考虑水头损失的管道灌溉分水口轮灌分组优化模型

【目的】优化灌溉系统中分水口轮灌分组的灌溉制度,在满足流量要求的条件下节约电能。【方法】提出了在考虑水头损失时不同分水口状态与管道进口压力的关系模型,该模型利用分水口开关0,1状态作为自变量,从管道末端起利用推导的递推公式求出管道进水口的等效水头损失系数。依据该模型,在定流量分组轮灌优化中得到为使分组轮灌功率最小的目标函数。利用遗传算法对上述问题进行了优化求解,并给出了编码方案。【结果】在分水口等间隔布置时,轮灌分组按轮灌分组数等间隔安排所需功率最小,优化后的水头损失系数可以减小到没有优化前的0.772倍。【结论】本研究模型不仅适用于恒定流量的组合优化,也可应用于不同分水口的所需水量不同的随机灌溉以及恒压供水的优化中。     

滴灌下生物质改良材料对盐渍土水盐氮运移的调控效应

为探究生物质改良材料对滴灌盐渍土水、盐、肥运移过程的调控效应，采用土箱模拟试验，研究了水肥一体化滴灌条件下，生物炭和腐殖酸两种改良材料对盐渍土水、盐、氮运移和再分布过程及其时空分布特征的影响规律。结果表明：在滴灌条件下，盐渍土壤水盐的时空动态变化表现出明显的水分入渗驱动的盐分运移过程和蒸发扩散驱动的水盐再分布过程；铵态氮含量在时间上表现出先增大、后减小的变化趋势，在空间上的运移再分布特征较弱；硝态氮含量初始时空分布表现出与水盐相似的运移特征，受铵态氮硝化作用的多重影响，后期空间分布与铵态氮空间分布相似；生物炭通过提高土壤饱和导水率，增大了入渗阶段土壤水、盐、氮的运移速率和分布范围；腐殖酸通过提高土壤田间持水率增大了再分布过程土壤水、盐、氮的分布范围和强度，同时其对尿素的水解和硝化过程表现出更强的抑制效果。应用生物质改良材料在改变土壤物理性状进而调控滴灌土壤水盐运移的同时，还影响土壤氮素转化运移过程及其分布，这为水肥一体化滴灌盐渍农田的节水、控盐、减肥治理提供了理论基础。     

Compatibility of root growth and tuber production of potato cultivars with dynamic and static water‐saving irrigation managements

The important root characteristics of root length density (RLD) and root mass density (RMD) generally differ among irrigation managements and potato cultivars. The objective of this study was to investigate the RLD and RMD variations and their functional relationships with gross potato tuber yield for two commercial potato cultivars, Agria and Sante, under different irrigation strategies. Full irrigation and water‐saving irrigation strategies, deficit and partial root drying irrigations, were applied statically (S) and dynamically (D) based on daily crop evapotranspiration. Results showed that SPRD had significantly greater RLD (3.64 cm/cm³) and RMD (132.7 μg/cm³) than other irrigation treatments. Between the potato cultivars, Agria had significantly larger values of RLD (3.50 cm/cm³) and RMD (138.7 μg/cm³) than Sante. The functional relationship between the root growth characteristics and tuber yield showed that under water‐saving irrigations, Agria increased root mass at the expense of gross tuber yield but Sante increased root mass to maintain larger gross tuber yields. However, Agria produced more roots and gross tuber yield than Sante, and it is concluded that Agria is a more drought‐tolerant potato cultivar, which is recommended for tuber production in regions where water might be scarce. It was shown that larger root production in potatoes was associated with improved tolerance to water stress.     

