灌溉流量自调节阀的结构设计与性能分析

基于土壤负压原理、产品结构优化设计和信息感知、无线传输、微电子控制等先进技术,研发了适用于输配水管路的灌溉流量自调节阀新型样品,具有土壤实际水分状况感知采集、信息反馈和输水流量实时调节控制等复合功能。根据其工作原理和设计技术指标,通过室内试验对灌溉流量自调节阀进行指标测试和性能分析,结果表明:试制的DN25流量自调节阀样品的开度调节范围0～100%,在100～300 kPa供水压力下,流量自调节精准度达81%～99%,且控制灵敏度较高,阀片响应时间随着阀门开度增大而逐渐延长,单程启闭最长响应时间不足3 s,较好地实现了节水灌溉的流量精量调配功效,为流量自调节阀的进一步结构优化、性能改进和产品定型等提供技术依据。     

滴灌用过滤装置的研究现状及发展趋势

由于滴灌灌水器流道较小,滴灌系统对水质要求颇高,因此过滤装置在滴灌中非常重要。国内外学者对其进行了大量的研究和研发工作。在此背景下,在简要阐述滴灌用砂石、网式、叠片式和离心式过滤器工作原理的基础上,对滴灌用过滤器的研究现状进行了系统归纳总结,对过滤器研究存在问题和发展趋势进行了讨论。认为目前针对过滤器水头损失和堵塞的变化规律及影响因素的试验研究较多;在建立过滤器水头损失理论计算方程和模型模拟过滤器内部水流流态等方面已引入流体计算模型;而砂石过滤器滤料和滤帽、网式过滤器自清洗装置、叠片式过滤器叠片以及一体式组合过滤器结构的改进等是过滤器研发的热点。研究认为将来过滤器的研究研发工作可重点针对过滤器模拟技术和适应我国国情的过滤器研制等方面展开。本研究可为滴灌用过滤器的研究提供一定的技术支撑。     

棉花不同生育期淹水历时对其生长状况和产量构成的影响

通过桶栽土培试验,分别在苗期(S)、蕾期(B)、花铃期(F)和吐絮期(T)进行淹水2、4、6、8、10 d的处理,淹水深度均为5 cm,并以全生育期不淹水为对照(CK),探索了黄淮地区夏季棉花不同生育期淹水历时对其生长状况和产量构成的影响。结果表明,在棉花苗期、蕾期和花铃期淹水6 d后,株高和叶面积开始显著小于CK(P0.05)。不同生育期淹水处理均会导致棉花株高、叶面积、果枝数、节数、铃数和单铃质量的下降,且淹水历时越长,下降幅度越大。淹水导致棉花减产最为严重的生育期为花铃期,其余依次为蕾期、苗期和吐絮期,4个生育期在淹水2~10 d条件下的平均减产率分别为28.0%、12.9%、7.3%和2.9%。在棉花苗期,当淹水不超过6 d时,如果排涝及时,其形态指标及产量构成均能在吐絮期恢复至与CK无显著差异水平。在棉花蕾期淹水关键期为4 d,而在花铃期即使淹水2 d也可导致其形态发育停滞,产量无法恢复至CK水平。     

微纳米加气灌溉对温室番茄生长、产量和品质的影响

为了探究微纳米加气灌溉对番茄的影响,采用温室小区试验,选择不同的水分控制下限条件,研究了其对番茄生长发育、产量、品质的影响。结果表明,微纳米加气灌溉模式下番茄株高、茎粗、单株叶面积增长速度较常规灌溉得到显著提高,表现为苗期、开花期、坐果期番茄生长优势明显,生长后期增长速度近似相同。基于番茄产量和灌溉水利用效率2个指标条件,微纳米加气灌溉较常规灌溉增长效果更好。微纳米加气灌溉改变番茄产量分布特征,促进番茄提早成熟从而获得更大的经济效益。微纳米加气灌溉对番茄VC量、可溶性固形物和蛋白质均有不同程度提高,有机酸呈降低趋势,对糖酸比的影响不大。综合认为,微纳米加气灌溉应用在温室番茄种植是可行的。     

循环曝气灌溉条件下小白菜生长及水分与养分利用

研究循环曝气灌溉对不同土壤作物水分及养分利用影响的规律可为循环曝气灌溉技术在不同土壤中的应用提供理论指导。以河南省3种典型土壤(郑州黏土、洛阳粉壤土和驻马店砂壤土)为供试对象,小白菜为供试作物,设置常规地下滴灌为对照组(CK)、循环曝气灌溉为试验组(CAI)开展盆栽试验,研究了循环曝气灌溉对作物生长生理指标及水分与养分利用的影响。结果表明,与CK相比,CAI可促进根系生长,其中郑州黏土和洛阳粉壤土CAI根系活力分别显著增大46.36%和16.79%(P0.05),根干质量分别显著增大35.33%和26.22%(P0.05)。CAI处理净光合速率较CK有显著提高(P0.05),其中郑州黏土、洛阳粉壤土、驻马店砂壤土依次增大了17.69%、12.41%和21.43%。循环曝气处理有效提高了作物氮、磷、钾的吸收效率,其中,郑州黏土和洛阳粉壤土氮素吸收量较CK分别显著提高23.68%和27.72%(P0.05);3种土壤CAI作物磷、钾吸收效率均有显著提高(P0.05),其中郑州黏土分别增加了27.54%和62.81%,洛阳粉壤土增加了25.20%和63.26%,驻马店砂壤土增加了26.86%和23.97%。循环曝气灌溉能显著提高小白菜产量和水分利用效率,其中,郑州黏土和洛阳粉壤土小白菜地上部鲜质量较CK分别提高了58.42%和62.03%,水分利用效率分别提高了27.86%和16.47%。综合比较小白菜生长指标、产量、水分利用及养分吸收效率,郑州黏土循环曝气灌溉处理具有最为显著的改善作用。     

