旱作覆膜玉米生长和水分利用对气候变化的响应

基于3 a连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验校准和验证AquaCrop模型的适用性,模拟研究了气候变化对夏玉米生长、产量和水分利用的影响,分析了覆膜措施对气候变化的应对效果。结果表明:关中地区(以武功、宝鸡和西安地区为例)年平均温度呈逐年递增趋势,温度增加幅度由高到低依次为宝鸡、西安和武功,增温速率分别为0.20、0.12℃·10a~(-1)和0.09℃·10a~(-1);降雨量呈逐年递减趋势,减少幅度大小依次为西安、宝鸡和武功,减小量分别为3.59、3.23 mm·10a~(-1)和2.64 mm·10a~(-1)。AquaCrop模型在关中地区表现出了良好的适用性,可以较好地模拟连续覆膜条件下作物的产量指标、水分利用和生长的动态变化,冠层覆盖度模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)介于1.1%～15.3%,生物量模拟值和实测值之间的RMSE介于0.626～2.540 t·hm~(-2),土壤贮水量模拟值和实测值之间的RMSE介于12.6～47.4 mm。模拟研究表明,上世纪60年代以来,随着气温不断升高,武功、宝鸡和西安地区的夏玉米生育期均呈逐年缩短趋势,特别是1980s以来,减少幅度达2.76、4.82 d·10a~(-1)和5.94 d·10a~(-1);在不同的降水年型下,覆膜处理产量均高于裸地处理,且其变异系数较小;在干旱气候条件下,覆膜处理依然可以获得一定的籽粒产量,与裸地处理相比,覆膜处理表现出了较好的稳产效应。同时,覆膜处理有效减少了玉米苗期土壤表层蒸发(平均减少7.6 mm),从而在土壤中保蓄更多的降雨;覆膜处理虽然增加了土壤耗水量,但其通过保蓄土壤水分,稳定作物产量,有效提高了玉米的水分利用效率。因此,关中地区旱作覆膜可以有效适应当地气候变化,在一定程度上应对干旱气候,具有较好的增产稳产效应。     

基于土壤基质势的灌溉预报及自动控制系统设计

为了使灌溉预报及自动控制系统简单、投资成本低且便于推广应用,设计了一套基于土壤基质势的灌溉预报及自动控制系统.通过利用电接点压力表测量负压计中的压力,设定不同作物、不同生育期、不同灌水方式的灌水下限和上限.当土壤基质势达到灌水上下限时,通过电接点压力表和自动控制电路,实现灌溉预报和自动控制.灌水过程中,通过单片机、远传水表和液晶显示屏,可以实现灌水时间、灌水量和灌水次数的记录与存储.经室内试验验证表明基于土壤基质势的灌溉预报及自动控制系统合理可行,对于粉砂壤土可以将灌水上限的土壤基质势设置为-8 kPa左右.     

结果期滴灌施肥频率对黄瓜生长和产量的影响

以大棚黄瓜为对象,在结果期分别每隔3、6、9、12、15 d膜下滴灌施肥1次,共设置5种滴灌施肥频率,以传统沟灌为对照,研究不同滴灌施肥频率对黄瓜株高、茎粗、叶片数和产量的影响。结果表明,与传统沟灌相比,采用滴灌施肥有利于黄瓜的生长并获得高产;不同滴灌施肥频率条件下,各处理间茎粗、叶片数和产量有明显的变化趋势,但相互间差异不显著(P0.05);随滴灌施肥间隔时间的增加,植株相对越高大粗壮,叶片相对越多,当间隔时间超过12 d时,趋势相反,不利于作物的营养生长;滴灌施肥3 d/次的产量相对最高,为117.6 t/hm2,故大棚黄瓜结果期滴灌施肥频率以3 d/次为宜。     

