考虑水头损失的管道灌溉分水口轮灌分组优化模型

【目的】优化灌溉系统中分水口轮灌分组的灌溉制度,在满足流量要求的条件下节约电能。【方法】提出了在考虑水头损失时不同分水口状态与管道进口压力的关系模型,该模型利用分水口开关0,1状态作为自变量,从管道末端起利用推导的递推公式求出管道进水口的等效水头损失系数。依据该模型,在定流量分组轮灌优化中得到为使分组轮灌功率最小的目标函数。利用遗传算法对上述问题进行了优化求解,并给出了编码方案。【结果】在分水口等间隔布置时,轮灌分组按轮灌分组数等间隔安排所需功率最小,优化后的水头损失系数可以减小到没有优化前的0.772倍。【结论】本研究模型不仅适用于恒定流量的组合优化,也可应用于不同分水口的所需水量不同的随机灌溉以及恒压供水的优化中。     

凤阳山不同林分土壤腐殖质特征及影响因素

以浙江省凤阳山海拔1 300~1 400 m处不同林分类型(阔叶混交林、针阔混交林、杉木林、竹林)为对象,测定不同土层土壤基本理化性质、酶活性及腐殖质质量分数,分析土壤腐殖质特征及影响因素,为凤阳山自然保护区的土壤肥力和可持续经营发展提供理论依据。结果表明:土壤腐殖质质量分数针阔混交林最高,阔叶混交林、竹林、杉木林次之;胡敏酸质量分数针阔混交林最高,杉木林最低;富里酸质量分数针阔混交林最高,竹林最低。除磷酸酶活性随土层加深无统一规律外,4种林分脲酶活性、过氧化氢酶活性及蔗糖酶活性土壤随土层加深皆呈现降低趋势。土壤pH值、土壤密度与土壤腐殖质质量分数、胡敏酸质量分数和富里酸质量分数均呈现显著的负相关;除磷酸酶活性相关性不显著外,土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、总孔隙度、毛管孔隙、非毛管孔隙与土壤腐殖质质量分数、胡敏酸质量分数和富里酸质量分数均呈现显著的正相关。凤阳山不同林分类型对土壤腐殖质特征的影响较土层深度更显著,土壤理化性质及酶活性与土壤腐殖质质量分数有着密切关系。     

内蒙古高原紫花苜蓿土壤氮素丰缺指标和推荐施氮量

为了给内蒙古高原紫花苜蓿（Medicago sativa L.）测土施氮奠定科学基础，本研究采用“零散实验数据整合法”和“养分平衡-地力差减法”新应用公式，开展了该自然区域紫花苜蓿土壤氮素丰缺指标和推荐施氮量研究。结果表明：内蒙古高原生长第1年紫花苜蓿土壤碱解氮第1~6级丰缺指标为≥48，20~48，8~20，4~8，2~4和<2 mg·kg^-1，土壤全氮第1~5级丰缺指标为≥1.4，0.8~1.4，0.4~0.8，0.2~0.4和<0.2 g·kg^-1，土壤有机质第1~6级丰缺指标为≥17，10~17，6~10，3~6，2~3和<2 g·kg^-1。当紫花苜蓿目标产量9~18 t·hm^-2、氮肥利用率40%时，内蒙古高原紫花苜蓿第1~6级土壤推荐施氮量分别为0，68~135，135~270，203~405，270~540和338~675 kg·hm^-2。     

Utilizing a DUALEM‐421 and inversion modelling to map baseline soil salinity along toposequences in the Hunter Valley Wine district

