间接地下滴灌条件下 红黏土水分入渗特性试验研究

植物护坡效果与根系在土壤中的空间造型和分布(即根系构型)密切相关,研究不同土壤初始含水率和滴头流量对红黏土内水分运移的影响规律,对合理匹配土壤湿润体与植物根系分布情况,准确调控植物根系构型,提高植物边坡固土能力具有重要意义。采用室内试验的方法,在间接地下滴灌的条件下,观测土壤初始含水率和滴头流量对土壤湿润体特征值、湿润锋运移速度和含水率分布情况的影响。试验研究发现湿润锋运移的形状近似椭圆形,而湿润体的形状则近似为椭球体。随着土壤初始含水率的增加,湿润体水平方向对称轴不断下移,水分趋于垂直向下运移,随时间呈对数函数变化。在相同的滴灌量条件下,流量较小的湿润体的范围稍大于流量较大的湿润体范围,但湿润锋的半径均随时间呈幂函数变化。滴灌初期,同一时刻湿润锋运移速度随滴头流量的增大而增大,但随滴灌时间的延长,这一现象逐渐减弱。滴头流量大时,水分向水平方向运移的趋势明显,而滴头流量小时,水分向垂直方向运移的趋势更优。不同滴头流量和土壤初始含水率会形成不同形状和大小的湿润体,也会导致湿润体含水量分布不同。在调控所需的植物根系构型时,可通过控制滴头流量和土壤初始含水率来控制植物根系分布情况,提高植物根系固土的能力。     

根系微生物在环境污染治理中的应用及其发展

根系微生物是植物根系微区域内丰富的微生物宝库,研究和利用根系微生物进行环境污染治理和修复成为研究热点问题.首先阐述了根系微生物的概念、形成原因和生理生化特性,并在基础此上分析了根系微生物在环境污染治理中的贡献、作用机理和应用现状；最后分析了根系微生物在未来污染治理领域的研究方向和热点.     

非充分灌溉条件下水稻根系生长发育特征研究

以广西桂林站水稻非充分灌溉试验的实测资料为基础，分析比较了不同稻田水分条件下水稻根系的形态、类型、根系数量及分布特点，同时，对非充分灌溉条件下水稻根系的生长发育特征及其对产量影响的机理进行了初步研究。其结果对指导有效、省水的稻田灌溉具有重要意义。     

植物根系抗拉力学特性便携式测试系统

针对传统的植物根系抗拉力学特性参数测量方式的不足,设计了一种在野外现场测量植物根系抗拉力学特性参数的便携测试系统。系统包括机械装置和电子测量两部分。机械装置由机架、根系夹持机构和传动系统组成,采用模块化设计,各部件可以快速拆装。电子测量部分由传感器、低功耗单片机数据采集系统和手持设备组成。手持设备基于Android平台开发,通过蓝牙模块与单片机数据采集系统通讯,是实现测量操作、输入以及结果显示输出的终端。试验结果表明,所设计的测试系统携带方便、测量准确,可测量得到根系的4个典型抗拉力学特性参数(最大抗拉力、抗拉强度、拉伸弹性模量、极限应变),显示其应力-应变关系曲线,查询历史数据,能够满足野外现场测量根系抗拉力学特性参数的各种要求。     

无压灌溉埋管深度的机理性研究及大田试验

通过室内试验和大田试验,研究了无压灌溉方式下埋管深度对水分运移和作物生长的影响机理。结果表明,在不同埋深时湿润体形状均为球冠,但球冠高度不同;湿润体内含水率均在埋管深度附近达到最大值,并以灌水器所在平面为对称面对称分布;埋管深度对番茄根系的生长分布、早期生物量的积累和后期干物质在果实和茎叶中的分配比例都有影响;埋深10 cm时,番茄的水分利用效率、产量和品质最大,是温室番茄的最佳埋深。     

马铃薯萌芽出苗期根系对水分胁迫的响应机理分析

【目的】研究马铃薯根系对不同水分胁迫的响应机理。【方法】试验以马铃薯栽培品种‘克新1号’为材料,利用Illumina HiSeqTM 4000高通量测序技术,从转录组水平分析马铃薯萌芽出苗期根系对不同水分胁迫基因的差异表达,分析萌芽出苗期根系对水分胁迫应答的分子机理。【结果】①通过对转录组测序分析,中度水分胁迫样品中获得差异表达基因1 488个,其中上调578个,下调910个,重度水分胁迫样品中获得差异表达基因5 241个,其中上调1 905个,下调3 336个,共同差异表达基因369个,差异基因主要与蛋白激酶、水解酶、氧化还原酶、水通道蛋白、转运蛋白、转录因子等相关;②马铃薯萌芽出苗期根系中谷胱甘肽及其代谢途径参与了抵御水分胁迫处理的正调控;③激素ABA、ET和CKs信号转导被激活,IAA、属于12个家族的107个蛋白磷酸酶基因,可能参与水分胁迫应答,其中丝氨酸/苏氨酸磷酸酶(PP2C,PP2A)参与了ABA信号转导的调控;④发现了属于54个家族的488个转录因子基因,其中部分转录因子参与水分胁迫应答。【结论】在水分胁迫下,马铃薯萌芽出苗期根系基因出现差异表达,其中部分蛋白激酶、蛋白磷酸酶、氧化还原酶、转录因子及其参与的生物代谢途径和信号转导途径参与了水分胁迫的应答响应。     