基于土壤水分下限的宁夏枸杞滴灌灌溉制度试验研究

以宁杞7号枸杞为研究对象,在宁夏同心县开展2 a田间试验.设置4个关键控水期、3个控水水平共8个处理,研究枸杞不同生育期不同水分下限条件下根区土壤含水率、叶片光合生理指标、产量与品质变化;分析其耗水规律与水分利用效率,提出基于土壤水分下限的宁夏枸杞滴灌灌溉制度.结果表明:不同水分处理枸杞根区20~60 cm土层土壤含水率最大;叶片气孔导度随土壤下限升高而增大,高水分下限处理的蒸腾速率相对较大,叶片水分利用效率则相反;生育期耗水量随土壤水分下限升高而增大,2 a增幅分别为10.8%和12.8%,平均耗水量为386.6~463.2 mm,夏果期耗水量最大且差异具有统计学意义,是关键需水期.2 a均为处理S5的产量最大分别为2 208.15和2 571.30 kg/hm²,水分利用效率最高为0.39 kg/m³;水分处理对蛋白质含量影响差异不具有统计学意义,低土壤水分下限的枸杞多糖含量相对较高;全生育期分为6个灌水期,其中萌芽期灌水(春水)为375 m³/hm²;春梢生长期、花期、夏果期、秋果期的土壤质量含水率下限分别为50%θ_f(θ_f为田间持水率),65%θ_f,65%θ_f,55%θ_f,而上限为95%θ_f;休眠期冬灌量为450 m³/hm².     

同期排卵处理母牛体温和活动量变化规律及效果分析

为探究同期排卵处理母牛体温和活动量变化规律及不同同期排卵技术处理效果，指导同期排卵技术优化。本研究自动监测了18头20月龄左右同期排卵（GnRH-PG-GnRH）处理荷斯坦母牛和17头产后40~60 d预同期排卵（PG-PG-GnRH-PG-GnRH）处理荷斯坦母牛的体温和活动量，应用自动检测系统进行母牛发情监测。结果发现，同期排卵处理母牛发情时阴道温度平均升高（0.43±0.20）℃，持续（12.37±2.73）h；活动量平均升高（18.28±18.61）倍，持续（11.00±1.68）h；排卵时阴道温度平均下降（0.20±0.10）℃，持续（11.00±1.68）h。自动化发情监测显示，同期排卵处理母牛7头发情并排卵；预同期排卵母牛GnRH处理前全部发情排卵。两种同期排卵处理，虽可改变母牛性周期进程，促进母牛性周期同步化，但均难以使母牛性周期完全同步。因此，将同期排卵-定时输精和发情鉴定技术科学结合才能取得更好的繁殖效果。     

中国奶牛养殖生产布局优化研究——基于比较优势的实证分析

科学分析奶牛养殖区域比较优势,是优化中国奶牛养殖生产布局的前提条件。利用2001-2017年中国乳业数据,通过面板数据模型分析影响中国奶牛养殖生产布局的关键因素,基于比较优势理论、采用资源禀赋系数法,针对关键因素进一步分析中国奶牛养殖区域比较优势,探讨中国奶牛养殖生产布局的优化方向。研究结果表明:中国奶牛养殖生产布局主要受到玉米产量、生产者预期和温度的影响,不同地区在这三个方面具有不同的奶牛养殖比较优势。奶牛养殖优势区域主要集中在华北产区和西部产区,包括内蒙古、河北、山西、新疆、甘肃和宁夏;非优势区域主要集中在南方产区,包括上海、江苏、浙江、福建、湖北、湖南、广东、四川、安徽、江西和广西;其余省份为较优势区域,主要集中在东北产区和大城市周边产区。因此,从区域发展层面,提出建设优势区域产业带、因地制宜发展较优势区域、引导非优势区域转移和整合区域资源优势等建议;从奶牛养殖生产布局显著性影响因素层面,提出推广种养结合养殖模式、种植替代玉米的饲料作物、引导乳制品消费、改善养殖基础设施等建议。     

