水分和CO2浓度对冬小麦气孔特征、气体交换参数和生物量的影响

利用可精准控制CO₂浓度([CO₂])的大型人工气候室, 研究了水分亏缺和[CO₂]升高对冬小麦气孔特征、气体交换参数及生物量的影响。结果表明, 水分亏缺导致冬小麦气孔开度减小和气孔空间分布的规则程度降低, 提高[CO₂]能够减缓水分亏缺时气孔开度和气孔分布规则程度的下降幅度。与充分灌溉相比, 不同水分亏缺条件下冬小麦的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著降低(P<0.05), [CO₂]仅可缓解轻度亏水对气体交换过程的影响, 该缓解能力随水分亏缺程度的加剧而降低。水分亏缺降低冬小麦生物量, 但[CO₂]升高对水分亏缺时生物量产生的影响不显著(P>0.05)。水分亏缺条件下, 冬小麦通过调整气孔开度和气孔空间分布格局改变叶片的气体交换效率, [CO₂]升高对冬小麦产生的“施肥效应”受土壤水分条件的限制。     

秸秆还田下不同水肥对玉米气孔形态特征及其分布格局的影响

为确定黄淮海平原地区秸秆还田下玉米生长所需的最佳水肥量,通过布设秸秆还田下的大田水肥试验,探究了灌水量和施肥量对不同生育期玉米的气孔形态特征及其空间分布格局的影响.研究结果显示:①拔节期和灌浆期玉米远轴面的气孔密度均明显高于近轴面的气孔密度,表明玉米叶片的远轴面与近轴面对灌水量和施肥量的响应并不一致.②玉米拔节期气孔宽度、气孔面积和气孔形状指数均明显大于灌浆期,表明气孔形态特征在玉米不同生育期对水肥的响应存在明显差异,且玉米拔节期气孔对水肥的响应比灌浆期更敏感.③在玉米拔节期,灌水量750 m3/hm2和施肥量750 kg/hm2(W750F750)处理下玉米叶片的气孔分布最为规则,而灌浆期玉米气孔在灌水量750 m3/hm2和施肥量600 kg/hm2(W750F600)时呈现最规则的分布格局.结果表明,秸秆还田条件下,最优灌水量(750 m3/hm2)和施肥量(600 kg/hm2)处理的玉米气孔形态特征及其空间分布格局最有利于提高其气体交换效率,从而增加黄淮海平原玉米叶片的净光合速率和粮食产量.     

9种观赏性桉树引种试验分析

通过育苗与栽种,对9种20个家系的观赏性桉树在3个试验地进行引种试验,经过调查,分析栽种2年来的生长情况,总结引种桉树成活率不高的原因,初步筛选出具观赏价值的树种,进行第2次调查,分析其性状,为今后观赏桉树的继续引种提供依据。     

基于深度学习人工神经网络的青椒调亏灌溉水量预测

在2014—2018年,采用垄沟集雨覆盖种植滴灌技术与调亏灌溉技术相结合（MFR-RDI）对青椒进行试验研究,选取灌溉水利用效率最高的试验处理（即青椒结果后期重度亏水）进行灌水量预测。根据试验期间搜集的各项资料,在MFR-RDI种植方式下,以作物需水量、青椒生育期天数、作物生育期内的降水量、土壤含水率、前一天的灌水量作为模型输入因子,构建青椒作物灌水量的深度学习人工神经网络（DNN）预测模型。通过模型试验得到最佳DNN预测模型,该模型的隐含层包括4层,各隐含层神经元个数分别为：32、16、8、4。模型的激活函数采用“ReLU”,优化函数为“adam”,迭代次数为300。模型使用2018年的数据进行了测试。测试结果表明DNN模型的RMSE为0.898 mm,MAE为0.257 mm,NS为0.758,R²为0.7635,说明该预测模型具有较高的精度性能。通过预测结果可以得到此种植方式下青椒的灌溉制度,为实现高效智能节水灌溉提供参考。     

基于ET管理技术的应用研究——以山西临县为例

为研究ET管理的工程节水、农艺节水和管理节水的综合节水技术,在临县白文镇曜头村选取玉米作物的四种不同组合灌溉模式,采用区域水量平衡的方法,对不同模式下不同耗水ET的变化、作物产量、作物水分生产率及效益等方面进行分析比较,结果表明所选取的"秸秆还田覆膜沟灌"模式是比较理想的应用种植模式。在ET管理综合节水措施下,可在山西及其他适宜区域对"秸秆还田覆膜沟灌"模式进行推广应用。同时对促进区域农业和经济社会可持续发展发挥重要的示范引导作用。     

尿素溶液浓度对一维垂直入渗特性影响的试验研究

通过室内试验分析了尿素肥液浓度对一维垂直积水入渗的累积入渗量、湿润锋以及入渗结束后土壤含水量的分布影响.结果表明:累积入渗量和湿润峰运移距离随着尿素肥液浓度的增大而减小;在不同区域,尿素肥液浓度对土壤含水量分布影响不同,在传导区,土壤含水量随着肥液浓度的增大而增大,在湿润区,土壤含水量随着肥液浓度的增大而减小.研究结果可以为农田灌溉施肥技术提供支持.     