无压灌溉埋管深度的机理性研究及

通过室内试验和大田试验，研究了无压灌溉方式下埋管深度对水分运移和作物生长的影响机理。结果表明，在不同埋深时湿润体形状均为球冠，但球冠高度不同；湿润体内含水率均在埋管深度附近达到最大值，并以灌水器所在平面为对称面对称分布；埋管深度对番茄根系的生长分布、早期生物量的积累和后期干物质在果实和茎叶中的分配比例都有影响；埋深10cm时，番茄的水分利用效率、产量和品质最大，是温室番茄的最佳埋深。     

基于XCT技术的植物根系原位形态可视化研究

在总结植物根系观测技术研究进展的基础上 ,提出基于多层螺旋 CT技术的根系原位形态的可视化研究方法 ,并进行了试验研究。结果表明 ,采用 XCT成像技术实现植物根系原位形态构型的定性观察和定量测量是可行的。在对成像技术、介质成分和根系类型等影响根系成像质量的主要因素进行系统分析的基础上 ,提出了进一步的研究思路。     

根系分泌物及其对植物根际土壤微生态环境的影响探究

植物根系是植物的生命根基,通过根系的作用植物才能够正常的生长.文章根据最新的研究报告,从植物根系分泌物角度进行分析,主要对包括植物根系分泌物产生的途径、影响因素、对外界环境的影响的三个部分进行阐释,并且为以后植物根系分泌物研究提供参考.     

膜下滴灌下土壤水盐动态对棉花根系时空分布特征的影响

为讨论在膜滴灌条件下水分和盐分的运移对棉花根系时空分布的影响,选择淡水和成水2个处理,在其3个不同生育期(蕾期、花铃期和吐絮期)采集距滴头不同距离和深度上的根系,并监测各剖面的水分、盐分及地上植株的农艺性状.对其根长密度与地上部分、水分和盐分的运移进行分析,研究表明根系对水分和盐分的胁迫表现明显,当土壤体积含水率在20...     

农作物茎秆的力学特性研究进展

对农作物茎秆的力学模型、力学特性、茎秆微观结构与茎秆的力学特性关系进行了综合评述。目前对茎秆的力学性能的研究基本上还是参照工程材料的力学性能指标体系进行的,所建的力学模型还是将茎秆作为各向同性体,生物材料的复杂结构、粘弹性以及各向异性在目前的研究中没有得到很好的反映。提出了从材料科学的观点研究农作物茎秆的结构与功能特点,在建立茎秆材料模型的基础上,建立茎秆的力学模型与力学指标体系,进而建立茎秆材料的本构方程和破坏准则。     

甘蔗收获机切割器振动性能分析

为改善甘蔗收获机的切割质量及甘蔗宿根破头率的问题,以切割器为主要研究对象,通过理论分析切割器振动的影响因素,并从切割喂入系统自身的动不平衡出发,建立了切割器的力学模型,以探讨切割器的动不平衡机理。通过分析发现,刀盘质量的不平衡是引起切割器振动的主要因素之一。基于上述机理,在理论上提出切割器刀盘质量不平衡的改进原理。本文可为后续切割喂入系统的研究提供理论指导。     

玉米摘穗装置的设计研究

对玉米植株中果穗及茎秆的力学特性进行了分析,总结出摘穗装置设计要求下的技术特征,确定了机具主要的工作参数,应用力学原理分析了在玉米摘穗过程中果穗及茎秆的运动规律.     

