基于SIRMOD模型的畦灌入渗参数估算及灌溉模拟

土壤入渗参数是地面灌溉中制定灌溉制度、评价灌水质量的重要指标。针对现有估算方法存在计算工作量较大、精度不高的现状,根据田间实测资料,利用SIRMOD模型,对小麦畦灌条件下田间土壤入渗参数进行了估算。与用Maheshwari法计算结果较为接近,差异均在2.0%以内。根据估算的土壤入渗参数,应用SIRMOD模型进行了多组合灌溉模拟,在保证灌水质量较高的条件下,得出了在不同亏缺水量时的适宜灌水量和灌水流量,通过田间实例验证表明模拟效果较好。     

核桃子叶不定根发生调控的研究

以核桃成熟或近成熟种实子叶为试材 ,在 1 4DKW基本培养基上其顶部 (近胚端 )的生根率达1 0 0 % ,而中部和基部 (远胚端 )的生根率为 0。在生根过程中顶部内源吲哚乙酸 (IAA)表现为初期上升 ,其后稳定在一定水平 ,当根原基开始生长时 (培养 4d)出现一个高峰 ;而中、基部内源IAA水平在培养初期下降 ,而后维持在一定的水平 ;蛋白凝胶电泳分析表明 :62 .8和 3 8.4kDa是与子叶不定根发生相关的蛋白条带 ,在不定根发生过程中 ,该带在子叶顶部表达增强 ,而中部、基部则消失。当培养基中附加一定水平的吲哚丁酸(IBA) ( 0 .5～ 1 0mg·L- 1 )时 ,子叶中、基部被诱导产生不定根 ;附加 2mg·L- 1 IBA ,其内源IAA的变化与子叶顶部在 1 4DKW基本培养基上发根时有相似的趋势 ;同时该处理启动表达了 62 8kDa蛋白条带和抑制表达3 8 4kDa蛋白条带。反之当培养基中附加 6-苄氨基腺嘌呤 (BAP)又抑制子叶生根 ,也抑制了与生根相关的IAA变化和蛋白表达。这一结果和良好的研究模式为从分子水平上深入认识木本植物不定根发生机制奠定了基础。     

改善农田与输配水系统性能的DSS模型应用研究

应用具有决策支持系统(DSS)功能的SEDAM模型模拟黄河下游簸箕李引黄灌区的灌溉需求与渠系输配水状况,利用节水多准则分析方法评价农田与输配水系统的改善方案。以田间实测的各类典型数据资料为基础,采用随机方法生成与田间和各级渠道相关的数据,产生用于多准则分析的属性数据和性能指标。根据不同水平的与农田及输配水系统相关的决策变量,设计了8种用于改善农田与输配水系统的模拟方案,通过模拟的需水量与现状供水量之间的对比以及模拟的各类效用值随时间变化的趋势,对模拟结果进行分析。结果表明,采用改善的农田与输配水系统运行方案可有效地减少渠系渗漏量,较好地控制农田渗漏损失,利用田间径流排水作为补灌水源,达到节水增产、改善农田生态环境的目的。     

尿不湿中高吸水性聚合物对矿区土壤的修复及紫花漆姑草（Spergularia purpurea）生长的影响

采用半野外试验研究了尿不湿中高吸水性聚合物对重金属污染矿区土壤的修复作用以及对当地植株生长的影响。试验设置4个处理,分别是对照(CK),粉碎的废弃尿不湿(SD)、从尿不湿中分离出来的高吸水性聚合物(DP)以及纯聚丙烯酸盐(PC)。研究结果显示,尿不湿中高吸水性聚合物处理的土壤上植株覆盖度显著提高,56d后就完全覆盖土壤表面,明显优于其他处理。该处理下的植株单株和累积生物量也显著增加,分别比对照提高了约2倍和4倍,而且植株体内重金属含量也明显下降。同时,与对照相比,尿不湿中高吸水性聚合物的应用使重金属污染矿区土壤的性质得到显著改善,主要表现在:明显提高了酸性土壤pH,增加了土壤水解酶的活性以及显著改善了土壤脱氢酶(DHA)和土壤基础呼吸,使微生物总体活性得到显著改善。尽管使用粉碎的尿不湿处理的各项结果明显好于对照,但其效果明显低于使用尿不湿中高吸水性聚合物和纯聚丙烯酸盐处理,这可能是由于粉碎的尿不湿中含有大量的塑料和纤维成分造成的。总体来看,使用尿不湿中高吸水性聚合物的效果与纯聚丙烯酸盐处理相似,这表明,回收的尿不湿中高吸水性聚合物可以应用于重金属污染土壤的修复。     

