肥液氮素浓度在线检测装置研制

为实现肥液自动混合过程中氮素浓度的实时检测,设计了一个检测装置,该装置主要由硝酸根离子选择电极、电极信号调理电路、温度传感器、数据采集以及显示电路组成。在10-6~10-1 mol/L范围内配制了一系列标准浓度的NO3-溶液,对该检测装置进行了性能测试试验:1)以标准毫伏计PHS-3CT作为对比,测试了装置对电极响应电势的测量准确性,其相对误差最大为5.2%;2)在5~45℃范围内,分析了离子选择电极的温度变异性,结果表明电极响应电势随着待测溶液温度升高而呈线性变化,在此基础上采用最小二乘法的逐步拟合方法建立了温度参数模型,并对模型进行了验证,其测量误差最大为9.2%;3)采用固定干扰法分析了Cl-、SO42-、H2PO4-和HPO42-等4种干扰离子对装置测量结果的影响,结果表明Cl-引起的干扰最大,电极对Cl-的敏感性是NO3-的0.2%,因而肥液中少量的干扰离子对测量结果的影响不大。因此,该装置可满足工程上自动混肥过程中氮素浓度检测的应用要求。     

基于STM32单片机的方形喷洒域装置的设计与试验

针对已有方形喷洒域喷头存在喷灌均匀系数低、方形程度差、转动过程精度不高等问题,设计了一种适用于方形喷洒的新型喷灌装置。该装置主要由控制模块、工作模块和喷头组成;通过滚子与空间凸轮的接触,调节喷头仰角,改变射程,实现方形区域的喷洒;采用单片机控制装置的旋转速度,以提高喷灌均匀度。在工作压力0.20 MPa、流量1.30 m3/h条件下进行性能测试,结果装置喷洒19 m×19 m区域的方形系数可达94.55%,组合喷灌均匀系数为86.70%,方形区域上的实际未喷洒区域仅占方形总面积的7.88%。     

保水剂和灌水对小粒咖啡苗木的节水调控效应

为探讨热带特色作物小粒咖啡的高效节水模式,研究3个保水剂水平(高保、低保和无保)和3个灌水水平(高水、中水和低水)对小粒咖啡苗木生理、生长、干物质及水分利用的影响。结果表明:与无保相比,低保分别提高叶绿素、类胡萝卜素和根系活力11.8%、13.4%和52.2%,而分别降低可溶性糖、丙二醛和脯氨酸24.9%、24.3%和55.8%,同时提高总干物质和水分利用效率31.0%和35.9%;而高保分别降低叶绿素、类胡萝卜素、丙二醛和根系活力3.1%、2.4%、13.5%和6.3%,提高叶片可溶性糖和脯氨酸3.7%和75.1%,降低总干物质21.3%,提高水分利用效率8.6%。与低水相比,中水分别提高总干物质、耗水量和水分利用效率89.8%、44.5%和33.2%,高水分别提高总干物质、耗水量和水分利用效率172.8%、104.8%和34.0%。和无保低水相比,低保中水的水分利用效率增幅最大为112.7%,同时提高总干物质158.9%,分别提高叶片相对含水率、叶绿素、类胡萝卜素和根系活力24.4%、19.5%、25.8%和149.9%,分别降低可溶性糖、丙二醛和脯氨酸38.3%、36.4%和68.7%。从高效节水的角度考虑,低保中水为最适宜的搭配方式。     

控水控肥对微喷灌三七土壤磷素的影响

通过3个控水水平和4个控肥水平正交试验,对2017—2019年泸西县大栗树村三七典型种植区控水控肥条件下微喷灌三七土壤全磷和速效磷运移分布及其储量特性进行试验研究.结果表明:不同灌水量全磷以三七植株为中心沿水平方向和土壤深度增大均逐渐减小,水平方向最大值出现范围在0~10 cm,土壤深度最大值出现范围在0~20 cm.速效磷沿水平方向和土壤深度增大均先减小后增大,沿水平方向和土壤深度方向最大值出现范围均在0~20 cm.不同施肥量全磷和速效磷以三七植株为中心沿水平方向和土壤深度增大均先减小后增大,处理W3F2全磷和速效磷水平方向和土壤深度方向最大值出现范围在0~10 cm.不同灌水量全磷和速效磷分布均匀系数均随灌水量增加先减小后增大,处理W3F2全磷和速效磷分布均匀系数最小,分别为46.77%和62.70%,处理CK全磷偏态系数为负值,其余处理全磷和速效磷偏态系数均为正值.不同施肥量全磷和速效磷分布均匀系数均随施肥量增加先减小后增大,处理W2F3全磷分布均匀系数最小,为46.83%;处理W2F4速效磷分布均匀系数最小,为68.68%;处理W2F1速效磷偏态系数为负值,其余处理全磷和速效磷偏态系数均为正值.不同灌水量全磷和速效磷储量在土壤表层0~20 cm最大,全磷和速效磷储量均随土壤深度增加而减少,随灌水量增加而增加.不同施肥量全磷和速效磷储量均随施肥量增加先增大后减小,处理W2F3全磷和速效磷储量平均值最大.该研究对三七土壤水肥高效利用和调控提供技术支持,对三七高产优质种植具有指导意义.     

