磁化微咸水矿化度对土壤水盐运移的影响

采用300 mT磁感应强度恒定磁水器对不同矿化度微咸水(0.14、2、3、4、5 g/L)进行磁化处理,并进行一维垂直土柱入渗试验,研究磁化微咸水矿化度对土壤水盐运移的影响。结果表明:微咸水磁化处理后,土壤入渗速率及湿润锋迁移速率显著降低,湿润体含水率显著提高;微咸水矿化度对磁化效果具有显著影响,磁化微咸水矿化度为3 g/L时,相同入渗时间累积入渗量和湿润锋深度相对减少量最大,湿润体含水率相对增加量最多。磁化微咸水入渗对Philip和Green-Ampt入渗公式参数有显著影响,相同矿化度的磁化微咸水土壤吸渗率S、饱和导水率K_s及湿润锋处吸力hf均小于未磁化微咸水;磁化与未磁化微咸水相对吸渗率ΔS及相对饱和导水率ΔK_s与矿化度之间均呈现较好的二次多项式关系,在矿化度为3 g/L时,相对吸渗率ΔS及相对饱和导水率ΔK_s均达到最大。磁化微咸水能够提高土壤持水能力,相同土层深度的土壤含水率显著增加;微咸水磁化处理后,脱盐率显著提高,土层深度0~20 cm磁化微咸水脱盐率均大于未磁化微咸水,矿化度为3 g/L的磁化微咸水磁化脱盐强度最大,相对脱盐效果更好。     

入渗水矿化度对点源滴灌土壤水盐运移特征的影响

通过室内试验,初步研究了入渗水矿化度对点源滴灌土壤水盐运移特征的影响,结果表明,在入渗土层深度相同时,入渗水矿化度越高,土壤剖面含水率和土壤剖面含盐量相对越大;在入渗时间相同时,入渗水矿化度越高,湿润锋水平运移的距离越大;在点源滴灌条件下湿润锋水平运移距离随滴水时间的变化规律符合二次函数关系。     

基于SALTMOD模型的灌溉水矿化度对土壤盐分的影响

以河套灌区沙壕渠灌域为例,运用SALTMOD模型探讨了区域尺度灌溉水矿化度对根层土壤盐分的影响。结果表明,根层土壤盐分随灌溉水矿化度的增大而增加,加大排水沟深度和提高渠道衬砌水平可缓解高矿化度灌溉水对土壤积盐的影响;采用地下微咸水和黄河水混合灌溉可有效控制盐渍化的发展,混合比在1∶1范围内时,根层土壤处于脱盐状态,最高脱盐率为23%,脱盐率高于引用黄河水灌溉的脱盐率(4%)。因此,适度利用地下微咸水灌溉,可有效的控制地下水位,节约淡水资源。     

不同灌水量和矿化度对小麦生长影响的试验研究

通过在西北旱区石羊河流域开展的田间小麦咸水灌溉试验,研究了咸水灌溉对小麦生长指标及产量的影响。试验设置2个因素,灌水量3个水平W1、W2、W3(355、280、205mm),灌水矿化度4个水平S1、S2、S3、S4(0.7、3.0、5.0、7.0g/L)。试验结果表明:在相同灌水量条件下,随灌水矿化度的增加,株高降低2.7%~16.0%,叶面积指数降低9.65%~28.28%、产量降低1.81%~27.02%、干物质减少15.66%~34.42%;在相同灌水矿化度条件下,随灌水量的减少,株高降低1.37%~11.67%、叶面积指数降低14.07%~20.45%、减产7.31%~27.33%、干物质减少10.26%~49.04%。在充分灌溉(355mm)处理下,与0.7g/L相比3.0g/L处理对小麦各生理指标影响差异较小,株高相差小于1cm、叶面积指数减少7.6%、减产1.81%、干物质减少7.1%。因此,灌水量355mm和矿化度3.0g/L可应用于该地区小麦灌溉。     

