饱和修正系数提高ZZLAS型闪烁仪测量显热通量精度

为了研究饱和效应对大孔径闪烁仪估算区域显热通量的影响,在2014年8—9月期间进行试验,以具有抗饱和性能的双光路BLS900型闪烁仪为参考,以孔径尺寸为0.075 m(文中简记为LAS1)、0.15 m(文中简记为LAS2)的中国产ZZLAS型闪烁仪为研究对象,通过光学传播原理计算出饱和修正系数,并对ZZLAS型闪烁仪的观测结果进行饱和修正分析。结果表明:LAS1的饱和修正系数为1.034,LAS2的饱和修正系数为1.019。试验观测中LAS1饱和率为24.58%,LAS2饱和率为2.04%,进行饱和修正后,LAS1的有效饱和修正率为12.87%。与BLS900相比,LAS1修正后显热通量均方根误差变为25.67 W/m2;LAS2的饱和修正率仅为0.32%,修正前后显热通量均方根误差基本无变化。进行饱和修正前,对BLS900与LAS1观测的显热通量进行F检验,未达到显著水平(P=0.15);通过计算得出的修正系数修正后,达到极显著水平(P=0.004);而利用BLS900的实时修正系数进行修正后,接近显著水平(P=0.06)。利用试验计算得出的饱和修正系数修正后,显热通量与参考标准的误差范围为1.28~53.42 W/m2,比修正前更接近BLS900的观测结果。研究对农田、人工林下垫面条件下的观测结果采用文中的饱和修正方法进行验证,结果也表明,经饱和修正后,闪烁仪观测的显热通量更接近BLS900的观测结果。当ZZLAS型闪烁仪发生明显饱和现象时,利用光学传播原理计算得出的修正系数对饱和数据进行修正效果显著。     

鸡粪施入农田土壤的氨挥发研究

在北京海淀区东北旺乡利用风洞法氨挥发测定系统,研究了不同施肥方式、施肥量和添加剂对鸡粪在农田施用过程中氨挥发的影响。结果表明,施肥方式显著影响鸡粪氨挥发,试验期间在田间裸地24000kg·hm^-2施肥量下,表施的累积氨挥发氮损失为19．8％,而表施后立即深翻5-9cm,氨挥发损失为3．3％;不同施肥量下,24000kg·hm^-2之比12000kg·hm^-2和8000kg·hm^-2的氨挥发损失分别减少2．1％和4．9％,但统计差异不显著;锯末对鸡粪氨挥发没有起到抑制作用,未添加锯末处理的氨挥发损失为19．5％,而添加锯末处理的氨挥发损失为21．1％;过磷酸钙对鸡粪氨挥发抑制效果显著,未添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为31．8％,而添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为21．9％,比未添加降低了31．1％。     

川中丘陵区紫色土冬小麦/夏玉米轮作氨挥发研究

大气中过量的氨会造成诸多环境问题并危害人类健康。我国农田氮肥施用后的氨挥发是一个重要的氨排放源。紫色土的土壤性质以及该区的气候条件导致其氨挥发潜力较大。与其他集约化农作区相比,该区农田氨挥发研究相对较少。本文探讨了川中丘陵区紫色土冬小麦/夏玉米轮作体系氨挥发情况,为开展陆地生态系统大气碳氮气体交换研究提供基础数据,同时也为氨排放清单的编制及农田氨减排措施研究提供依据。选取川中紫色土丘陵区典型的坡耕地作为研究对象,采用风洞法研究了紫色土冬小麦/夏玉米轮作体系的氨挥发动态过程。每次试验设置1个施肥处理,3次重复。风速、风向、大气温湿度、土壤温湿度等气象数据由试验田微型气象站获取。每隔2~3 d采集土壤样品用以测定土壤NH4+-N含量。两年的田间试验结果表明,受氮肥深施及低温的影响,冬小麦季氨挥发损失率明显低于夏玉米季;2013年和2014年冬小麦季氨挥发损失率分别为7.4%和8.8%;2013年夏玉米季三叶期氮肥撒施的氨挥发速率为34.1%;2014年夏玉米季三叶期氮肥条施覆土降低了氨挥发损失,损失率为21.4%;2014年夏玉米季十叶期出现极端干旱的气候条件,撒施氮肥后立即灌水使氨挥发损失率高达46.6%,这是由于干旱条件下施肥灌水提供了利于氨挥发的土壤水分条件。因此在极端干旱的气候条件下,应避免采用此施肥方式。综合分析两年的数据可得:紫色土冬小麦季氨挥发损失占施氮量的(8.1±1.0)%,夏玉米氨挥发损失占施氮量的(32.8±1.8)%。     

鸡粪施入农田土壤的氨挥发研究

在北京海淀区东北旺乡利用风洞法氨挥发测定系统,研究了不同施肥方式、施肥量和添加剂对鸡粪在农田施用过程中氨挥发的影响.结果表明,施肥方式显著影响鸡炎氨挥发,试验期间在田间裸地24000 kg·hm-2施肥量下,表施的累积氨挥发氮损失为19.8%,而表施后立即深翻5～9 cm,氨挥发损失为3.3%;不州施肥量下,24 000 kg·hm-2比12 000 kg·hm-2和8 000 kg·hm-2的氨挥发损失分别减少2.1%和4.9%,但统计差异不显著;锯末对鸡粪氨挥发没有起到抑制作用,未添加锯末处理的氨挥发损失为19.5%,而添加锯末处理的氨挥发损失为21.1%;过磷酸钙对鸡粪氨挥发抑制效果显著,未添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为31.8%,而添加过磷酸钙处理的氨挥发损失为21.9%,比未添加降低了31.1%.     

