并联式文丘里管施肥器试验研究

通过对试验数据进行回归计算，归纳出实用的并联式文丘里管施肥器临界流量和肥液抽吸量经验计算公式。     

渐缩式比例施肥器的设计与试验

【目的】解决压差施肥罐施肥质量浓度随时间衰减的问题。【方法】采用在压力罐中设置可变形的肥袋,压力罐、肥袋与主管连接点中间设置减压阀的方法,研制了一种通过压力罐向管道注肥的渐缩式比例施肥器,实现了比例施肥。理论分析了其并联特性,在此基础上试制了样机,开展了性能试验,测试了4种管道工况下施肥质量浓度变化。【结果】可变形肥袋起到了水肥分隔、水肥等量置换作用,其水力系统为并联管道系统,当结构形式一定时,施肥比例是常数,其仅与2个支路管径以及局部损失系数有关,不受来水管道压力、流量变化影响,同一工况、不同时刻出水管道肥液质量浓度最大偏差为4.7%,来水管道工况变化时平均质量浓度最大偏差为3.5%,属于均匀施肥,施肥器的最大水头损失为0.47 m,施肥比例可在0～10%范围内调节。【结论】研制的渐缩式比例施肥具有施肥质量浓度稳定、水头损失小,适合各种管道压力的特点,可应用于设施农业喷灌、滴灌系统加药、施肥。     

玉米分层施肥器结构设计与试验

为了实现一次施肥满足作物不同生育期的养分需求并提高肥料利用效率,设计了一种施肥量可调式分层施肥器,并利用离散元法对肥料颗粒的运动规律以及影响施肥配比的主要因素进行仿真研究。仿真结果表明：增大分层施肥器的安装角α,可减小肥料颗粒流经施肥口的初速度,有利于肥料颗粒排出施肥口;增大施肥片工作长度L可增加与之发生碰撞的肥料颗粒数量,进而获得较多施肥量。为验证仿真分析结果并获取合理的分层施肥器工作参数,以4种肥料（大颗粒尿素、小颗粒尿素、硫酸钾复合肥、磷酸二铵复合肥）为研究对象进行台架试验,试验结果表明：4种肥料的施肥配比受安装角α、施肥片工作长度L影响的变化趋势与仿真分析结果一致,并确定4种肥料达到合适配比时分层施肥器的工作参数α为36°,L为13~16mm。田间试验结果表明：所设计的分层施肥器能够达到目标施肥配比,且在不同作业速度下各层施肥量变异系数在10%以内,工作性能稳定。     

施肥器结构参数对施肥浓度影响的数值研究——基于并联式文丘里施肥器

文丘里施肥器因为其具有结构简单、无需动力部件等优点,在国内外都有很广泛的应用。为此,在试验基础上对并联式文丘里施肥器进行模拟仿真研究,通过改变文丘里管的收缩角、扩大角和喉管直径等结构参数,得到相应的流量和吸肥量,再用数值方法根据仿真结果导出其结构参数与浓度的关系式。     

水动比例施肥器性能对比试验研究

水动比例施肥器作为精确施肥的代表性装置,在国内尚停留在理论研究及产品研制方面.由于国内产品性能的不稳定,国内的市场份额大部分被国外产品所占据.为了对比国内外水动比例施肥器在吸肥性能上的差异,通过试验综合对比了国内外3款水动比例施肥器的吸肥性能.结果表明:施肥器吸肥量受进口流量和压差的影响,相同压差下,国外施肥器进口流量...     

文丘里施肥器控制性能试验分析

在水肥一体化滴灌设施中,为优选文丘里施肥器的最佳控制方式,以规格为32mm的并联式文丘里施肥器为对象,在文丘里施肥器的进水口、出水口和与水管的并联连接处3个位置安装球阀调节压差进行试验。试验结果表明,在进水口处调节压差,肥液质量分数低于13％时不能调节;在与水管的并联连接处调节压差,可实现对肥液质量分数的调节,但当压差...     