增氧淡水与微咸水对小麦萌发特性的影响

为合理开发利用微咸水、提高微咸水利用效率、降低微咸水灌溉下的次生盐碱化风险,将增氧技术与微咸水灌溉相结合,基于理论分析与试验研究相结合的方法,研究了微咸水、增氧淡水、增氧微咸水对小麦种子萌发特性的影响。结果表明:在不同矿化度的微咸水条件下,矿化度2 g/L较利于小麦种子的萌发。增氧淡水(溶解氧质量浓度9.5～22.5 mg/L)能够增加萌发4 d的小麦种子萌发数量,但却抑制了小麦种子萌发过程中的单粒根质量和幼芽平均高度;当溶解氧质量浓度超过22.5 mg/L时,发芽率有所下降,说明过高的溶解氧质量浓度会抑制种子的萌发。不同矿化度微咸水增氧处理下的小麦种子表现出不同的较适宜溶解氧质量浓度,1、3、5 g/L矿化度下的较适宜溶解氧质量浓度分别为19.5、22.5、12.5 mg/L。根据增氧微咸水处理的耦合试验数据,建立了增氧微咸水处理条件下小麦种子发芽率与矿化度、溶解氧质量浓度之间的经验模型,经回归分析,相关系数为0.900 2,决定系数为0.810 3,说明模型拟合程度较好。     

微咸水灌溉模式对向日葵产量和品质的影响

为研究干旱半干旱灌区向日葵利用微咸水进行灌溉的适宜矿化度及可行性,采用淡+咸+咸畦灌模式,在向日葵苗期采用淡水灌溉,现蕾期、灌浆期采用不同矿化度微咸水2.5 g/L(KX2)、3.0 g/L(KX3)、3.5 g/L(KX4)、4.0 g/L(KX5)进行灌溉,并以全生育期淡水灌溉(KX1)为对照,研究微咸水灌溉对向日...     

灌溉水矿化度及盐分带入量对小麦相对产量影响的统计分析

在搜集、统计大量咸水灌溉试验资料的基础上,选取咸水充分灌溉条件下矿化度和小麦产量的完整对应数据103组,统计分析了灌溉水矿化度及单位面积盐分带入量对小麦相对产量的影响,结果表明,随着灌溉水矿化度的增加,小麦相对产量呈线性递减趋势,当矿化度大于1.0 g/L时,灌溉水矿化度每增加1 g/L,小麦减产约5.6%;与矿化度类似,随着单位面积盐分带入量的增加,小麦的相对产量也线性降低,盐分带入量每增加1000 kg/hm2,小麦的产量将减少约2%。进一步的检验结果显示,应用灌溉水矿化度及单位面积盐分带入量均可较为可靠地估算小麦的相对产量,估算相对误差基本可控制在16%以内。     

农田水位调控对水稻茎蘖动态和株高的影响

以稻田水位为调控指标进行水稻全生育期试验,研究了受涝、受旱和涝渍3种控水条件下水稻茎蘖数和株高的变化规律,并用SPSS软件进行模型拟合。结果表明,农田水位管理可以改变水位茎蘖数和株高的变化趋势,分蘖期内这2个指标对控水条件的敏感性最大,其次为拔节孕穗期。受涝、受旱、涝渍处理均不利于水稻茎蘖数和株高的增加,3种控水处理中...     

不同生育期微咸水灌溉对玉米生长影响研究北大核心

为了分析不同生育期微咸水灌溉对玉米生长的影响,在玉米4个生育期(苗期、拔节期、抽穗期和灌浆期)进行不同矿化度微咸水灌溉(1.75、3、4、5 g/L)试验。试验结果表明:玉米株高随着播种后天数增大而增大,随时间的变化符合Logistic生长函数,在同一生育期,灌溉水矿化度越高,株高越低;玉米叶面积随着播种后天数呈先增大而后减小的变化规律,且符合负指数函数,在同一生育期,灌溉水矿化度越高,玉米叶面积最大值越小;玉米同一生育期的灌溉水矿化度越高,干物质量和产量越低,各生育期微咸水灌溉水矿化度与玉米产量符合线性关系。各生育期微咸水灌溉对玉米产量影响的顺序为:拔节期>苗期>抽穗期>灌浆期;苗期和拔节期适宜采用的灌溉水矿化度较低,抽穗期和灌浆期适宜的灌溉水矿化度较高。     

微咸水灌溉对土壤EC值及冬小麦产量的影响

通过测坑试验,在"咸淡淡"、"淡咸淡"、"淡淡咸"3种微咸水-淡水交替灌溉方式和1、3、5 g/L三种微咸水矿化度水平条件下,监测并分析了各生育期灌水前后及生育期结束后土壤0~20、20~40、40~60 cm土层EC值,测定并分析了冬小麦产量及其构成因子。结果表明,整个生育期内,各层土壤EC值呈波动周期性变化趋势;微咸水-淡水交替灌溉方式主要影响土壤盐分的垂直分布,盐灌越靠前,盐分聚集层越深;灌水矿化度主要影响土壤总体EC值,随灌水矿化度增加,土壤总EC值变大。冬小麦产量和产量构成因子随灌水矿化度升高而呈减小的趋势,冬小麦的产量构成因子及产量在"咸淡淡"与"淡淡咸"2种轮灌方式下差异性显著,表现为"咸淡淡""淡淡咸"。     

