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。     

蓄水坑灌下追肥时期对果园土壤氨挥发的影响

为探讨蓄水坑灌下不同追肥时期土壤氨挥发规律以及影响氨挥发的因素,2018年4-9月在田间进行试验研究。共设置4个处理:花后期追肥(T1)、果实膨大期追肥(T2)、花后期和果实膨大期平均追施(T3)、对照不追肥处理(T4)。试验分析了追肥后土壤氨挥发速率与表层土壤铵态氮、pH和温度的相关性。结果表明:追肥显著增加土壤氨挥发速率和累积量,蓄水坑灌条件下果园土壤氨挥发损失率为0.80%～1.45%;不同处理之间氨挥发损失率大小关系表现为:T1T2T3。土壤氨挥发速率与表层土壤铵态氮和土壤pH显著或极显著正相关,与土壤温度相关性在花后期不显著,在果实膨大期显著正相关,降雨对土壤氨挥发也有一定的影响。综上,T3处理氨挥发损失最少,因此在蓄水坑灌条件下减少单次追肥量、分次追肥能降低果园土壤氨挥发损失。     

果树根系分布研究进展

根系是植物重要的器官之一,果树根系的好坏直接影响到果树吸收土壤中水分及养分的能力,进而影响到果树的产量及果实的品质。目前主要采用间接法和直接法对根系进行研究,综述现有研究成果显示：果树根系分布主要集中于某一区域内,整体上呈现随着距离的增加而逐渐减少的趋势;不同种类的植物或同类植物的不同品种对根系分布影响较大;平地较坡地根系生物量大,且分布较深而阳面根系分布较少;根系生长具有向水向肥性,土壤含水率及养分含量增加,根系亦一定程度增大;根系生长具有时间变异性,不同树龄或同一树龄的不同时间段根系分布也是不同的;种植模式、种植密度、定植方式和农艺措施对果树根系分布也有重要影响;不同的灌溉技术,土壤水分分布区域不同,果树根系分布范围亦不同。并进一步指出,现阶段根系分布研究中存在的问题,提出相应的解决方法,以期为果树根系的进一步研究提供参考。     

不同天气条件下苹果树液流日变化规律研究

旨在通过对苹果树树干液流变化规律的研究,了解苹果树的冠层耗水量即田间蒸腾量的变化规律。将热扩散式茎流计安装在苹果树主干上,选取3种不同的天气状况,通过数据采集分析树干液流随时间的变化规律,以及灌后树干液流的变化规律。试验结果表明：苹果树树干液流在不同天气状况下大小排列顺序为：晴天>阴天>雨天,晴天和阴天情况下,呈“几”字单峰型曲线,雨天呈多峰曲线;在研究苹果树树干日液流随时间的变化规律发现,在6—9月期间,各月最大值的大小排列顺序为：6月>9月>7月>8月;日均值的大小排列顺序为：6月>8月>7月>9月。在研究灌后苹果树树干液流变化规律发现,不管是峰值还是日树干液流值,灌溉当天的值均为5天中最小的。试验得出的苹果树干液流变化规律,为初步研究苹果树的田间蒸腾量提供了基础数据。     

蓄水坑灌条件下苹果树茎流速率的BP神经网络模型

为给蓄水坑灌条件下苹果园灌溉制度的制定提供可靠依据,以山西省太谷县矮化苹果树为研究对象,经过一年的田间试验,获取了大量茎流速率与气象因子的数据,并通过MATLAB软件,建立了气象因子与茎流速率间的BP神经网络模型。研究表明:以气象因子辐射强度、相对湿度、土壤温度、温度及风速作为BP神经网络模型的输入参数是合理的,所建立的模型高度相关,茎流速率的实测值与预测值的相对误差可控制在5%以下。因此,用气象因子通过BP神经网络对茎流速率进行预测是可行的。     

不同灌水深度对冬小麦生长及产量的影响

为了给华北平原丘陵地区的冬小麦节水灌溉提供科学依据,试验分析了4个不同灌水深度处理对冬小麦光合日变化、株高、叶面积指数和籽粒产量的影响。试验以灌水深度为控制因子,设4个处理,即:地表灌溉(T1)、灌水深度为根系分布的60%(T2)、灌水深度为根系分布的75%(T3)、灌水深度为根系分布的90%(T4),每个处理4次重复。结果表明:不同灌水深度条件下,冬小麦净光合速率、蒸腾速率和气孔导度日变化呈"M"形的双峰曲线,存在明显的"午休"现象,而胞间CO2浓度则呈"W"形的双峰曲线,深层灌的午睡现象不如地表灌的明显,且4项光合指标在同一时刻均要比地表灌的高;随灌水深度的增加,株高逐渐增大,叶面积指数呈先增大后减小的趋势,而灌水深度过大则会使影响植株后期的株高增长,使叶面积指数下降增快;适当增加灌水深度可明显提高小麦收获指数,使产量增加,但产量并不是随灌水深度的增加而增加。     

蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树耗水特性及作物系数的试验研究

以三年生矮砧红富士为试验材料,利用水量平衡方程和彭曼-蒙特斯公式(Penman-Monteith)计算幼龄苹果树全生育期的实际耗水量和参考作物蒸发蒸腾量,探明了蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树的耗水特性及作物系数变化规律。结果表明:1CK、T_2、T_3处理全生育期耗水量差异不大,分别为327.40、322.60和314.10mm;T_1处理最小为296.40mm。生育期内各处理耗水量均呈中间大,两头小的"纺锤形"分布,生育中期(7-9月)的耗水模数为69.43%~75.44%,此阶段是幼龄苹果树的需水关键期。2CK、T_2、T_3处理幼树作物系数全生育期内呈双峰分布,初始生育期缓慢增长;花芽分化期,略有下降;快速生育期,作物系数持续增长并在生育中期达到峰值;成熟期,作物系数迅速减小;T1处理幼树作物系数全生育期内呈单峰分布,除7月外,其余时期都小于其他处理;不同处理幼树作物系数均在9月达到峰值。3蓄水坑灌比地面灌溉具有更强的蓄水保墒能力。     

水分调控对冬小麦根系生长及抗旱性的影响

为了研究干旱半干旱地区土壤剖面深层水分对冬小麦根系生长及抗旱性的影响,采用PVC管土柱法进行冬小麦生长水分调控试验,设计了4个处理,即处理Ⅰ为地面灌溉、处理Ⅱ为计划湿润层取根系分布深度的60%、处理Ⅲ为计划湿润层取根系分布深度的75%、处理Ⅳ为计划湿润层取根系分布深度的90%,测定了冬小麦各生育期根系形态指标和地上部分植株体干重的变化,结果表明:灌水总量一定,改变灌水方式、考虑计划湿润层的深层灌溉,能够促进冬小麦根系深扎,至成熟期,处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的根长比处理Ⅰ长27~37 cm,总根干重均增加,但根冠比减小,产量增加。适宜的根冠比能更好地协调冬小麦地上部分与地下部分之间生长关系,提高抗旱能力。处理Ⅱ和处理Ⅲ是冬小麦根冠层生长协调、提高抗旱能力较适宜的灌溉方案,可为我国北方地区冬小麦节水灌溉提供参考。     

不同生育期微咸水灌溉对玉米生长影响研究北大核心

为了分析不同生育期微咸水灌溉对玉米生长的影响,在玉米4个生育期(苗期、拔节期、抽穗期和灌浆期)进行不同矿化度微咸水灌溉(1.75、3、4、5 g/L)试验。试验结果表明:玉米株高随着播种后天数增大而增大,随时间的变化符合Logistic生长函数,在同一生育期,灌溉水矿化度越高,株高越低;玉米叶面积随着播种后天数呈先增大而后减小的变化规律,且符合负指数函数,在同一生育期,灌溉水矿化度越高,玉米叶面积最大值越小;玉米同一生育期的灌溉水矿化度越高,干物质量和产量越低,各生育期微咸水灌溉水矿化度与玉米产量符合线性关系。各生育期微咸水灌溉对玉米产量影响的顺序为:拔节期>苗期>抽穗期>灌浆期;苗期和拔节期适宜采用的灌溉水矿化度较低,抽穗期和灌浆期适宜的灌溉水矿化度较高。     

水肥调控对全膜双垄沟播糯玉米产量及水分利用率的影响

在山西省晋中盆地,通过田间试验,研究在全膜双垄沟播条件下,不同施肥方式与灌水处理对糯玉米产量及水分利用率的影响,以探讨糯玉米高产、水分高效利用的最佳栽培模式。试验设置3种施肥方式与2种控制灌水,随机区组设计,研究不同灌水与施肥处理对糯玉米产量及水分利用率的影响。试验结果表明:①在全膜双垄沟播种植条件下,F2处理与F0处理均较F1可提供较好的土壤水分环境;②糯玉米的鲜穗产量随耗水量的增加表现出迅速增加-缓慢增加-负增加的变化;③F2I1处理的土壤水分利用率与灌溉水利用率均为最高,是全膜双垄沟播种植条件下,糯玉米高产及水分高效利用较好的配套水肥措施。