不同水分条件下土壤N2O排放的动力学方程模拟

[目的]水分对土壤N₂O排放有重要影响。运用混合动力学方程模拟不同水分条件下土壤N₂O累积排放的过程,分析土壤水分对N₂O产生途径的影响及其变化规律,为通过改善土壤管理降低N₂O气体排放提供理论和实践指导。[方法]通过室内培养试验,研究了不同水分条件[40%WHC,60%WHC,80%WHC,100%WHC和淹水处理,WHC(田间持水量)]下土壤N₂O排放特征、硝铵态氮含量和氧气消耗动态变化。[结果](1)N₂O排放速率24 h时达到最大,淹水处理[3.46μg/(kg·h)]是其他处理的54.5～178.9倍。(2)土壤N₂O累积排放量均随着培养时间的延长而增加,淹水处理的快速上升阶段为前48 h,而其他处理为前96 h。培养结束时的土壤N₂O累积排放量,淹水处理(44.6μg/kg)分别是40%WHC,60%WHC,80%WHC和100%WHC的67.1,29.2,20.8,10.4倍。(3)除淹水条件下,伪...     

夏玉米苗期对不同时长干旱-复水的生理响应机制

为探究干旱-复水环境下夏玉米苗期的生理调节机制，采用桶栽的方式，设置3个水分处理：正常处理(CK) :75%~85%θ_f（田间持水量），轻度胁迫(W₁) :60%~70%θ_f，中度胁迫(W₂) :50%~60%θ_f；设置3个胁迫时长，7 d(T₁)、10 d(T₂)、13 d(T₃)；于胁迫与复水期间测定夏玉米苗期叶片的渗透调节物质、抗氧化酶及光合指标。结果表明：在轻度和中度胁迫下，脯氨酸(Pro)含量呈先增大后减小趋势，第3天达到峰值，相较于CK分别提高32.7%、44.1%；复水后，胁迫10 d处理的Pro累积量高于胁迫7 d的处理，而胁迫13 d无明显累积效应。超氧化物歧化酶(SOD)活性在胁迫期间呈先增大后减小趋势，第3天达到峰值，相较于CK分别提高22.0%、12.4%；复水后活性增强，且胁迫13 d处理的SOD活性高于胁迫10 d和胁迫7 d处理。过氧化物酶(POD)活性在轻度胁迫处理下呈先增大后减少趋势，在第3天达到峰值，相较于CK提高28.5%，而在中度胁迫处理下POD活性呈减小趋势，且低于CK；复水后酶活性均恢复至正常处理水平。丙二醛(MDA)含量在胁迫期间呈增高趋势，且胁迫时长越长，增幅越大，在胁迫13 d处理下，中度和轻度胁迫下的MDA含量相较于CK分别提高140%和281%；复水后胁迫缓解，所有处理组的MDA含量均恢复至正常处理水平。在轻度和中度胁迫下，夏玉米的净光合速率、气孔导度以及蒸腾速率分别为CK的92.5%和77.7%、93.9%和74.3%、87.9%和74.5%，光合作用受到限制；复水后，中度胁迫处理表现出光合补偿效应，光合指标值均高于其他处理。研究表明，持续10 d维持土壤50%~60%θ_f较利于夏玉米生长，其复水后出现显著的光合补偿效应。     

中国旱作农区不同量秸秆覆盖综合效应研究进展Ⅱ.不同量秸秆覆盖的农作物生理效应及研究存在问题与展望

综述了不同量秸秆覆盖对作物生理、产量和水分利用效应研究的最新进展,归纳了该领域目前研究中存在的问题,同时就其未来的研究方向进行了展望.     

基于STC89C52和GSM的灌溉远程监控系统

采用单片机、无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)、GSM无线通讯以及变量控制等技术,设计了一套精确灌溉的闭环远程监控系统.系统由上位监控计算机、灌溉监测控制器、STC89C52为核心的无线传感器网络、GSM无线通讯模块和阀门组成.远程监控中心计算机采用组态软件实现数据管理、人机界面来达到用...     

