典型黄土坡面天然草地产流产沙规律试验

通过野外模拟降雨试验,研究黄土区天然草坡的产流、产沙规律。试验设2个地类（草地和裸地）、3个降雨强度水平和3个坡度水平。结果表明：坡面初始产流时间与降雨强度呈负相关关系,与裸地相比,草地在降雨强度较大时（〉2.0 mm/min）加快坡面产流,在中（1.0-2.0 mm/min）、小等级降雨强度（〈1.0 mm/min）下则延缓产流;降雨强度较大时,裸地大坡度的产流强度随时间呈对数函数形式增长,中小等级降雨强度下的增长方式不符合这一规律;与中、小等级降雨强度不同,裸地在降雨强度较大时的产流产沙过程不一致;与裸地相比,草地的产流过程更为复杂,并不符合产流强度随时间呈对数函数形式增长的一般规律,草地产沙过程线与产流过程线的相对吻合程度受降雨强度的影响不明显。     

调亏灌溉下新型土壤改良剂与氮肥配施对冬小麦水氮利用率的影响

【目的】通过对冬小麦施用一种以农作物秸秆为主要原料研制的新型土壤改良剂,探讨调亏灌溉下该改良剂与氮肥配施对冬小麦产量及土壤水氮利用率的影响。【方法】以冬小麦"西农979"为试验材料,采用田间小区试验,对灌水(灌水量分别为0,1.467m3/hm2)、新型土壤改良剂(施入量分别为0,1 500kg/hm2)和氮肥(纯氮施入量分别为0,160,288kg/hm2)3个因素不同水平进行完全随机组合设计,共12个处理,研究亏灌条件下,新型土壤改良剂和氮肥配施后,成熟期冬小麦产量、土壤水分及氮素利用率的变化情况。【结果】新型土壤改良剂和氮肥单施或配施均能改善成熟期冬小麦土壤水分条件,提高土壤含水量、水分利用率及籽粒产量,且灌水条件下效果更为明显。新型土壤改良剂和氮肥配施不仅明显增加了0～200cm土层土壤硝态氮含量,而且有利于提高植株氮素吸收量。无论灌水与否,1 500kg/hm2新型土壤改良剂和288kg/hm2氮肥配施的增产效果最明显,水分利用效率、植株氮素吸收量均较高。【结论】适度亏灌条件下,新型土壤改良剂与氮肥配施可显著提高作物产量及水氮利用率。     

中国灌区水分生产率及其时空差异分析

从粮食产出和广义水资源投入出发,计算了31个省区灌溉农田的水分生产率并分析其时空变化特征,同时建立广义水利用系数以评价水资源的有效利用率。结果显示:由于粮食单产提高和灌溉用水量的减少,1998-2010年各省区水分生产率值均呈增大趋势,全国平均值由0.67kg/m3增大到0.81kg/m3;空间自相关分析表明,水分生产率值相似的省区在空间上显著地聚集,全局Moran’sI的检验值都大于0.01的置信水平,高值省区以黄淮海平原为核心集中分布,长江以南和东北则密集了低值省区,局部自相关属性为高-高(HH)、低-低(LL)的省区超过了20个,13a来总体和局部的空间分异特征随时间变化均不明显;不同地区的广义水利用系数都随时间增加,省区间水分生产率和广义水利用系数大小关系无一致性,水分生产率高的省区亦存在较大节水潜力。从自然条件、农业生产特征、经济发展程度等方面宏观分析了水分生产率和广义水利用系数在空间差异的原因。该研究为灌区水资源管理宏观政策的制定提供依据。     