不同耕作方式下新复垦区春玉米试验研究

【目的】探索新复垦区春玉米种植适宜的耕作方式。【方法】通过田间试验,设置传统耕作(CK)、地膜覆盖(FM)、秸秆深埋(BS)、地膜覆盖+秸秆深埋(F+S)4种处理,研究了不同耕作方式对土壤水肥动态及春玉米生长和产量的影响。【结果】(1)F+S、BS、FM处理的玉米生育期内0~20 cm与20~40 cm土层平均含水率分别比CK增加了14.4%、0.2%、13.0%和9.1%、10.7%、1.1%。(2)玉米苗期至灌浆期,F+S处理的20~40 cm与40~60 cm土层土壤平均有机质量比CK、FM、BS处理分别高25.2%、12.5%、8.5%和12.4%、15.6%、5.9%;F+S、BS和FM处理玉米生育期内20~40 cm与40~60 cm土层土壤平均碱解氮量分别比CK高20.7%、22.4%、7.6%和20.4%、18.7%、6.3%。(3)从整个生长过程来看,不同处理的玉米株高、叶面积指数、茎粗均表现为F+S处理FM处理BS处理CK。F+S、BS和FM处理的玉米产量均显著高于CK(P0.05),分别比CK提高了15.9%、10.5%、5.6%。【结论】地膜覆盖+秸秆深埋处理具有良好的蓄水增肥效果,为新复垦区春玉米的生长提供了较好的土壤环境,获得了较高产量,是新复垦区春玉米种植适宜的耕作方式。     

轴流泵多工况优化设计及效果分析

为了提高轴流泵非设计工况的运行效率,拓宽轴流泵高效区范围,对轴流泵进行多工况优化设计。结合轴流泵段的模型试验,采用数值模拟手段和数值优化技术,改变叶轮的几何设计参数。对轴流泵叶片进行参数化建模,再对轴流泵叶轮结果进行泵段数值模拟。最后以轴流泵段3个流量工况点的加权平均效率最高,扬程为约束条件,改变轴流泵叶轮的设计参数,对轴流泵段进行多工况优化设计。研究结果表明:优化后轴流泵段效率曲线较初始泵段明显变宽,其中小流量工况点效率提高约2.6%,设计工况点效率提高约0.5%,大流量工况点效率提高最多,约7.4%,而对于扬程变化范围较小,各工况点扬程均能满足运行要求,大大降低了运行成本,缩短了优化设计的周期。同时采用CFD计算的学科分析方式,结合试验研究的手段取代人工凭经验的优化方式,证实了轴流泵段多工况优化设计的可靠性、高效性。该研究将为泵站的高效运行和轴流泵的多工况优化设计提供参考。     

不同灌水量和矿化度对小麦生长影响的试验研究

通过在西北旱区石羊河流域开展的田间小麦咸水灌溉试验,研究了咸水灌溉对小麦生长指标及产量的影响。试验设置2个因素,灌水量3个水平W1、W2、W3(355、280、205mm),灌水矿化度4个水平S1、S2、S3、S4(0.7、3.0、5.0、7.0g/L)。试验结果表明:在相同灌水量条件下,随灌水矿化度的增加,株高降低2.7%~16.0%,叶面积指数降低9.65%~28.28%、产量降低1.81%~27.02%、干物质减少15.66%~34.42%;在相同灌水矿化度条件下,随灌水量的减少,株高降低1.37%~11.67%、叶面积指数降低14.07%~20.45%、减产7.31%~27.33%、干物质减少10.26%~49.04%。在充分灌溉(355mm)处理下,与0.7g/L相比3.0g/L处理对小麦各生理指标影响差异较小,株高相差小于1cm、叶面积指数减少7.6%、减产1.81%、干物质减少7.1%。因此,灌水量355mm和矿化度3.0g/L可应用于该地区小麦灌溉。     

