再生水分根交替滴灌对马铃薯根-土系统环境因子的影响研究

分根交替(PRD)滴灌技术是很有节水潜力的灌水技术.利用再生水,采用分根交替滴灌技术对马铃薯根长密度、根重密度及土壤水盐的空间分布影响进行了研究.结果表明,马铃薯根系主要分布在0～60 cm的土层内,以植株为中心,呈放射状沿不同方向减小.通过研究所建马铃薯根长密度的空间分布函数能较好地反映根系的三维分布趋势.PRD灌溉可以刺激马铃薯根系生长,水分利用效率提高39%.进行PRD灌溉时应重点考虑滴头位置处及垄坡上的水盐变化,最好能起到节水控盐的双重作用.再生水PRD地下滴灌是对传统地表滴灌的优化和提升.     

pH值对重金属Pb~(2+)吸附特性的影响

以砂壤土为研究对象,采用1次平衡法,研究了pH值对重金属Pb2+吸附特性的影响,在此基础上对等温吸附进行模拟分析。结果表明,土壤对Pb2+吸附的pH值影响敏感阈值范围为pH7。所引入的平衡质量体积比与吸附量之间的模型ln(S)=K1×CK2能较好地模拟不同pH值条件下的等温吸附规律。其次为Freundilich模型,Henry模型较适用于低pH值条件下的模拟分析。     

不同潜水埋深污水灌溉硝态氮运移试验研究

随着污水灌溉的迅速发展,污水灌溉对土壤环境及地下水的影响日益受到人们的关注。通过污水灌溉田间试验,探讨了不同潜水埋深条件下,污水灌溉对土壤及地下水中硝态氮的影响。结果表明:与灌水前相比,灌水后土壤硝态氮含量的峰值都出现下移现象,灌水对土壤中的硝态氮有强烈的淋洗作用;地下水埋深相同时,高灌水量处理土壤增加的硝态氮含量比低灌水量处理的大;灌水量相同时,土壤硝态氮增加量随着地下水埋深增加而增大。     

盐渍化地区土壤水分运动参数的测定及标定

针对盐渍化地区作物受土壤水分和盐分联合胁迫影响的复杂机理,以内蒙古河套灌区主要经济作物油料向日葵为研究对象,采用田间试验的方法对北方盐渍化地区作物根系吸水模型进行了研究。通过田间和实验室分别测定了土壤水分运动特征参数,并对田间实测土壤基质势进行了标定,建立了土壤基质势和饱和度之间的数学模型。此研究为盐渍化地区土壤水分运动的研究提供了依据,可作为盐渍化地区SPAC系统研究的参考。     

盐渍化地区油料向日葵根系吸水模型的建立

在盐渍化地区进行节水灌溉研究，具有一定的难度，其影响因素较多，而盐渍化地区根系吸水量的计算是进行节水灌溉的关键。该文根据带有作物根系吸水项的垂向一维土壤水运动方程，采用有限差分法，应用节水灌溉试验野外实测资料计算了作物根系吸水速率，并检验了所计算根系吸水速率的准确性。在此基础上将人工神经网络技术引入到根系吸水模型的建立中，建立了拓扑结构为15∶12∶5的根系吸水模型。研究表明：油料向日葵根系的主要吸水层集中在距地表0～50 cm土层间，最大吸水峰在20～40 cm之间运移；计算的根系吸水速率精度较高；所建立的BP神经网络根系吸水模型对盐渍化地区油料向日葵根系吸水速率的模拟具有较高的精度。     

向日葵株高和茎粗的空间结构性初步分析

通过对向日葵的株高、茎粗两生育指标田间系统采样研究，将影响系数法进行补充后应用到对两生育指标的原始数据特异值处理中。运用地质统计学原理探讨了株高、茎粗两生育指标的空间结构性并建立了变差函数模型。结果显示两变量具有较明显的区域化变量特征和较好的空间结构性，可用区域化变量理论来分析研究，经特异值处理后块金常数(C₀)值有了不同程度的降低。弥补了单纯采用经典概率统计法对作物生育指标进行分析的不足，对作物信息进行空间结构性和定量化研究可为精确农业的实施提供必要的技术支撑。     