冷等离子体处理对紫花苜蓿种子萌发及田间长势的影响

运用冷等离子体种子处理技术对苜蓿种子进行非电离幅射处理,研究该技术对于苜蓿种子萌发和田间长势的影响。利用不同剂量的冷等离子体处理苜蓿种子,经过室内发芽试验和田间种植试验,调查发芽势、发芽率、发芽指数、越冬、返青、株高、分枝数、结荚数等,并进行数据分析。结果表明,经不同剂量冷等离子体处理后,种子发芽指标和田间长势均有明显变化。冷等离子体处理后放置4 d、20 d进行室内发芽试验,当供电功率为20 W时苜蓿种子的各项发芽指标均大幅提高,并且具有一致的规律性,处理后放置4 d各项发芽指标均显著高于放置20 d,说明放置时间影响冷等离子体处理效果,随放置时间增加苜蓿种子发芽优势下降。与对照相比,处理后苜蓿种子田间种植越冬性普遍增强,返青期提前,其中供电功率160 W的田间苜蓿株高、分枝数、结荚数提高幅度最大。说明该技术对苜蓿种子室内发芽和田间生长均具有重要影响,在生产上具有使用和推广价值。     

玉米种子的机械损伤对其发芽率的影响

玉米种子质量是决定玉米产量的重要因素.目前,由于我国没有生产专用种子玉米脱粒机,玉米种子的脱粒只能采用打击原理设计的普通脱粒机,对玉米籽粒伤害较大,从而影响了种子在田间的出苗率以及植株整个生长发育过程.为此,针对不同部位有机械损伤的玉米种子对其发芽率的影响进行了分析,进而为新型低损伤玉米种子脱粒机的研制提供作用部位与作用方向的参考.     

温度及矿化度对土壤持水性能的影响

采用离心机法测定了不同矿化度(1、3、5、10g/L)的NaCl和Na2SO4溶液在不同温度条件下(5、10、20、30℃)对土壤水分特征曲线及其van Genuchten方程参数的影响。结果表明,温度与θs、α均呈现显著的负相关,相关系数分别为-0.83、-0.99;θs与α呈极显著的正相关关系,与n呈极显著的负相关关系,α与n呈极显著的负相关关系。溶液的盐分类型对土壤水分特征曲线的影响在不同的吸力段影响不同,在近饱和段影响比较明显,且对参数α值也有显著影响,其中Na2SO4的影响较NaCl明显。溶液矿化度对土壤水分特征曲线参数(θs,α,n)的影响均不显著。     

灌排模式和施氮水平对水稻株高与茎蘖生长动态的影响

为探究灌排模式、施氮水平对水稻株高、茎蘖生长动态的影响,以稻田水位作为调控指标,通过测坑控水试验,采用Logistic曲线以及DMOR数学模型定量分析不同施氮水平下分蘖期先旱后涝（FHL）、拔节孕穗期先旱后涝（BHL）以及控制灌排（CID）3种处理对株高、茎蘖生长动态的影响。结果表明：灌排模式主要通过改变水稻株高、茎蘖的生长时间以及生长速率来影响株高、茎蘖生长,最大株高由大到小表现为CID处理、FHL处理、BHL处理,最大茎蘖数由大到小表现为CID处理、BHL处理、FHL处理。施氮主要是通过提高水稻株高、茎蘖的生长速率来促进株高、茎蘖生长;最大株高随着施氮量的增加而增加,CID和FHL两种处理下,最大株高由施氮150kg/hm2的98.9、97.8cm增加到施氮300kg/hm2的102.4、101.2cm,继续施氮没有显著提高;CID处理和BHL处理下,最大茎蘖数随着施氮量的增加而增加;FHL处理下,低氮处理和高氮处理的最大茎蘖数显著小于中氮处理。灌排模式与施氮水平的交互作用对株高、茎蘖数动态过程均有极显著影响,增施氮肥在一定程度上可以缓解因水分胁迫所引起的株高、茎蘖数的下降,但是高氮会加重水分胁迫,不利于株高、茎蘖的生长。     