冬小麦不同生育阶段水分利用对保水剂与氮肥的响应

为探明保水剂和氮肥及其配施后对冬小麦不同生育阶段水分利用的作用机理,通过大田试验,以不施保水剂和氮肥为对照,研究了保水剂(60 kg.hm 2)与氮肥[0、225 kg(N).hm 2、450 kg(N).hm 2]单施及其配施后对冬小麦不同生育阶段的土壤水分、干物质积累及水分利用的作用特征。结果表明:保水剂和氮肥的施用均提高了土壤剖面各层次的含水量及冬小麦干物质积累量、产量和水分利用效率。各处理中以单施450kg(N).hm 2氮肥、单施保水剂及保水剂与450 kg(N).hm 2氮肥配施处理土壤含水量较高。不施保水剂时,随施氮量的增加,冬小麦地上部干物质积累量显著提高。施用保水剂时,氮肥用量过高,干物质积累有所降低。拔节—收获期,保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理冬小麦干物质积累量均较高,且到生育后期效果更明显。在播种—拔节期和孕穗—灌浆期,随氮肥用量的增加水分利用效率提高,且保水剂与氮肥配施处理增加幅度更大。而灌浆—收获期,高氮[450 kg(N).hm 2]和保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理的水分利用效率提高幅度最大,分别较对照增加53.8%和57.8%。而最终产量与水分生产效率以60 kg.hm 2保水剂与225 kg(N).hm 2氮肥配施处理最高。说明氮肥用量适宜时,施用保水剂冬小麦产量和水分利用效率的提高幅度更大。     

变量喷洒喷头组合喷灌试验

变量喷头可以根据喷洒地块形状和喷洒量的要求实现射程和流量的同步可控,对精确灌溉具有重要意义.试验研究了基于扇形通孔动静片调节器的变量喷头在系统不同压力工况下组合喷灌时的水量分布及喷灌均匀度等水力性能,并与传统圆形喷洒域喷头进行了对比,研究了变量调节器对喷头性能的影响及其对工作压力的敏感性.工作压力和调节器的双因素重复全面试验结果表明,变量精确灌溉喷头较传统圆形喷洒域喷头单喷头控制面积降低了15.4％,喷灌均匀度提高了9.5％,喷灌强度降低了15.7％,射程损失了5.9％,喷洒域系数可达64.0％.组合均匀度方差分析结果表明,调节器和工作压力以及两者之间的交互作用对组合均匀度都有极显著影响,变量调节器的设计需要满足喷头在不同工作压力工况条件下的性能要求.     

含单萜酚结构酰胺类杂合分子的设计与合成及抑菌活性

为寻找具有良好抑菌活性的酰胺类化合物,本研究将天然单萜酚类化合物香芹酚和百里香酚与琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)药效团拼合,设计并合成了30个酰胺类杂合分子,其结构经核磁共振氢谱(1H NMR)、碳谱(13C NMR)及高分辨质谱(HRMS)等确认。采用菌丝生长速率法测定了目标化合物对5种植物病原真菌的抑菌活性。结果表明,目标化合物对茄链格孢菌Alternaria solani和灰葡萄孢Botrytis cinerea的抑菌活性较好,其中 7e (N-(4-羟基-5-异丙基-2-甲基苯)-3-甲基噻吩-2-酰胺)的活性最高,对茄链格孢菌和灰葡萄孢的EC₅₀值分别为3.28和15.06 μg/mL,且 7e 与啶酰菌胺之间没有交互抗性。琥珀酸脱氢酶(SDH)活性测定表明, 7e 对灰葡萄孢敏感、抗性和B-P225F突变菌株的SDH均具有较强的抑制活性。分子对接研究表明, 7e 与野生型和突变型灰葡萄孢琥珀酸脱氢酶(BcSDH)之间具有较强的亲和力;推测 7e 是潜在的新型SDHI,其与啶酰菌胺之间对菌株SDH抑制活性的差异和与野生型和突变型BcSDH之间结合模式的差异,可能是二者之间没有交互抗性的原因。     