马铃薯种植机分层施肥开沟器设计与试验

针对目前我国马铃薯种植机普遍存在的肥料定位不精确问题,结合马铃薯根系分布规律和一垄二行种植模式特点,提出了一种基于曲面排肥与V型防堵结构的分层施肥技术,设计了深度可调式分层施肥开沟器,研究了土壤与开沟部件之间运动关系,并对肥料在曲面分肥板上的运动规律进行了理论分析;以下层排肥量稳定性变异系数为试验指标进行了单因素试验,确定了排肥器最佳槽轮工作长度;在此条件下,以排肥轴转速和曲面分肥板斜面倾角为试验因素,上层排肥盒左右侧排肥一致性变异系数为试验指标进行了通用旋转组合试验,运用DPS和Matlab软件进行回归方程显著性分析和参数优化,得出最佳因素组合为排肥轴转速20.5r/min,曲面分肥板斜面倾角15o,此时上层排肥盒左右侧排肥一致性变异系数为3.30%。最优参数下的重复试验结果表明,平均上层排肥盒左右侧排肥一致性变异系数为3.71%,试验值与理论值相近;同时田间排肥性能试验结果表明,该开沟器作业流畅,排肥性能满足马铃薯施肥要求。     

文丘里施肥器吸肥性能试验研究

通过对文丘里施肥器吸肥性能测试,分析其吸肥流量与喉部负压、进出口压力和进口流量间的关系.结果表明:在吸肥初期阶段,吸肥流量随进口压力和进口流量的增大而增大,当吸肥流量达到最大值后,吸肥流量基本稳定,不受进口压力和进口流量增大变化的影响;吸肥浓度随进口压力和流量的增大先增大后减小,在喉部负压降低到最低点时,吸肥浓度达到最大,试验用文丘里施肥器的最大吸肥浓度约12％～13％.因此,灌溉系统中选择文丘里施肥器时,应考虑其吸肥性能,确定合理的进口压力和进口流量,以达到精确施肥的效果.     

文丘里施肥器系列的研制

详细介绍了文丘里施肥器的工作原理,并根据实际使用中的性能要求和有关计算公式设计了其结构和参数.以流量,浓度和进出口压力对比与浓度的关系作为检测参数,对施肥器进行了检测,并根据检测结果详细分析了施肥器的性能，通过检测结果发现,对于结构已经确定的文丘里施肥器来说,进出口压力比与浓度有一较固定的关系,使用方法和注意事项.最后得出结论认为,该系列施肥器具有以下特点:结构简单造价底,无运动部件,无需有压容器存放肥液,施肥浓度稳定,无需外加动力,使用方便,能满足大、中、小型灌溉系统的需要.     

以负碳排放为目标的生物质灰矿化CO2路径研究

将生物质能源开发利用与碳捕获、利用与封存结合,可实现CO₂负排放,是能源领域降低CO₂排放的重要技术之一。生物质直接燃烧后产生的生物质灰理论上可吸收并永久封存CO₂,但其能否实现负碳排放还需进行深入研究。基于此,分别在自然状态（空气氛围）、中等CO₂初始分压（101.3 kPa）和高CO₂初始分压（300～1 400 kPa）条件下开展了生物质灰矿化CO₂试验,测试了生物质灰的CO₂矿化量,并评估了3种矿化路径的负碳排放量。结果表明,从空气中吸收CO₂时,生物质灰的CO₂矿化性能最差,40 d内的最高CO₂矿化量仅为60.66 g/kg。在中等CO₂分压101.3 kPa条件下,可最高实现121.68 g/kg的矿化量,而初始分压1 400 kPa下的CO₂矿化量可达216.85 g/kg。综合考虑矿化过程的能源消耗和生物质灰...     

