基于MATLAB的BP网络预测膜孔直径对膜孔交汇入渗的影响

在研究膜孔直径对膜孔单向交汇入渗的影响时，引入人工神经网络BP理论，并用MATLAB编程。在不同的膜孔直径下进行膜孔交汇入渗试验，观测各膜孔直径下单位面积上的入渗量随时间变化；并提出了各膜孔直径下入渗量和入渗时间之间的关系。根据试验，以相等的时间间隔收集训练样本，建立BP网络模型，并对模型进行检验，结果良好。该研究成果可为进一步研究膜孔交汇入渗规律和膜孔灌技术提供参考。     

膜孔多向交汇入渗影响因素试验研究

通过大量膜孔多向交汇入渗试验资料 ,分析了膜孔多向交汇入渗特性和影响因素 ,研究了膜孔直径、膜孔间距、土壤质地、土壤容重和土壤初始含水率等因素对膜孔多向交汇入渗的影响 ,提出了各影响因素与膜孔交汇入渗量之间的关系 ,并分析了膜孔多向交汇入渗机理 ,该研究成果可为进一步研究膜孔交汇入渗规律和膜孔灌技术提供参考。     

涌流畦灌条件下的间歇入渗试验研究

本文在分析影响涌流畦灌条件下的间歇入渗的主要因素基础上,通过对大量的田间入渗试验资料的分析整理,成果表明:对同一质地的土壤,土壤容重、土壤温度及表土的致密板结层对土壤入渗特性影响很大,而土壤的前期含水率对土壤的入渗特性影响不大,涌灌的循环率和周期放水时间及周期数对间歇入渗规律影响较大,最后对间歇入渗减少土壤入渗特性的机理进行了初步的分析和讨论。     

波涌灌肥液间歇入渗土壤和地下水中NO3-运移特性试验研究

通过肥液(KNO3溶液)室内入渗试验,模拟研究了地下水位为70cm条件下肥液连续入渗与间歇入渗特性及土壤和地下水中NO3-的运移分布规律.结果表明,由于表土致密层的形成,肥液间歇入渗较连续入渗具有土壤入渗能力降低、土壤NO3-分布均匀及地下水中NO3-浓度低等特点.该结论为波涌灌条件下氮素有效利用研究奠定了基础.     

LM算法的神经网络在灌区地下水位预测中的应用研究

在气候干旱的宁蒙引黄灌区,控制地下水位是防治土壤盐碱化、保证农业健康发展的重要途径。采用相关分析的方法确定了影响灌区地下水位变化的主要因素,建立了基于LM算法的灌区神经网络地下水位预测模型,并以宁夏河东灌区为实例进行了研究。研究结果表明:模型能够较好地模拟灌区地下水系统的变化特征,对地下水位做出较准确的预测。     

涌泉根灌土壤湿润体特性试验

为了进一步探明涌泉根灌土壤湿润体特性的变化规律,通过在陕北山地枣树微灌示范基地进行的大田涌泉根灌入渗试验,研究了不同流量条件下涌泉根灌土壤湿润锋运移距离和水分分布的变化规律,结果表明：湿润体水平扩散半径、向上入渗距离、向下入渗深度等随灌水器流量的增大而增大,且均与入渗时间之间呈显著的幂函数关系,其相关系数均高于0.97.提出了涌泉根灌土壤湿润锋运移距离计算式,经试验验证：湿润锋运移距离预测值和实测值的相对误差均小于5%.在上述研究的基础上,建立了涌泉根灌湿润体内土壤平均含水量的计算式,经试验验证：灌后土壤平均含水量预测值和实测值相对误差均小于8%.根据农田灌水的实际需要,假定在涌泉根灌垂向入渗深度与所设定的计划湿润层相等的条件下,建立了涌泉根灌水平扩散半径与计划湿润层之间的计算式,试验结果表明：水平扩散半径计算值与实测值误差小于10%.     

多因素作用下浑水入渗对土壤导水特性的影响

浑水土壤入渗具有复杂的上边界变化过程,其上边界导水能力的变化规律是研究浑水土壤入渗特性的重要基础。为研究浑水入渗形成致密层过程中导水率的变化情况,该研究进行了17组(9组正交试验处理,8组用于模型验证)浑水饱和土柱入渗试验,通过对试验结果进行多元回归构建多因素(浑水含沙率、黏粒含量及入渗时间)影响下砂土导水率动态模型;并结合浑水饱和土柱入渗特性进行合理假设,分别建立浑水砂壤土和粉壤土饱和土柱导水率动态模型并进行验证。结果表明:浑水含沙率、黏粒含量及入渗时间对砂土导水率影响极显著(P<0.01),入渗时间为砂土影响导水率变化的主要因素,其次为含沙率和黏粒含量;建立的砂土导水率动态模型决定系数为0.853,均方根误差为0.004 cm/min,表明该模型可客观反映各因素与导水率之间的关系;模型验证试验结果中均方根误差小于0.01 cm/min,相对误差绝对值均值小于7%,说明该导水率动态模型可靠性较高;砂壤土和粉壤土导水率动态模型决定系数分别为0.912和0.930,均方根误差分别为2×10^-3和5×10^-5 cm/min;模型验证中均方根...     