基于ISAREG模型的小麦间作玉米灌溉制度设计

将ISAREG模型与种植模式相结合研究小麦间作玉米的灌溉制度。对间作条件下灌溉制度模拟所需的各项参数进行了预处理和验证,分析评价了小麦间作玉米的实际灌溉制度,在此基础上根据小麦间作玉米的需水特性进行了多组合方案设计,分别得到了现状供水状况下和不受灌水日期约束时的优选灌溉制度。     

双作物系数模型SIMDual_Kc的验证及应用

为了将棵间蒸发与叶面蒸腾有效地分开,该文利用3 a冬小麦的田间实测数据（土壤含水率和实际腾发量）,率定和验证双作物系数模型SIMDual_Kc 在华北地区的适用性,并计算各生育阶段以及整个生育期冬小麦棵间蒸发量占作物腾发量比例。结果表明,模型模拟土壤含水率及实际腾发量的效果均比较好,拟合度较高。模型所模拟的棵间蒸发变化过程趋势明显,与作物生长阶段密切相关,整个生育期棵间蒸发量占作物腾发量比例在17%～22%左右变化,此模型在华北地区具有一定的适用性。     

畦田灌水质量评价及水分利用效率分析

畦田灌水质量是影响作物产量和水分利用效率的重要因素。针对现有评价灌水质量存在工作量较大的问题,根据田间实测资料,利用SIRMOD模型、SRFR模型和田间实测方法分别计算灌水效率和灌水均匀度,结果表明根据较少的观测资料利用SIRMOD模型或SRFR模型也可对畦田灌水质量进行评价。根据模拟结果初步得出了在一定条件下单宽流量、平整精度和田面坡度对灌水质量的影响规律,并对不同规格畦田小麦全生育期的平均灌水质量对产量和水分利用效率的影响进行了分析,得出畦长45 m,畦宽分别为5.0和7.5 m的畦田在获得较高产量的条件下,水分利用效率由现状的1.10 kg/m3分别提高到1.38 kg/m3和1.35 kg/m3,从田间试验角度论证了对灌区较大规格畦田进行缩块改造的必要性。     

考虑地面灌水技术制约的灌溉制度优化

制定作物灌溉制度不仅要考虑补充根层土壤水分以满足作物需求，还应考虑灌水方法对灌水量的限制。为研究我国华北地区地面灌溉条件下冬小麦－夏玉米连作的节水灌溉制度，在河北省雄县进行了连续3年不同灌水处理试验，用水量平衡模型ISAREG对各处理进行数值模拟，从而验证了选定的模型和参数。采用该模型模拟了不同水文年冬小麦－夏玉米连作的多种灌溉制度，对各方案的灌水次数、灌水量、降雨和灌溉水量损失以及作物产量等因素进行了对比，并对现行灌溉制度进行了评价。结果显示：雄县现行灌溉定额大大超过了灌溉需水量，主要原因是地面灌水技术的制约，如田面不平、进地流量过小或畦块过大等，造成难以控制小水量灌溉。为研究既能满足作物基本需水要求，又使灌溉水量损失最小的最佳灌水定额，用模拟地面灌溉水流运动的SRFR模型模拟不同生长阶段的灌溉，得到了每次灌溉时不同流量条件下的最小灌水量，以及灌水效率与灌水量的关系，据此提出了与灌水技术改进措施相结合的不同水文年的灌溉制度优化方案。