秸秆还田配施氮肥对黑土玉米田土壤CO2排放与碳平衡的影响

为探寻不同秸秆还田方式配施氮肥对黑土玉米田土壤CO2排放与碳平衡的影响,于2023年开展大田试验,设置秸秆离田（S0,对照）、秸秆覆盖还田(S1)、秸秆旋耕还田（S2）3种秸秆还田方式,同时设置常规施加氮肥（N, 250kg/hm2）与不施加氮肥（W,0kg/hm2,对照）2种施氮模式,共计6个处理。测定不同处理下玉米生育期土壤CO2排放通量以及玉米收获后土壤有机碳（SOC）、可溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）含量,探究土壤CO2累积排放量与SOC、DOC、MBC含量的关系,并分析黑土玉米田生态系统碳平衡状况。结果表明：各处理中土壤CO2累积排放量从大到小依次为S2N、S1N、S0N、S2W、S1W、S0W,其中S2N处理土壤CO2累积排放量较S0W处理显著增加70.31%（P<0.05）。在相同施氮模式下,秸秆还田能够有效增加SOC、DOC、MBC含量,且土壤CO2累积排放量与SOC、DOC、MBC含量呈正相关关系。不同秸秆还田方式配施氮肥下,S1N处理玉米产量最高,为13534.4kg/hm2,作物碳排放速率最低,为0.122kg/kg。不同秸秆还田方式配施氮肥下黑土玉米田生态系统碳平衡值均为正值,表现为较强的碳“汇”,其中S1N处理碳平衡值和土壤固碳潜力最大,较其他处理分别增加13.12%~94.05%、3.49%~25.32%。综上所述,在本试验条件下,秸秆覆盖还田+常规施氮（S1N处理）可以实现黑土玉米田土壤固碳减排和作物增产目的。     

大气CO_2浓度升高与土壤质量的变化

在分析大量国内外文献资料的基础上,综述了大气CO2浓度升高条件下,土壤养分、碳氮循环、有机质、酶活性等土壤质量指标的变化,指出大气CO2浓度升高对土壤质量的影响非常复杂。同时,土壤质量的变化也会反作用于大气,从而引起新一轮的CO2对土壤的作用,所以应将大气CO2浓度升高对土壤质量的影响研究扩展到更大的生态系统范围内,并对人类的实践活动提供指导。     

滴灌施肥水肥耦合对温室无土栽培水果黄瓜产量的影响

试验对温室内无土栽培的水果黄瓜在不同生育阶段进行了不同的水肥耦合试验,旨在揭示黄瓜产量与灌水量及施肥配比的内在关系.结果表明:生育期最优灌水量为3 975 m3/hm2左右,最优施肥配比为N:P2O5:K2O=2:1:3;5、6、10月份的最优灌水量为试验的中水,7-9月份的最优灌水量为试验的高水,最优施肥配比在5-10月份,都为N:P2O5:K2O=2:1:3,与全生育期规律一致.     

滴灌下生物质改良材料对盐渍土水盐氮运移的调控效应

为探究生物质改良材料对滴灌盐渍土水、盐、肥运移过程的调控效应,采用土箱模拟试验,研究了水肥一体化滴灌条件下,生物炭和腐殖酸两种改良材料对盐渍土水、盐、氮运移和再分布过程及其时空分布特征的影响规律。结果表明：在滴灌条件下,盐渍土壤水盐的时空动态变化表现出明显的水分入渗驱动的盐分运移过程和蒸发扩散驱动的水盐再分布过程;铵态氮含量在时间上表现出先增大、后减小的变化趋势,在空间上的运移再分布特征较弱;硝态氮含量初始时空分布表现出与水盐相似的运移特征,受铵态氮硝化作用的多重影响,后期空间分布与铵态氮空间分布相似;生物炭通过提高土壤饱和导水率,增大了入渗阶段土壤水、盐、氮的运移速率和分布范围;腐殖酸通过提高土壤田间持水率增大了再分布过程土壤水、盐、氮的分布范围和强度,同时其对尿素的水解和硝化过程表现出更强的抑制效果。应用生物质改良材料在改变土壤物理性状进而调控滴灌土壤水盐运移的同时,还影响土壤氮素转化运移过程及其分布,这为水肥一体化滴灌盐渍农田的节水、控盐、减肥治理提供了理论基础。     