浑水灌溉和有机肥对土壤水分运移、蒸发及淋溶的影响

为揭示浑水含沙率和有机肥对土壤水分入渗和淋溶损失的影响,该研究采用室内一维土柱入渗装置,研究4个浑水含沙率水平（0、4%、8%、12%）和4个生物有机肥施肥水平（0、2 250、4 500、6 750 kg/hm²）对土壤水分运移、蒸发特性及淋溶损失的影响。结果表明：随着浑水含沙率和施肥水平的增大,相同时间内湿润锋运移距离和累积入渗量逐渐降低,且湿润锋运移距离与入渗时间符合幂函数关系。Kostiakov入渗模型可描述浑水灌溉和施肥条件下的土壤水分入渗变化过程（R²>0.9）,随着浑水含沙率和施肥水平的逐渐增大,入渗系数逐渐减小,而入渗指数逐渐增大。浑水灌溉和施肥条件下的累积蒸发量与蒸发时间符合Black和Rose蒸发模型（R²>0.9）,且Black模型的精度比Rose高。与清水入渗相比,浑水入渗可提高土壤中的电导率、有机质含量、淋溶液中的电导率和总溶解性固体物质,同时降低累积蒸发量、土壤的含水率、pH值和累积淋溶液体积。与不施肥相比,施有机肥能减少土壤水分的蒸发,同时还能降低累积淋溶液体积以及淋溶液中的电导率和总溶解性固体物质,增加土壤中的有机质含量和电导率。该研究结果可为浑水灌溉高效利用和合理施用有机肥量提供科学参考。     

灌水定额对玉米膜孔灌土壤水氮运移转化试验研究

为研究不同灌水定额条件下玉米膜孔灌土壤水分和氮素的运移转化特性,通过灌水定额分别为300,450,600,750m3/hm2的玉米膜孔灌施氮肥试验,提出了不同灌水定额条件下玉米膜孔灌农田土壤含水率、土壤硝态氮和铵态氮含量随玉米生育时间的变化规律及其经验公式。结果表明:生育时间相同,土壤含水率随灌水定额增大而增大,土壤铵态氮含量随灌水定额增大而减小,土壤硝态氮含量随灌水定额增大而减小;灌水定额相同,土壤含水率随生育期的变化规律呈正余弦函数,土壤铵态氮含量随生育期的变化规律表现为先增大后减小,然后又增大,最后减小,土壤硝态氮含量随生育期的变化规律表现为先增大后减小,然后又增大,最后减小;不同灌水定额条件下玉米膜孔灌农田土壤含水率、土壤硝态氮和土壤铵态氮含量与玉米生育期之间的经验公式的相关系数均大于0.930 0,标准误差均很小。     

水分养分协同对冬小麦干物质运转和氮吸收利用的影响

【目的】 研究水分养分协同对冬小麦光合产物运转和氮素吸收利用的调控效应，旨在寻求提高冬小麦水肥利用效率的途径。 【方法】 采用防雨棚下测坑试验方法，于2015和2016年在黄淮海平原河南新乡连续进行了2 年田间试验。试验采用二因子 (土壤水分调亏度和施肥水平) 随机区组设计。3个土壤水分调亏度为轻度调亏、中度调亏和重度调亏，相对含水量分别为田间持水量的60%～65%、50%～55%和40%～45%；3个施肥水平为高施肥水平 (N 240 kg/hm2、P₂O₅ 240 kg/hm2、K₂O 240 kg/hm2)，中等施肥水平 (N 180 kg/hm2、P₂O₅ 180 kg/hm2、K₂O 180 kg/hm2) 和低施肥水平 (N 120 kg/hm2、P₂O₅ 120 kg/hm2、K₂O 120 kg/hm2)。共9个水肥组合，三次重复。利用氮同位素示踪技术研究不同水肥组合对植株氮吸收、分配与利用的影响。 【结果】 在高施肥水平下，中度水分调亏 (50%～55%) 可促进小麦营养器官花前贮藏物质向籽粒再运转；在中等施肥水平下，叶片花前贮藏同化物再运转量以轻度水分调亏为最高；在低施肥水平下，各营养器官花前贮藏同化物再运转量和再运转率随水分调亏度加重呈提高趋势。不同施肥水平下营养器官花前贮藏同化物总运转量对籽粒产量的贡献率随水分调亏度加重呈提高趋势。 【结论】 水分调亏提高了籽粒中来自花前营养器官贮藏物质转运的比例。水分调亏与养分调节相结合可有效调控小麦植株对肥料氮的吸收、积累和利用。低施肥水平 (N 120、P₂O₅ 120、K₂O 120 kg/hm2) 和轻度水分调亏 (60%～65%田间持水量) 组合是本试验条件下节水减肥高产高效方案。