摇臂式喷头内流道流场数值模拟

用Pro/E软件建立喷头内流道的三维实体模型,选择RNGk-ε模型在CFD软件Fluent中模拟了雨鸟30PSH型摇臂式喷头在10种入口压力和4种主喷嘴直径组合下的内流道流场,分析了喷头主副喷嘴的流量、人口压力与出口平均速度等参数的关系.研究结果表明:主喷嘴直径增大时,副喷嘴流量几乎不变;主、副喷嘴的流量分配比例由主喷嘴直径决定,与入口压力无关.入口压力增大,主喷嘴出口平均速度增大,但副喷嘴出口平均速度不变.喷头主、副喷嘴的平均湍动能随人口压力增大而增大,不受主喷嘴直径变化的影响.主喷嘴出口静压力、湍动能和速度的标准差、副喷嘴出口静压力标准差与入口压力近似成正比;而副喷嘴出口湍动能和速度的标准差随主喷嘴直径或入口压力增大产生较大的无规律变化.喷头内流道流场的可视化结果显示喷头副喷嘴与弯管连接处静压力较大,接近喷头入口静压力.     

滴灌条件下水的硬度对滴头堵塞的影响

为探明滴灌条件下水的硬度对滴头堵塞的影响规律及堵塞机理,该文选取不同硬度水源和2种滴头(内镶圆柱式、内镶贴片式)进行滴灌试验,研究滴头的流量变化和堵塞规律,并用场发射扫描电镜技术观测了滴头内堵塞物的结构及成分。结果显示:硬水滴灌条件下,2种滴头的平均相对流量随着滴灌运行时间的增加呈均匀下降趋势,且水质越硬下降越明显;硬水滴灌会造成滴头堵塞,且水质越硬堵塞程度越严重。但同一硬度水源处理下,2种滴头的平均相对流量和堵塞程度基本一致。堵塞的滴头在毛管的前1/3段、中1/3段、后1/3段都有分布。堵塞物质分析显示,Ca CO3沉淀导致的化学堵塞是滴头堵塞的主要原因。研究结果为滴灌技术在灌溉水质较硬地区的推广使用提供参考。     

氨化秸秆还田加快秸秆分解提高冬小麦产量和水分利用效率

为探索一种能够加快秸秆分解速率和促进冬小麦生长的秸秆还田新措施,2011-2014年采用小区试验方法,对比研究了秸秆覆盖(CK1)、秸秆翻压还田(CK2)、长秸秆氨化翻压还田(AS)和粉碎秸秆氨化翻压还田(PAS)4种秸秆还田方式对秸秆分解速率、土壤水分蓄积、冬小麦叶面积指数和地上部干物质积累、产量及水分利用效率的影响。结果表明,秸秆还田210 d后,AS处理秸秆残留量为48.46%,分别较CK1和CK2降低24.31%和13.68%;PAS处理秸秆残留量为41.84%,分别较CK1和CK2降低34.64%和25.46%;且氨化处理加快秸秆分解速率的效果主要体现在冬小麦生长前期。土壤呼吸与秸秆分解速率呈显著正相关关系,相关系数为0.67(P0.05);AS和PAS处理土壤呼吸速率在冬小麦生长前期分别较CK1增加109.66%和170.13%,分别较CK2增加34.55%和73.36%。连续3 a冬小麦生长季,氨化秸秆还田能显著(P0.05)提高冬小麦生长后期0~100 cm土壤蓄水量。粉碎并氨化秸秆(PAS)较未氨化秸秆还田(CK1、CK2)能显著(P0.05)提高冬小麦拔节期后叶面积指数,促进地上部干物质质量的积累。AS和PAS处理冬小麦3 a平均产量分别较CK1提高6.13%和9.53%,分别较CK2提高3.99%和7.32%;水分利用效率分别较CK1提高5.03%和8.73%,分别较CK2提高5.13%和8.83%。其中,PAS处理3 a平均水分利用效率较AS高。因此,氨化并粉碎秸秆还田(PAS)能有效加快秸秆分解,促进冬小麦生长,提高产量和水分利用效率,对于干旱、半干旱地区改良秸秆还田措施具有重要的实际意义和理论价值。     