灌溉水盐分对设施番茄生长、产量及品质的影响

以"佳丽14"番茄品种为试材,在日光温室内开展咸水灌溉试验,设置灌溉水盐分浓度为0.4、3.4、6.4g·L~(-1),研究不同灌溉水盐分浓度对设施番茄生长、产量以及果实品质的影响。结果表明:与盐分浓度0.4g·L~(-1)处理相比,盐分浓度6.4g·L~(-1)处理番茄叶面积指数、茎干物质量、叶干物质量、茎叶比等生长指标均受到抑制,盐分浓度3.4g·L~(-1)处理番茄的各项指标生长有一定程度的增大。各处理番茄产量随着灌溉水盐分浓度的增大而减小;盐分浓度3.4g·L~(-1)处理番茄果实品质优于其它处理,盐分浓度6.4g·L~(-1)处理番茄品质指标最低。说明灌溉水中含有适当浓度的盐分有利于番茄的生长和果实品质的提升,但高浓度灌溉水会对番茄生长产生抑制作用,并导致果实品质下降。随着灌溉水盐分浓度的增加,番茄产量逐渐下降。因此,在利用咸水灌溉温室作物时,应加强对土壤盐分含量的监测和调控,以免作物根区盐分累积影响产量。     

不同滴灌频率对大田覆膜小西瓜生长特性及品质的影响

在灌溉定额一定的情况下,研究了不同滴灌频率对大田膜下小西瓜在果实膨大期以及成熟期内有关特性的影响,以期为豫北平原地区大田膜下滴灌小西瓜生长中后期阶段确定最佳的滴灌频率。结果表明:不同灌溉频率对小西瓜生长过程中根粗、茎粗和蔓长的影响不是特别明显。从试验数据来看,以果实膨大期中频(T3),果实成熟期低频(T5)处理效果较好。此灌溉频率组合下不仅小西瓜长势好,而且甜度较大,省工省时又节水。     

寡日照天气对设施番茄生长影响模拟研究

为了定量化表征寡日照天气对设施番茄生长的影响,本研究基于EPIC模型(erosion-productivity impact calculator)的作物生长模块,构建了寡日照条件下设施番茄生长模型。考虑低温的影响,对株高的模拟方法进行了改进。利用4个不同播期秋冬茬番茄栽培试验数据对构建模型进行参数率定和检验。结果表明,该模型可以模拟寡日照天气条件下设施番茄株高、地上部生物量和叶面积指数的变化,模拟值与实测值的相对误差分别控制在16%、10%和16%以内。根据2012-2015年11月份的温室气象数据设定不同的情形,模拟设施番茄的生长状况。结果表明,寡日照天气对设施番茄地上部生物量增加的影响要大于对叶面积指数和株高的影响。该模型可用于定量描述寡日照天气对设施番茄生长过程的影响,可为制定设施番茄合理的环境调控策略提供指导。     

我国农业应对干旱灾害的技术研究现状及展望

干旱灾害对农业生产的威胁最大,造成农业经济损失较严重。分析了我国农业干旱具有发生频率高、持续时间长、受灾范围广、经济损失大、突发性和季节性较强的特点,从农艺技术、化学调控措施、节水灌溉技术与应急抗旱装备等方面,探讨了目前我国农业应对旱灾的技术研究现状,分析了我国农业生产过程中应对干旱存在的问题,提出今后我国农业应对干旱灾害的研究重点,主要是加强对农作物干旱发生发展规律的研究,大力推广农业节水技术提高作物水分利用效率,加强研发适合区域农业生产特点的应急性抗旱装备,大力开展抗旱预警技术研究与防控预案制定等方面。     

基于BP-NN的温室膜下滴灌茄子蒸腾速率预测模型

通过田间试验,对温室膜下滴灌茄子冠层叶片蒸腾速率的变化规律进行了深入研究。通过分析温室内地面温度、相对湿度、植株冠层温度、气压、水面蒸发、太阳辐射等6个环境参数与茄子蒸腾速率的综合影响关系,确定了网络拓扑结构为6-9-1。并应用MATLAB软件,选择Levenberg-Marquardt(L-M)优化算法,建立了基于Back Propagation(BP)神经网络的温室膜下滴灌茄子蒸腾速率预测模型。经模型验证得出,BP神经网络模型预测值与蒸腾速率实测值间拟合效果较好,平均相对误差为0.029 8,达到预测精度要求。该研究成果对温室膜下滴灌作物需水规律及需水量研究具有较好的参考价值。