成水灌溉对土壤盐分分布和物理性质及制种玉米生长的影响

在石羊河流域通过开展咸水灌溉田间试验,研究了不同矿化度(微)咸水灌溉对土壤盐分分布和物理性质及制种玉米生长的影响.田间试验设4个灌溉水矿化度水平:S0、S3、S6、S9,分别表示矿化度为0.71、3、6、9 g/L.结果表明,咸水灌溉条件下,作物收获后与播种前相比较,0～100 cm土壤剖面中S9、S6、S3、S0处理的平均含盐量的变化值分别为0.190、0.157、0.115、-0.010 g/kg.咸水灌溉引起了土壤体积质量、孔隙度和饱和导水率等基本物理性质的改变,随着咸水灌溉次数的增多,土壤体积质量有逐渐增大的趋势,而孔隙度和饱和导水率有逐渐减小的趋势.灌溉水的矿化度越高,其变化幅度也越大.咸水灌溉条件下S9、S6、S3处理制种玉米的株高分别比淡水处理S0低16％、13％、10％,叶面积指数分别比淡水处理S0低24.1％、18.1％、4.1％,产量分别比淡水处理降低32.8％、29.1％、23.2％.     

基于大系统分解-动态规划聚合法的多块滩涂围垦进度决策优化

为了解决多块滩涂围垦进度决策问题,采用大系统分解-动态规划聚合法对多块滩涂的土地利用进行优化和最优开发。将多块滩涂框围进度最优决策模型分解为若干个单块滩涂土地利用规划线性子模型,采用动态规划逐次逼近法对子系统进行优化,确定各块滩涂在不同投资现值下的多阶段一系列优化结果与收益及费用指标体系,再针对各块滩涂围垦决策子模型采用动态规划法进行动态规划聚合,对多块滩涂进行围垦进度决策。求解方法能够给出多块滩涂框围进度和相应土地利用最优布局和开发进度决策。     

农民专业合作社财务管理系统应用的影响因素及改善策略——以江苏省为例

农民专业合作社财务管理系统应用的推广,对提升农民专业合作社的财务管理信息化和规范化具有重要意义。基于江苏省农民专业合作社的调研数据,运用因子分析法和因子评点法,分析农民专业合作社财务管理系统的应用现状,探讨影响农民专业合作社的财务管理系统应用的主要因素。结果表明,与财务人员和农民专业合作社负责人相关特性、财务管理系统的一些特征以及农民专业合作社的经营情况等都是影响财务管理系统应用的主要因素;其中财务管理系统使用便捷及售后服务对财务管理系统应用的影响度最大,而农民专业合作社的财务人员的基本素质对财务管理系统应用的影响度最小。每个合作社的财务管理系统应用水平受到合作社经营情况、财务人员和合作社负责人等7个主要因素的影响不同,因此,针对不同农民专业合作社提出转变经营管理理念、壮大经营规模以及加大资金投入等相关改善策略。     

箱涵式进水流道的立式轴流泵装置水动力特性分析

为了研究有涡时箱涵式进水流道的立式轴流泵装置水动力性能,该文采用CFD(computational fluid dynamic)和高速摄影技术对箱涵式进水流道的立式轴流泵装置进水流道内部附底涡流动特征及其对泵装置水动力性能的影响进行了分析。数值模拟和试验结果表明,基于CFD数值模拟技术,成功捕捉到各工况时箱涵式进水流道内部附底涡轨迹,与高速摄影捕捉到附底涡的运动轨迹较为一致,且均发生于喇叭管口下方,附底涡对泵装置的安全运行稳定性有直接影响。有、无消涡锥的箱涵式进水流道出口断面的轴向速度分布均匀度与速度加权平均角的差异性较小,但其水力损失值下降较大;叶轮所受轴向力相对比值m1在0～7.0%范围内波动,轴向力随流量系数的增大而减小,附底涡对叶轮所受径向力的影响较大,径向力相对比值m2在5.0%～110.0%范围内波动,涡带对叶轮受力有一定程度的影响,实际工程中应避免箱涵式进水流道内部涡带的出现。