过改进熵值法确定权重,并对TOPSIS方法和灰色关联方法分别进行改进,然后将改进的算法结合起来,共同用于求解不同方案的相对贴近度。通过改进TOPSIS-灰色关联方法计算的结果和实际情况相符,进而验证了方法的有效性和可行性。