灌区蓝绿水资源与作物生产水足迹多时空分布量化分析

作物生产水足迹度量作物生产过程对不同类型水资源的消耗,为实现农业水资源管理与评价提供了更全面的新视角。该研究通过耦合土壤水分动态平衡模块,考虑输配水损失,构建灌区蓝、绿水资源与作物生产水足迹多时间尺度分布式量化模型;以宝鸡峡灌区为例,定量评价不同典型年灌区蓝绿水资源与作物生产水足迹多时间尺度演变规律。结果表明:宝鸡峡灌区蓝绿水资源总量在2008-2017年呈上升趋势。各作物对绿水资源利用效率均持续上升,而小麦蓝水资源利用效率呈下降趋势;玉米、小麦生产总水足迹整体呈上升趋势,多年平均值分别为573和779 m3/t;作物生产绿水足迹在拔节-灌浆期占比较高,成熟期占比较低;作物生产水足迹在日尺度波动幅度最大;平水年、丰水年灌区用水存在不合理现象,枯水年作物生产单产水平最高,总水足迹最低,水资源利用效率最高。该研究所构建模型可移植适用于无排水渠系灌区水文模拟,准确量化灌区农业生产耗水,解析日-月尺度作物生产水足迹演变特征,有助于明确灌区作物耗水规律,进而高效利用绿水资源,合理配置蓝水资源,提高作物产量,实现高效生产。     

水分亏缺对番茄生理特性及水分生产效率的影响

根据番茄的生长发育特点,分别以50%、60%、75%田间持水量作为苗期、开花坐果期、结果期的土壤水分下限,每个生育期的土壤水分上限设置3个水分水平,研究不同生育期水分亏缺和亏缺程度对番茄生长发育及生理特性的影响。结果表明,不同生育期的水分亏缺对番茄株高、茎粗、叶绿素相对含量、日光合及蒸腾速率变化等均有不同程度的影响,呈现明显的生长与生理补偿效应,水分胁迫处理的日光合速率峰值提前出现,蒸腾速率随水分亏缺程度的增加而减少,这有助于调控番茄无用的蒸腾耗水。通过对番茄不同生育期的灌水量和产量关系的研究得出,当全生育期灌水量为4025.80 m3/hm2时,番茄可以获得最高产量12.84×104kg/hm2。     

杨凌城区雨水资源利用潜力计算及其效益分析

应用径流系数法分析了杨凌示范区城区雨水资源利用潜力.2007年可直接收集利用的雨水总量为123.91万m3,占该年杨凌城区总用水量的28.3%;可处理后回用的雨水总量为367.15万m3,但目前仅有占城区总面积1.98%的绿地利用雨水12.93万m3,其它均未予利用;预计到2020年,以枯水年计算,可直接收集利用的雨水总量为3 233.03万m3;可处理后回用的雨水潜力巨大.并进一步对杨凌城区实施雨水利用后可能产生的经济、社会和生态效益进行了评价分析.     

聚丙烯酸钠对黄土坡面产流产沙的影响研究

通过野外模拟降雨试验,研究了施用SP对黄土坡面产流、产沙的影响,并对实验数据进行数学模拟,建立了SP施用量与产流、产沙强度间的关系模型.结果表明:SP施用量与产流时间、平均产流强度呈二次函数相关关系,与产沙强度呈线性负相关关系.SP用量在0～2.42 g/m\+2之间时,能够延缓坡面产流,用量为1.21 g/m\+2时延缓产流效果最明显;用量介于0～3.31 g/m2之间时,能够增加土壤入渗,减少坡面产流量,用量1.65 g/m2的增渗减流效果最佳;施用SP后,能够减少坡面输沙强度,且用量越大,减沙效果越明显.SP可影响坡面产流过程,用量1.8 g/m2时,能够减小产流初期径流强度增幅,用量为3.6 g/m2时,其产流过程线与对照极接近,而施用量增加到5.4 g/m2时,产流强度明显增大.SP对坡面产沙过程的影响表现为:随施用量增大,产沙强度峰值呈逐步减小的变化趋势.