我国生物质能源开发利用研究

在介绍国内外生物质能源开发利用现状的基础上,阐述生物质能源在我国未来经济发展中的重要战略地位,并预测我国生物质能源的开发前景及利用趋势,为我国的新农村建设提供能源保障和良好环境。     

水肥耦合对毛乌素沙地紫花苜蓿生长与产量的影响

以内蒙古毛乌素沙地紫花苜蓿为研究对象,研究了不同水肥对紫花苜蓿茎叶比、叶面积、产量及水分利用效率的影响。结果表明,当灌水量为4 800 m3/hm2时,茎叶比值最小;当灌水量为4 800 m3/hm2,施肥量为120kg/hm2时,紫花苜蓿的叶面积最大,为最佳水肥调配模式;灌水量为4 800m3/hm2,配施120kg/hm2复合肥效果最佳。     

氮肥运筹对砂壤土麦田土壤水氮分布和利用的影响

为解决河北省黑龙港区砂壤质氮肥施用问题,分别设置不施氮肥T1,总施氮量为240 kg/hm2氮肥基追比T2(3:7)、T3(4:6)、T4(5:5)、T6(6:4)和T6(7:3)处理.研究小麦水氮利用效率以及土壤含水量、贮水量、氮素动态变化规律.结果表明,砂壤质土壤氮肥基追比3:7的处理水分利用效率、氮肥生产效率最高...     

不同水分条件下增施CO2对日光温室内番茄生长的影响

试验设置4个CO2浓度（温室内未增施的CO2浓度约450μmol/mol,低、中、高CO2增施浓度分别为（700±50）、（1000±50）、（1300±50）μmol/mol）和3个水分条件（低、中、高基质含水率分别为基质饱和含水率的35%~45%、55%~65%、75%~85%）的交互处理。结果表明,增施1000、1300μmol/mol CO2能提升番茄叶片的净光合速率并可促使植株提早6~11d开花;中水条件下,CO2增施组比未增施组的表观量子效率（AQY）、表观羧化效率（ACE）显著上升,光补偿点显著降低;高CO2浓度下,中水、高水组植株的最大净光合速率和表观量子效率显著高于低水组,同时光补偿点和CO2补偿点低于低水组;低水条件下CO2增施组植株叶片的丙二醛（MDA）含量降低,表明增施CO2可以在一定程度上缓解不利水分条件对番茄植株造成的氧化损伤;增施CO2条件下低水组比未增施条件下中水组植株的开花时间提前3~7d、第一穗果鲜质量增加18%~44%,1000、1300μmol/mol CO2增施条件下中水组比未增施条件下高水组植株的开花时间分别提前8、10d,第一穗果鲜质量分别增加42.8%、34.0%,表明CO2增施能提高番茄第一穗果鲜质量水平上的水分利用效率。     

2F-12型变量施肥试验台试验

为了提高化肥的利用率,达到提高产量减少污染的目的,以黑龙江垦区施肥机械为基础,设计了一台2F-1 2型变量施肥试验台。变量施肥试验台的目的是研究降低施肥成本的方法和途径,提高农业生产的经济效益和环境效益,简化施肥操作步骤,降低劳动强度,在提高变量施肥控制系统的开发设计能力的同时,为田间变量施肥机具的大面积推广提供技术储备。2F-12型变量施肥试验台可以完成变量施肥软件的测试和变量施肥的监测工作,主要由箱体、排肥装置、液压系统、电控系统、车载计算机,以及施肥监测系统组成。测试试验结果表明:变量施肥软件无误,施肥口输出肥料正常,机具设计结构合理,可为黑龙江垦区变量施肥作业提供技术支持。