随机降雨对滨海盐碱土壤水分分布的影响

采用矩形脉冲模型随机模拟降雨过程,驱动HYDRUS模型分析土壤水分分布状况,应用析因设计方差分析方法量化降雨总量、降雨次数、极端降雨以及其时程分配特征对土壤含水率的影响。研究聚焦我国滨海平原盐碱地,以黄骅市为典型对象,定量分析3日逐小时降雨过程对不同深度土层（0~150 cm）土壤含水率的影响。结果表明：相较降雨过程的随机性而言,降雨对土壤含水率的影响因素降雨总量（A）>降雨次数（B）>极端降雨（C）,且降雨总量与次数间二阶交互作用对土壤含水率影响显著（P<0.05）;降雨总量一定时,当降雨次数较低（10次）,其平均降雨强度较大,相较于降雨次数较高（15、20次）,活跃层土壤含水率增高2.74%~6.23%,而相对稳定层土壤含水率降低5.66%~15.63%;随机降雨与均匀降雨对浅层土壤含水率影响的差异较小,但随着土层深度的增大,两种降雨方式下土壤含水率的差异不断增大,当降雨总量为250 mm时,均匀降雨条件下的稳定层土壤含水率相较于随机降雨最大增幅达39.52%,且相比于均匀降雨过程,随机降雨在降雨总量较小（160 mm与200 mm）时可入渗至稳定层;相较降雨总量对土壤含水率的影响,HYDRUS模型参数土壤饱和含水率（θ_s）的不确定性对土壤含水率影响更大。     

天然矿物质防霉剂对苜蓿干草捆营养价值的影响

试验以紫花苜蓿为原料，分别用添加量为2％、3％、4％的天然矿物质防霉剂氧化钙（CaO）对高水分苜蓿干草捆（20％～25％）进行处理，于贮藏12个月后取样，采用对比分析法，通过物理性状、营养成分及24h干物质降解率等指标，研究不同添加量CaO对苜蓿干草捆营养物质保存和消化情况的影响。试验结果表明，在CaO添加量为4％时，营养损失最小；CaO添加量为3％时，消化率最高；二者之间的这两项指标均无显著性差异（p〉0．05）。两种处理都有效保存了苜蓿干草捆的营养物质，起到了良好的防霉效果，但考虑到防霉剂的成本，经综合评定，认为添加3％CaO为最佳处理。     

柠条膨化加工工艺条件优化

针对当前大多数禁牧、休牧区柠条（Caragana korshinskii）资源储量大但利用率低的现状,寻找能有效降低纤维类物质含量、改善适口性、提高饲用价值的利用途径,成为柠条饲料化研究的重点。本试验将有效降低木质素和纤维素含量的膨化技术应用于柠条的保护性开发利用中,对柠条的营养成分进行分析,进而对其饲用膨化技术和营养价值进行评价探讨。结果表明,在压力1.0 MPa、温度170 ℃、原料含水量30%、切短长度2 cm的条件下,膨化效果最好,柠条中木质素含量最低,干质量消化率最大。     

环境因子对苜蓿田间自然干燥的影响

苜蓿(Medicago sativa L.)在干燥过程中的营养损失一直是制约苜蓿产业发展的关键技术难题,如何加快干燥速率,缩短干燥时间成为当今苜蓿干草调制加工研究的热点.试验以‘金皇后’紫花苜蓿为原料,通过对其含水量及主要气象参数的测定,研究了苜蓿干燥过程中的水分散失规律及影响苜蓿干燥速率的主要因子,旨在为探讨加快苜蓿干燥的途径提供依据.结果表明:苜蓿在自然干燥过程中,干燥速率呈先快后慢的变化趋势,而且夜间返潮严重,营养损失较大;压扁处理可有效加快苜蓿干燥,含水量从约80％降至10％左右需56 h,较未压扁苜蓿缩短干燥时间约24 h,但压扁苜蓿更易返潮;苜蓿干燥速率与太阳辐射强度、气温和风速极显著正相关,而与苜蓿含水量的正相关关系不显著,同时与空气湿度和大气水势有极显著的负相关关系,各因子对苜蓿干燥速率的影响大小顺序为:太阳辐射强度＞气温＞大气水势＞空气湿度＞风速＞苜蓿含水量.