In the oldest commercial wine district of Australia, the Hunter Valley, there is the threat of soil salinization because marine sediments underlie the area. To understand the risk requires information about the spatial distribution of soil properties. Electromagnetic (EM) induction instruments have been used to identify and map the spatial variation of average soil salinity to a certain depth. However, soils vary with depth dependent on soil forming factors. We collected data from a single‐frequency and multiple‐coil DUALEM‐421 along a toposequence. We inverted this data using EM4Soil software and evaluated the resultant 2‐dimensional model of true electrical conductivity (σ – mS/m) with depth against electrical conductivity of saturated soil pastes (EC_p – dS/m). Using a fitted linear regression (LR) model calibration approach and by varying the forward model (cumulative function‐CF and full solution‐FS), inversion algorithm (S1 and S2), damping factor (λ) and number of arrays, we determined a suitable electromagnetic conductivity image (EMCI), which was optimal (R² = 0.82) when using the full solution, S2, λ = 3.6 and all six coil arrays. We conducted an uncertainty analysis of the LR model used to estimate the electrical conductivity of the saturated soil‐paste extract (EC_e – dS/m). Our interpretation based on estimates of EC_e suggests the approach can identify differences in salinity, how these vary with parent material and how topography influences salt distribution. The results provide information leading to insights into how soil forming factors and agricultural practices influence salinity down a toposequence and how this can guide soil management practices.     

菠萝蜜种子淀粉制备香草兰微胶囊的工艺研究

以菠萝蜜种子淀粉为壁材,采用饱和水溶液法制备香草兰精油微胶囊,以包埋产率为指标,采用响应面分析法对微胶囊的包埋条件进行优化探讨。结果表明:5个单因素中,影响最显著的因素为壁芯材比例、包埋温度和包埋时间。响应面优化得到香草兰精油微胶囊的最佳工艺条件为壁芯材比例为7.5∶1;包埋时间72 min;包埋温度54℃,此条件下的包埋产率为(95.46±0.2)%,包埋率为(76.35±0.6)%,载油量为(27.73±0.3)%。试验证明,此条件结果与模型预测值相吻合,此工艺条件可为菠萝蜜种子淀粉包埋香草兰精油微胶囊工艺提供理论依据。     

种植年限对设施蔬菜土壤养分和环境的影响

为了给设施蔬菜地合理施肥提供依据,研究了不同种植年限设施蔬菜地土壤理化性质、微生物数量及酶活性变化,以露地土壤为对照(CK),采集种植1 a(年)、3 a、5 a、7 a、9 a、11 a、13 a、15 a、17 a、20 a以及20 a以上的0~20 cm设施蔬菜土壤样品,采用常规土壤理化性质检测方法测定了土壤理化性质和酶活性,采用平板计数法,分析土壤微生物数量。结果表明,设施菜地种植年限与土壤容重呈正相关,与土壤孔隙度呈负相关;设施菜地土壤pH值随种植年限的增加逐年降低,两者呈显著的负相关性;土壤EC值、土壤有机质和速效磷含量都随种植年限的增加而逐年增高,并与种植年限呈显著的正相关性;与CK相比,种植13 a的蔬菜样地土壤全氮和速效钾含量均显著地增加;连续种植20 a以上,设施蔬菜土壤含盐量比对照土壤显著地增加了486.49%。土壤细菌和放线菌数量、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性呈现出先增加后减少的趋势,且都在种植年限为11~13 a时达到最大;真菌数量随着种植年限的增加而增加,而土壤脲酶活性则随种植年限的增加呈下降趋势;转化酶活性随着种植年限的增加保持不变。土壤微生物数量与酶活性之间存在一定程度的相关关系,其中土壤真菌数量与土壤酶活性之间的相关性最为显著。综上所述,种植年限不同的设施菜地,土壤养分失衡,呈现酸化趋势,盐分含量逐年增加,土传真菌病害潜在发生,对设施蔬菜生产不利。     

液电混合直线驱动系统位置控制特性研究

提出了一种采用电-机械直线执行器和液压缸的液电混合直线驱动系统。为消除电-机械直线执行器和液压缸之间的耦合影响,液压泵和比例阀协同控制液压缸输出力和运行方向,满足系统负载力需求,电-机械直线执行器用于运动控制,并补偿液压缸输出力波动和外部干扰力。为实现上述目标,设计了基于扩张状态观测器的电-机械直线执行器自适应滑模控制方法,以估计的负载力调节泵压力和比例阀开度,对液压缸输出力进行调控。比例阀在系统运行中主要用于控制液压缸运动方向,阀开度较大,可显著降低节流损失。通过仿真和试验分析了系统的运行特性和能效特性。结果表明,该系统具有良好的位置控制特性,能量效率高,较传统阀控系统能耗减少51%。     