地埋式橡塑渗灌滴头的研制及其性能测试

针对橡塑渗灌管变异系数高、在线源式灌溉过程中水头损失大等问题,本文以橡塑渗灌管为柱状出流面,再结合迷宫流道技术设计了一种点源式灌溉的地埋式橡塑渗灌滴头。通过水力性能测试、短周期抗堵塞试验以及土壤入渗试验对滴头性能进行了分析。结果表明,滴头流量变异系数为4.17%,压力-流量关系式为q=0.6435h^0.4161,符合国家生产标准,并具备一定的压力补偿性能;在3种泥沙浓度(W1=0.5 g·L^-1,W2=0.1 g·L^-1,W3=1.5 g·L^-1)、100 kPa工作压力下,滴头有效灌溉次数分别为15、11、5次,达到灌水器抗堵塞性能平均标准;将滴头深埋30 cm进行土壤入渗试验,在100 kPa工作压力下,未出现深层渗漏现象,湿润锋在580 min后到达土壤表面,可有效减少灌溉水蒸发,节约水资源。该地埋式橡塑渗灌滴头水力性能优秀,抗堵塞性能良好,湿润体体积大,土壤含水率分布均匀,可广泛适用于果园灌溉以及科研试验等。     

保水剂和氮肥对小粒咖啡生长及水分利用的互作效应

小粒咖啡生产经常受到季节性干旱和土壤营养不足的制约。为探讨小粒咖啡节水抗旱和水肥资源高效利用模式,采用3个保水剂水平和3个施氮水平,研究了保水剂和氮肥对小粒咖啡苗木生长及水分利用的影响。结果表明:低氮、低保处理可以获得小粒咖啡苗木的最大生长量(株高、茎粗及叶面积)。和对照(无氮处理)相比,低氮可使干物质累积量提高24.10%,而高氮减少干物质累积11.95%。和无保水剂处理相比,低保水剂提高干物质累积11.53%,而高保水剂抑制干物质累积8.65%。此外氮肥和保水剂能不同程度地降低日蒸散量,提高水分利用效率;施氮和保水剂可分别提高小粒咖啡水分利用效率2.72%~35.37%和8.48%~20.24%。小粒咖啡氮素累积量随着施氮量增加先增后降。过高水平保水剂和氮肥都会对小粒咖啡的苗木生长产生明显的抑制作用,而低氮低保处理可同时提高干物质累积和水分利用效率。     

交替灌溉下不同水氮供给对番茄产量和品质的影响

为探明交替灌溉条件下蔬菜的最佳水氮供给模式,采用盆栽试验,以常规充分灌水为对照,研究交替灌溉条件下不同水氮供给对番茄产量、水分利用效率和品质的影响.结果表明:和常规充分灌水相比,交替持续高水、交替开花坐果期低水、交替结果期低水和交替持续低水的产量分别下降5.08％,13.31％,21.28％和28.22％,而灌溉水分利用效率分别增加11.90％,7.36％,10.30％和6.74％.中氮处理的产量和灌溉水分利用效率最大.和常规充分灌水相比,交替持续高水、交替开花坐果期低水、交替结果期低水和交替持续低水处理可提高番茄可溶性固形物、可溶性糖、番茄红素、维生素C和硝酸盐含量,而减少有机酸含量.交替灌水条件下,高氮处理的番茄可溶性固形物、有机酸和硝酸盐含量最高,而中氮处理的番茄可溶性糖、番茄红素、维生素C含量最高.综合考虑产量、水分利用和品质的因素,交替灌溉条件下番茄的最佳水氮供给模式为开花结果期低水中氮处理.     

基于投影寻踪的云南省农业水资源效率评价

为探讨云南省农业水资源利用效率,选取与资源利用效率、经济效益、生态效益相关的15个指标,将遗传算法与传统的优化方法结合,利用投影寻踪技术的基本原理,建立了农业水资源利用效率评价模型。利用该模型对云南省16个地区2000,2005及2010年的农业水资源利用效率方案进行综合评价,优化农业水资源利用效率的状态变量指标的最佳投影方向,确定各样本的投影值,从而对各地区进行分类和评价。评价结果很好地反映了各评价指标的贡献率和方向性,符合高原季节性干旱地区农业水资源利用的现状。     

基于1961—2100年SPI和SPEI的云南省干旱特征评估

干旱是一个缓慢发展持续时间长的极端气候事件,而气候变化对干旱的影响尤为显著,评估气候变化对云南省干旱特征的影响尤为重要。使用多时间尺度的标准化降水指数（SPI）和标准降水蒸散指数（SPEI）分析了云南省的干旱状况,运用非超越概率和游程理论分别分析了SPI和SPEI的季节性变化和研究区域内的干旱特征。结果表明：1961—1995年冬季SPEI(1)小于等于-1.0的非超越概率为5.2%,但在2066—2100年增加到18.4%;SPEI(6)小于等于-1.0的非超越概率从4.4%增加到21.4%,SPEI(24)从7.0%增加到25.7%。表明由于气候变化,未来有可能发生严重干旱,且中长期干旱比短期干旱更严重。气候变化在1961—1995年和2066—2100年的冬季和夏季造成严重干旱,且中长期干旱严重程度在整个冬季和夏季尤为明显。将SPI和SPEI的时间序列应用于游程理论,发现1961—1995年SPEI(1)的干旱烈度为28.3,到2066—2100年达到60.9,表明气候变化使未来干旱加剧。本研究结果对云南省干旱预测、评估及其风险管理和应用决策具有指导性和实用性,同时可为未来旱作农业生态管理提供一定的依据。