水分亏缺对冬小麦株高、叶绿素相对含量及产量的影响

通过冬小麦小区试验,在不同时期给以不同程度的亏水灌溉处理,以研究不同生长时期水分亏缺和亏缺程度对冬小麦生理生态及产量的影响。冬小麦生长发育过程被划分为4个阶段:苗期、拔节期、抽穗期和灌浆成熟期。每个生育阶段设置不同水分水平,结果表明:土壤水分调控对冬小麦株高、叶片叶绿素相对含量,产量和水分利用率均有影响;冬小麦株高以及叶片叶绿素相对含量在拔节期、抽穗期以及灌浆成熟期前期均存在一定的补偿效应。     

基于冠层光谱特征和株高的马铃薯植株氮含量估算

为及时准确地掌握作物的植株氮含量(PNC)信息,监测作物生长状况,实现农田氮素施肥的科学管理,以马铃薯为研究对象,首先获取了现蕾期、块茎形成期、块茎增长期、淀粉积累期和成熟期的数码影像,并实测了各生育期的PNC、株高(H)和地面控制点(GCP)的三维坐标。其次利用各生育期的无人机数码影像与GCP结合生成试验区域的数字正射影像(DOM)和数字表面模型(DSM),并从中提取冠层光谱特征和株高(Hdsm)。然后将各生育期提取的Hdsm和数码影像变量与地面实测的PNC进行相关性分析,从中筛选出相关性较好的影像变量和Hdsm作为马铃薯PNC估算模型的输入参数。最后分别基于影像变量和影像变量结合Hdsm利用多元线性回归(MLR)、误差反向传播(BP)神经网络和Lasso回归3种方法构建马铃薯PNC估算模型。结果表明：基于DSM提取的Hdsm与实测H具有较高的拟合度(R2为0.860,RMSE为2.663cm,NRMSE为10.234%);各生育期加入Hdsm,均能提高马铃薯PNC的估算精度和稳定性;各生育期利用MLR方法构建的PNC估算模型优于BP神经网络和Lasso回归。该研究可为马铃薯PNC状况的高效、无损监测提供技术支撑。     

基于无人机可见光与激光雷达的甜菜株高定量评估

甜菜株高可用于估算根系生物量、指示水分胁迫,还可作为甜菜氮含量和产量的有效指示因子,是育种者和农田管理者评估大田甜菜生长状态的重要参数.本研究以186个不同基因型的大田甜菜为研究对象,探究无人机分别搭载可见光(RGB)相机与激光雷达(LiDAR)系统对大田作物株高估算的精度差异,并与田间测定值进行比较.结果表明,基于无...     

入渗水矿化度对土壤入渗特征和离子迁移特性的影响

为开发利用浅层地下劣质水,进行均匀土柱一维垂直入渗实验,对矿化度不同的入渗水在土柱中入渗后的剖面含水率分布和土壤入渗率进行了分析,并对土壤剖面的含盐量以及入渗后盐分降低区深度随入渗水矿化度的变化规律进行了研究.结果表明,含盐水入渗能够改变土壤结构,并增强土壤导水和持水能力,但随着进入土壤中的钠离子数量增加,土壤的导水和持水能力并非由矿化度一个因素决定,而是由入渗水矿化度和钠离子数量共同决定.当矿化度低于3 g/L左右时仍可以对土壤上层的盐分有一定的淋洗作用,但当矿化度进一步升高时,入渗水对供试土壤的盐分几乎没有淋洗作用.     

基于高度融合的植保无人机仿地飞行方法研究

多旋翼植保无人机在坡地作业过程中一般作业于作物上方1.5~3 m的近地空中,需要保持稳定的仿地飞行才能保障无人机的安全飞行和喷洒均匀性。提出了一种仿地飞行方法,通过前置毫米波雷达进行坡度判断,在坡度起伏较小时,将差分GPS高度与对地毫米波雷达高度进行卡尔曼滤波融合以提高精度,在坡度变化超出阈值时,将前置毫米波雷达与对地毫米波雷达的高度进行多雷达高度信息融合以提高响应速度,最后采用模糊PID控制算法控制无人机高度。通过仿真和实地飞行测试,实现了植保无人机坡地仿地飞行高度误差小于40 cm的目的,保证了无人机的环境适应能力和喷洒均匀性,为植保无人机在不同地形下的全自动作业奠定了基础。