氮磷肥配施促进半干旱区沟垄集雨种植谷子节水增产

沟垄集雨种植是西北旱作农田广泛运用的高效节水栽培模式,为优化施肥配置,进一步提升其增产效能,该研究在沟垄集雨和平作2种种植模式下分别设置不施肥、低量（N 93 kg/hm2+ P2O548 kg/hm2）、中量（N 186 kg/hm2+ P2O596 kg/hm2）和高量（N 279 kg/hm2+ P2O5144 kg/hm2）共4个施肥量水平,对宁南旱区连续4 a（2012—2015年）施肥梯度处理下谷子产量及水肥利用效率进行了研究。结果表明,沟垄集雨种植较平作可有效降低土壤水分蒸发,谷子全生育期总耗水量减少了18.3~26.8 mm;同一施肥水平下,沟垄集雨种植在2012、2013年（丰水）呈减产趋势,在2014、2015年（平水）显著增产,较平作增加了穗粒数和收获指数,提高了谷子的水肥利用效率。在各降雨年份下,随施肥量的加大,沟垄集雨种植下谷子干物质积累量、产量和水分利用效率均呈增加趋势,当超过中肥后增幅不显著,肥料农学利用效率呈下降趋势,经济收益在中肥下达到最大。综合产量和经济效益分析,中肥是半干旱区谷子沟垄集雨种植模式的适宜施肥量,较平作种植在平水年型下可增产7.6%,水分利用效率和肥料农学利用效率分别提高了14.9%和9.9%。     

安装高度和工作压力对育苗喷头水力性能影响的试验研究

[目的]探究安装高度及工作压力对育苗喷头水力性能的影响,得到育苗喷头适宜工作条件,优化育苗喷头喷洒水力性能.[方法]选取育苗喷头的安装高度为0.5、0.6、0.7 m,分别测试其在200、250、300、350 kPa工作压力下单喷头的水量分布.基于水量平衡原理,建立移动喷洒水量分布计算模型,将单喷头定喷水量分布转换为...     

地上部与地下部作用对玉米/大豆间作优势的影响

通过对不同分隔方式下玉米/大豆间作的养分吸收量、光合参数与产量等的测定,分析地上部和地下部的资源竞争作用。试验设置4种间作分隔方式和2种单作处理:地上地下均不分隔(T1),地上地下均分隔(T2),仅地下分隔(T3),仅地上分隔(T4),单作玉米(T5)与单作大豆(T6)。结果表明,对于籽粒产量和生物学产量的土地当量比,T1为1.23和1.20,T2为0.97和0.91,T3为1.01和1.02,T4为1.10和1.08。玉米相对大豆的资源竞争能力,T1为0.79,T2为-0.08,T3为0.14,T4为0.39。玉米相对大豆的氮、磷、钾营养竞争比率,T1为1.63、1.92和1.50,T2为1.05、1.03和1.06,T3为1.28、1.32和1.27,T4为1.47、1.43和1.36。除拔节期外,T1玉米的净光合速率P n、蒸腾速率T r、气孔导度G s与细胞间隙CO2浓度C i最高;T4略低于T1,但差异不显著;T2和T3均显著低于T1;除分枝期外,T1大豆的P n、T r、G s与C i最低;T4略高于T1;T2和T3均显著高于T1。综上所述,对于玉米/大豆的间作优势而言,地上部与地下部的相互作用大于单一因素的作用,其次,地下部作用大于地上部作用。