养分管理对安溪茶园土壤肥力及茶叶品质的影响

安溪是铁观音的主产区,茶园养分管理滞后已成为该地区茶叶生产的瓶颈,本研究旨在为该地区茶园的养分管理提供科学依据。试验于2015年在安溪县采集了50个茶园的茶青与土壤样品,测定了土壤5项主要肥力指标和茶青中9种主要次生代谢物含量;并根据茶农氮肥用量调研数据,初步将茶园养分管理划分为:少量、中量和过度型等三种方式。限制性主坐标轴分析发现,此分类方式可解释34.4%(P0.001)茶园土壤肥力参数的总体差异,说明此分类方式能反映出不同茶园养分管理的总体水平;并且,养分管理对表层土壤有效磷的影响最为显著。进一步分析表明,养分管理对茶青综合品质的影响可解释品质总差异的7.48%(P0.001);大部分茶青次生代谢物在中量型管理下含量最高。说明养分管理影响安溪茶园土壤的肥力状况,施肥量过高或过低均不利于高品质茶叶的生产,该地区的建议施氮量约为200～400 kg·hm~(–2)·a~(–1)。     

包膜含缩节胺氯化钾对棉花产量及土壤钾素的影响

棉花是具无限生长特性的喜钾作物，为解决其生育期内多次追施钾肥和叶面喷施缩节胺的用工问题，实现轻简化种植目标，研究包膜含缩节胺氯化钾对棉花产量、经济效益和土壤钾素变化特征的影响。试验设5个处理，分别为一次基施180 kg?hm-2包膜含缩节胺氯化钾（CRKMC）、减少30%钾素用量（126 kg?hm-2）的包膜含缩节胺氯化钾（70%CRKMC）、基施180 kg·hm^-2普通包膜氯化钾（CRK）、分次施用180 kg?hm-2普通氯化钾（KCl）和对照（CK，不施钾肥），后三个处理叶面喷施三次缩节胺。结果表明：等量施钾条件下，CRKMC和CRK较KCl籽棉产量分别增加8.81%和9.36%，经济效益分别增加15.53%和12.86%，70%CRKMC较KCl增产6.53%，增加净收入13.64%。CRKMC抑制棉花盛花期前的株高，提高后期株高、茎粗和叶绿素含量，使生物量较KCl增加18.56%~24.98%，提高钾素吸收量，表观利用率增加25.06~38.83个百分点。CRKMC中的钾素和缩节胺在土壤中呈“先慢后快而后趋于平缓”的规律，释放高峰出现在盛花期至始絮期，显著提高蕾期以后土壤中的速效钾含量。因此，土壤基施包膜含缩节胺氯化钾，可合理协调棉花生长势指标，满足钾素吸收需求，减少30%用量仍有较高的经济效益和钾素利用率，实现了缩节胺和钾素在同一时空条件下的一体化调控，有助于棉花减肥、高产和轻简化种植。     

Soil Organic Carbon and Soil Physical Characteristics as Affected by Land Uses under Semiarid Irrigated Conditions

ABSTRACT

Rice-Wheat rotation is the dominant land use in the state of Punjab, resulting in over exploitation of ground water resources. Thus, it is necessary to evaluate other land uses that requires less water and are sustainable. The present investigation was planned with four land uses viz., fallow (FLU), rice-wheat (ALU), grasses (GLU) and pear (PLU) with respect to their effect on soil organic carbon and soil physical characteristics in surface and subsurface depth in district Ludhiana, Punjab. The soil organic carbon (SOC) content was higher by 10, 30.9 and 24.9% under rice-wheat, grasses, and pear than that under fallow. The grasses showed higher soil moisture characteristics curve (SMCC) and lower bulk density (Db) than that under rice-wheat. The larger mean weight diameter (MWD) were observed under pear, grasses and fallow than that under rice-wheat by 0.21, 0.51 and 0.41 mm, respectively. The saturated hydraulic conductivity (K_s) was higher in magnitude by 56.1, 55.4 and 28%, respectively under PLU, GLU and FLU over ALU. Of the evaluated land uses, pear and grasses proved to be more sustainable by retaining more moisture, maintaining better soil physical characteristics and SOC under semiarid irrigated conditions in the state on long term gradual response.