Numerical assessment of effective evapotranspiration from maize plots to estimate groundwater recharge in lowlands

To maximize the irrigation efficiency and to protect groundwater from agrochemical pollution, two variables must be known with good accuracy: effective evapotranspiration and infiltration, especially in lowland areas were the run-off is minimal. Three different experimental plots cultivated with maize were equipped with tensiometers and soil moisture probes to monitor every day the water movement in the unsaturated zone. Other relevant parameters of the various soil layers, as hydraulic conductivity and water retention curve, were obtained in laboratory experiments, while boundary conditions, as precipitations, temperature and root growth, were obtained on site. Inverse modeling was performed using HYDRUS-1D to assess the degree of uncertainty on model parameters. Results showed a good model fit of water content and head pressure at various depths, in each site, using Penman-Monteith formula for daily potential evapotranspiration calculation, but poor fit applying the Hargreves and Turk formulas. Best performance of model fit was observed for S-shaped equation employed to simulate the root water-uptake reduction with respect to Feddes equation. The soil parameters uncertainty was limited and remained within analytical errors, thus a robust estimation of cumulative infiltration and evapotranspiration has been derived. This study points out that evapotranspiration is the most important variable in defining groundwater recharge for maize crops in lowlands.     

果树苗木起苗机起苗作业质量分析

果树苗木起苗机是果树苗木繁育机械中实现起苗作业的一种机具,具有保持苗木根系完整的功能。通过在矮化中间砧成品苹果苗苗木繁育基地对果树苗木起苗机的入土行程、起苗深度、生产率等方面进行作业质量分析,为优化配备拔苗分级假植等人员数量提供技术依据,达到苹果苗木繁育技术对机具高效作业要求,产出根系完整的优质苗木。     

盐渍化地区土壤水分运动参数的测定及标定

针对盐渍化地区作物受土壤水分和盐分联合胁迫影响的复杂机理,以内蒙古河套灌区主要经济作物油料向日葵为研究对象,采用田间试验的方法对北方盐渍化地区作物根系吸水模型进行了研究。通过田间和实验室分别测定了土壤水分运动特征参数,并对田间实测土壤基质势进行了标定,建立了土壤基质势和饱和度之间的数学模型。此研究为盐渍化地区土壤水分运动的研究提供了依据,可作为盐渍化地区SPAC系统研究的参考。     

铰接式车辆静态转向阻力矩分析

从运动学观点建立铰接式车辆在静态转向情况下的力学模型，从动力学观点分析计算双桥驱动与单桥驱动的铰接车辆静态转向阻力矩及其特点，并用实验验证了理论分析的正确性。     

冬小麦生长土壤中硝态氮动态的集中参数模型模拟

应用包含有限参数的集中参数模型(LPM)来模拟根区NO3-N的浓度。为率定和检验模型,在野外进行6个小区的水氮动态试验,并根据有关文献确定相关参数,然后借助于其中的2个小区实测资料对作物根系吸氮参数进行优化μ。模拟结果表明,模拟值与田间实测值基本吻合,说明所采用的模型及所确定的参数可用于模拟和预测根层土壤中NO3-N的变化规律。最后,对LPM进行了灵敏度分析,结果表明模拟结果对硝化参数k2、根系吸氮参数μ最为灵敏,并且随着尿素水解参数k1、硝化参数k2增大而增大,随着根系吸氮参数μ、反硝化参数k3的增大而减小。     

马铃薯收获机薯秧分离装置设计与试验

针对北方粘重土壤条件下马铃薯收获过程中薯秧分离效果不佳的问题,设计了一种在不杀秧情况下既适用于大型联合收获机也适用于分段式马铃薯收获机的薯秧分离装置。通过对该装置升运过程中薯秧的运动学分析和分离过程中的力学分析,建立了一种弹性力学模型,确定了影响薯秧分离效果的主要因素,得到影响薯秧分离性能的摘秧辊转速范围和摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离范围等工作参数。以摘秧辊转速、一级升运分离筛主驱动辊线速度、摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为试验因素,以含杂率为试验指标,在未进行杀秧作业的条件下进行田间试验,试验结果表明:当摘秧辊与一级升运分离筛主驱动辊距离为2. 5 mm、摘秧辊转速为9. 0 r/s、一级升运分离筛主驱动辊线速度为1. 6 m/s时,含杂率为2. 4%,优于国家行业标准。     

华北冬小麦-夏玉米农田水分动态模拟研究

冬小麦-夏玉米连作是华北地区主要的粮食作物种植模式。根据华北季节性冻土区的特点,将全年划分为作物生长期与越冬期,分别建立了作物生长条件下农田水分运移模型、冻融条件下土壤水热运移模型。前一模型主要包括参照腾发量计算、腾发量分配、作物根系吸水、土壤表面蒸发、土壤水分特征参数和土壤水分运动等子模型;后一模型主要包括冻土水热耦舍迁移、地气水热交换等子模型。应用以上模型对冬小麦-夏玉米连作条件下的土壤水分过程进行模拟,根据北京永乐店试验资料对模型进行检验。模拟了不同降水水平年、不同灌溉处理下的农田灌溉制度及土壤水分过程,分析了降水、灌溉对农田蒸散、土壤水利用、深层渗漏等的影响。