宁夏地区荷斯坦牛乳房性状的遗传参数估计和主成分分析

旨在评估宁夏地区荷斯坦牛乳房性状的遗传水平。本研究使用DMU（v6.0）软件的AI-REML模块结合EM算法并配合多性状动物模型对宁夏地区12 415头荷斯坦牛，包括111 735个观察值的9个乳房性状进行遗传参数估计，运用主成分分析法（PCA）探讨构象性状之间的关系。结果表明，宁夏地区荷斯坦牛乳房性状遗传力处于中等偏低水平，乳房深度遗传力值为0.242，乳房质地为0.080，悬韧带为0.183，前乳房附着为0.230，前乳头位置为0.231，前乳头长度为0.173，后乳房高为0.272，后乳房宽为0.378，后乳头位置为0.169。各性状遗传相关范围为-0.277~0.706，表型相关范围为-0.084~0.316。研究共筛选出特征值≥1的4个主成分，占总方差的64.19%，且9个乳房性状在前3个主成分中已全部体现，荷载系数均在0.4以上。本研究通过对宁夏地区奶牛DHI数据的深入挖掘和遗传参数估计，准确地把握了宁夏奶牛群体的结构特征，对于奶牛的选种选配和育种规划具有重要意义。     

基于主成分分析和Copula函数的灌溉水利用系数影响因素研究

以新疆生产建设兵团第十二师中型灌区为研究对象，采用首尾法测算2018年和2019年4个样点灌区的灌溉水利用系数，在采用主成分分析法对指标体系降维处理的基础上，用Copula函数构建PCA-Copula评价分析方法，对灌溉水利用系数各影响因素的影响程度和影响规律进行计算分析。结果表明：两年测算数据表明，4个样点灌区灌溉水利用系数都在0.63以上，且最大值达到0.668，分别高于同期全疆、全国平均水平5.05%、10.15%；主成分分析得出，渠道衬砌率（0.944）、滴灌灌溉面积比（0.746）、作物需水量（0.635）、实际灌溉面积（0.734）等都具有超过60%的正贡献率，而葡萄种植比（-0.586）和灌区毛灌溉用水量（-0.645）等具有超过58%的负贡献率。利用PCA-Copula分析评估方法得出，作物种植比例和节水灌溉工程状况对十二师中型灌区灌溉水有效利用系数影响显著（P<0.05），其中葡萄净灌溉定额和灌区毛灌溉用水量对灌溉水有效利用系数的影响极其显著（P<0.01），相关系数分别为0.875、0.742，同时利用Spearman等级相关系数检验法和线型回归来检验PCA-Copula评价法与熵值法的密切程度，检验结果其相关系数分别为 0.87（P＜0.05）和0. 52（P＜0.001），表明PCA-Copula评价方法适用于研究灌溉水利用系数影响因素。     

亏缺灌溉对南疆棉花生长和水分利用的影响

针对南疆地区水资源短缺、作物水分利用效率低等问题,以棉花为试验材料进行田间小区试验,在棉花现蕾期、开花期以及结铃期分别设置3个亏缺灌溉水平(W₁:50%ET_c,W₂:65%ET_c,W₃:80%ET_c,ET_c为作物蒸发蒸腾量),以全生育期100%ET_c灌溉处理为对照(CK),研究膜下滴灌条件下,不同生育期亏缺灌溉对棉花生长、产量、氮素吸收和水分利用效率的影响.结果表明:现蕾期亏水对棉花株高、叶面积指数、地上干物质生长、氮素吸收和产量有不同程度的抑制效应,但复水后补偿效应显著,其中轻度亏水(W₃)在籽棉产量减少3.48%的条件下,WUE高达1.57 kg/m³,显著高于CK的1.48 kg/m³;开花期亏水,棉花的各项生长指标均有显著降低,复水后补偿效应不显著,不利于棉花生长发育;结铃期亏水对棉花地上干物质累积、氮素吸收和产量均有显著的抑制效应,但在W₂和W₃水平下,WUE均达1.51 kg/m³.综合考虑在保证棉花产量的同时达到节水增产的目的,可在棉花蕾期进行80%ET_c灌水,其他生育阶段实施充分灌溉,来控制营养生长,促进生殖生长,获得更高的水分利用效率.