降雨和蒸散对夏玉米灌溉需水量模型估算的影响

为揭示降雨和蒸散年际波动对作物灌溉需水量的影响机理,以华北平原南部地区夏玉米为研究对象,基于土壤水分概率密度函数建立灌溉需水量计算模型,分析了降雨、蒸散和灌溉需水量的年际波动特征,结合蒙特卡洛方法探讨了降雨和蒸散对灌溉需水量年际波动的贡献。结果表明:研究区夏玉米降雨参数年际波动显著,平均降雨量波动于4.958~25.003mm,变异系数为0.326;降雨频次波动于0.143~0.457 d-1,变异系数为0.170;平均降雨量和降雨频次均可采用Logistic分布描述:平均降雨量服从Logistic(11.273,2.022),降雨频次服从Logistic(0.318,0.029)。潜在蒸散量年际波动相对平稳,可采用对数正态分布描述:潜在蒸散量服从Log Normal(1.370,0.076)。灌溉需水量多年平均值为133.1mm,波动于8.1~381.8mm,变异系数为0.673,年际波动显著高于降雨和蒸散。平均降雨量对灌溉需水量年际波动的贡献率最大,其次为降雨频次,潜在蒸散量最小;在三者的共同作用下,灌溉需水量年际波动呈现出更大的不确定性。因此,在估算灌溉需水量时有必要对这种不确定性进行定量评估,针对不同降雨和蒸散条件制定合理的灌溉策略,为农业水资源管理和决策提供更可靠的科学依据。     

黑麦草分泌有机酸的生物特性对铅污染修复的影响

为了揭示根系分泌有机酸对植物修复效果的影响,该文采用液培试验研究根系分泌有机酸对黑麦草生理特性及重金属pb2+吸收转移的影响.结果表明,黑麦草根系分泌有机酸为草酸、酒石酸、苹果酸、冰乙酸和柠檬酸.0.1～1 mmol/L的内二酸和2～3 mmol/L冰乙酸有利于黑麦草地上和根系干质量的增加.0.1 mmol/L的洒石酸、0.5～l mmol/L的丙二酸、2～3 mmol/L的冰乙酸促进耐性指数的增加.1～3 mmol/L的丙二酸,酒石酸对地上部分Pb2+质量浓度起促进作用,1～3mmol/L的冰乙酸有利于黑麦草 生物量的增加,同时也有利于根系重金属pb2+质量浓度的增加.该研究可为重金属污染的植物修复技术提供参考.     

不同质量浓度铅对黑麦草根系分泌物和铅吸收富集的影响

为了揭示重金属铅的植物修复机理,采用水培试验研究黑麦草对铅的修复效果,结果表明,黑麦草在铅作用下分泌有机酸的种类随胁迫时间的推移而增加,且营养液中pH值的变化与黑麦草分泌的有机酸有直接关系。营养液Pb2+质量浓度400mg/L为pH值、有机酸、株高、干物质量、地上部分和根系含铅量以及根系耐性指数的敏感阈值。营养液Pb2+质量浓度大于600mg/L,严重限制了黑麦草的正常生长。     

施磷水平对再生水灌溉小白菜Cd质量分数和土壤Cd活性的影响

为阐明施用磷肥水平对再生水灌溉下小白菜吸收Cd的影响,以清水为对照,研究了3种施磷水平(80、110、140mg/kg)对3种再生水灌溉方式(清水再生水混灌、清水再生水轮灌、全再生水)下小白菜生物量和Cd质量分数以及土壤活性Cd质量分数的影响。结果表明,全再生水灌溉显著增加小白菜生物量,也显著增加小白菜地上部Cd质量分数,在3个磷处理下Cd质量分数分别增加了54.4%、51.5%、31.7%。高量施磷(110、140mg/kg)显著降低了小白菜地上部Cd质量分数,和施磷80mg/kg处理相比分别降低了16.5%、33.8%。随着施磷水平的提高,土壤活性Cd质量分数降低,施磷140mg/kg处理下降低最为显著,和施磷80mg/kg相比,在3种再生水灌溉方式下分别降低13.5%、16.3%、15.1%。磷肥适量施用能减少再生水灌溉下小白菜对重金属Cd的吸收,有利于保障食品安全。