基于作物水分亏缺指数的春玉米季节性干旱时空特征分析

季节性干旱是影响湖南春玉米生产最突出的气象灾害,分析其时空分布特征和发生的规律,可为湖南春玉米生产的发展和合理布局提供技术支持。该文基于湖南省96个气象站点1961－2007年地面气象观测资料,采用FAO于1998年推荐的Penman-Monteith 方法计算了参考作物蒸散量、玉米的作物需水量。考虑盈余降水对水分亏缺指数的影响,修正了的水分亏缺指数计算方法,并依据玉米的水分亏缺指数,分析了季节性干旱发生频率的时空特征。并选取不同区域典型站点分析了水分亏缺指数年代际变化特征。结果表明,湖南春玉米生长季节内干旱呈现明显的季节性和空间区域分布特征：干旱频率较高的时段主要在玉米抽雄－吐丝阶段及其后的生育阶段,且随生育期后移干旱频率明显增加,以轻旱程度为主。空间分布特征是以湘中南的衡阳及周边一带干旱频率最高,其次为湘东、湘北一带次高,湘西等地春玉米干旱频率低。各年代之间比较,以20世纪80年代干旱较严重,90年代干旱相对较轻。     

宇宙射线中子法测量土壤水分的原理及应用

宇宙射线中子法是目前测定区域土壤水分较为先进的方法,具有便利、准确、无污染的特性,能够连续、自动地监测半径300 m范围内土壤水分动态变化。目前只有美国Hydroinnova公司进行了宇宙射线中子仪的研发与生产。本研究介绍了宇宙射线中子法的工作原理及其在北京郊区的实地安装、使用,并对影响其测量准确性的相关因素进行了分析。试验结果显示,宇宙射线中子法所计算出土壤水分值与土样计算出的水分值之间的均方根误差和R2分别为0.011 kg/kg和0.71,而经气压和水汽修正前,两者的均方根误差和R2分别为0.022 kg/kg和0.313。表明宇宙射线中子法能够准确、灵敏地感应源区内下垫面土壤水分的变化,且在应用过程中,有必要对气压和空气水分的影响做出修正。     

浅谈大孔径闪烁仪的选择和使用

对比了荷兰Kipp&Zonen公司生产的LAS150和德国Scintec AG公司生产的BLS450 2种大孔径闪烁仪的性能,介绍了后者的使用方法和数据获取过程。结果表明,后者的性能优于前者,所以在监测大尺度农田均匀下垫面的感热通量时最终选择了德国Scintec AG公司生产的BLS450。     

便携式光合作用测定系统仪器误差探析

使用各种便携式光合仪测定植物单叶平均光合速率的总误差是由仪器误差、观测误差和叶片本身产生的某些光合反应综合而成。简析了因CO2 、流量、温度、气压等参数测量所用传感器的精度引起的仪器误差 ,且该误差因测量方式 (开路或闭路 )及叶片光合速率水平而异 ,光合强度越强其误差越小 ,误差变幅为 8%～ 2 0 % (开路 )或2 5%～ 15% (闭路 )。并分析了各测量参数误差对光合速率综合误差的贡献 ,指出仪器误差主要是由CO2 分析器和流量计误差所致     

ZZLAS型闪烁仪信号饱和界限的确定

闪烁仪能够快速准确地测量区域尺度水热通量,中国产ZZLAS型闪烁仪因测量准确、操作方便、价格低廉等优势在国内具有广阔的应用前景。为进一步提高ZZLAS型闪烁仪的测量精度,推广其在水热通量等研究领域的应用,本文于2014年8-9月,以BLS900为参考标准,分别选择孔径为0.15m和0.075m的ZZLAS型闪烁仪,在平坦均匀的草原下垫面进行信号饱和测定,确定ZZLAS型闪烁仪的饱和界限;并于2014年9-10月,用孔径为0.15m和0.075m的ZZLAS型闪烁仪在复杂的农田下垫面对饱和界限进行验证。结果表明,ZZLAS型闪烁仪的强饱和界限为0.359,弱饱和界限为0.099。验证结果显示,在上述饱和界限条件下,孔径为0.075m的ZZLAS型闪烁仪饱和率最大,为24.58%。实验所得的饱和界限可成为ZZLAS型闪烁仪饱和判断的参考,且在此饱和界限条件下,ZZLAS型闪烁仪发生的饱和现象多属弱饱和现象,可以通过数学方法进行修正。     

广西典型地区水稻产量形成要素分析

为探究广西壮族自治区典型地区水稻产量与产量构成要素间的关系,利用2007—2016年4个典型试验点水稻区域试验的3个品种的产量相关数据,针对水稻5个产量构成要素,分析不同地点及不同品种的表现,并通过不同统计学分析方法,探讨各要素对产量的影响。灰色关联度分析结果表明,结实率对产量贡献最大,其次是穗数和穗粒数,各产量要素间差异不大;相关分析结果表明,对产量影响最大的是结实率,其次是每穗实粒数和千粒重;回归分析揭示了3个品种各自的培育优势;通径分析解析了产量构成要素对产量的直接影响与间接影响差异程度。根据分析结果,对广西水稻品种培育与栽培提出建议,在优先保障结实率的基础上,探索有效穗数与千粒重的平衡。