不同深耕时间对滨海盐碱棉田土壤理化性质及棉苗光合特性的影响

为探讨不同深耕时间对土壤理化性质及棉苗光合生产的影响,于冬前(T1)、开春(T2)、播前(T3)对滨海重度盐碱棉田进行深耕,测定棉花苗期叶面积指数(LAI)、光合特性、叶绿素含量(SPAD)以及干物质积累和分配情况,并对0~40 cm土层土壤含盐量、含水率和容重进行分层测定。结果表明,与T0(免耕直播)处理相比,T1处理各土层含盐量和含水率无明显变化,容重下降4.0%~9.1%,棉苗叶片SPAD、LAI以及根冠比增大8.0%~29.4%,光合参数增大4.1%~14.8%,棉苗总干质量增大9.8%;T2处理各土层含盐量降低47.2%~50.9%,10~40 cm土层含水率无显著变化,容重下降9.6%~18.2%,棉苗叶片SPAD、LAI以及根冠比增大23.6%~56.0%,光合参数增大14.2%~49.4%,棉苗总干质量增大45.6%;T3处理各土层含盐量增加14.5%~57.7%,含水率降低2.4%~8.7%,容重下降18.5%~25.4%,叶片SPAD和LAI分别降低13.0%和24.0%,光合参数降低21.4%~64.6%,棉苗总干质量降低21.9%。可见,开春深耕(T2处理)可有效改良滨海盐碱土壤,更有利于棉苗光合特性提高及其正常生长发育。     

基于微波干燥的黑莓介电特性研究

以黑莓为对象,利用网络分析仪测量并研究了频率（1～3 000 MHz）、黑莓含水率（20%～80%）和温度（20～100 ℃）对相对介电常数ε′和介质损耗因数ε″的影响;计算了微波穿透深度,并分析频率、含水率和温度对其的影响;建立了部分频率下黑莓介电参数与主要影响因素的关系模型,检验了基于介电参数预测含水率的精度和可行性。结果表明,在1～3 000 MHz频率段内,黑莓的介电常数ε′和介电损耗因子ε″都随频率的增大而减小;ε′随含水率的增大而增加,但随温度的增大而减小;ε″随含水率的增大而下降,但随温度的增大而增加;能量穿透深度随温度、频率的升高而降低,随含水率的升高而增加。可用二元二次方程描述介电参数和主要影响因素的关系,且各模型的决定系数皆大于0.96。所构建的模型可以很好地描述黑莓的介电参数与各主要影响因素的关系,说明基于介电参数和温度预测黑莓的含水率是可行的。     

颗粒饲料介电特性研究及含水率模型建立

为了探究颗粒饲料的介电特性,实现颗粒饲料含水率快速检测,以畜禽、水产颗粒饲料为研究对象,采用同心轴圆筒式电容器,研究了信号频率(1～200 k Hz)、温度(10～30℃)和含水率(8.8%～19.1%)对颗粒饲料相对介电常数的影响,建立了相应的含水率预测模型。结果表明,颗粒饲料的相对介电常数随着含水率和温度的增加而增加,随着测量信号频率的增加而减小;以决定系数R2和标准差SE为评价指标,通过比较,在10 k Hz下猪、禽颗粒饲料含水率模型最佳,其决定系数R2分别为0.996 6、0.998 4;在200 k Hz下,水产颗粒饲料含水率模型最佳,其决定系数R2为0.999 2。经过实验验证,预测颗粒饲料含水率的绝对误差范围在±1.1%,说明基于介电特性预测颗粒饲料含水率是可行的,为基于介电特性颗粒饲料水分检测仪的开发提供了指导意义。     

基于温度和水分的紫薯热物理特性与介电特性的分析

采用热特性分析仪和网络分析仪,研究频率900~3 000 MHz、温度20~100℃和含水率10.0%~74.2%(w.b.)范围内,紫薯的密度和热物理性能(热传导系数、比热容和热扩散系数)随温度、含水率的变化规律,介电性能(介电常数和介电损耗因子)随频率、温度和含水率的变化规律,以及频率2 450 MHz时微波在紫薯内的穿透深度,并对温度和水分对上述参数的影响进行回归分析,得到相应的预测方程。结果表明:在本研究范围内,紫薯的密度(1 011.84~1 302.44 kg·m-3)与温度和含水率均呈负相关;热传导系数(0.249~0.559 W·m-1·K-1)、比热(1.746~3.657 J·kg-1·℃-1)和热扩散系数(0.088~0.159 mm2·s-1)与含水率、温度均呈正相关;介电常数随频率的升高而降低,介电损耗因子随频率的增加呈现出先减小后增大的趋势;介电常数与温度呈负相关,与含水率呈正相关,介电损耗因子与温度和含水率均呈正相关,而穿透深度与温度和含水率均呈负相关。     

频率、温度和含水率对玉米介电性能的影响

应用网络分析仪和同轴探头技术,研究含水率为13%~22%的玉米在频率10~3 000 MHz,温度25~85℃下的介电性能。结果表明：玉米的介电常数和介电损耗因数随频率升高而降低,随温度和含水率的增加而增大。高温低频条件下,在双对数图中高含水率玉米的介电损耗因数与频率呈现明显的负线性关系,表明离子导电引起介电损耗是主要...     

容重对斥水粘壤土水分运动特性的影响

为研究容重对斥水粘壤土水分运动的影响,本文选用5个不同容重斥水粘壤土,采用压力膜法测定其土壤水分特征曲线,应用RETC软件中的van Genuchten模型、Brooks-Coery模型模型进行拟合水力参数,并对拟合效果进行评价,分析进气值及土壤水分常数的影响。结果表明:不同容重的斥水粘壤土水分特征水曲线变化,在低吸力阶段随着吸力增加,土壤含水率下降速度较快,土-水曲线呈平缓状;在高吸力阶段,土壤含水率下降速度较慢,容重对各参数土-水曲线呈陡直状;用van Genuchten模型回归斥水粘壤土水分特征曲线参数,得出残余含水率、经验参数n随容重变化没有显著差异,经验参数a随容重增加减小,进气值随容重的增加而增加(关系符合Rational模型,R2为0. 9835)。该成果可为斥水粘壤土入渗研究提供水分运动特性。     

山东省土壤水分自动站土壤水分常数评估

基于山东省120个土壤水分自动观测站所测定的土壤水文、物理特性测定值(简称土壤水分常数),采用ARCGIS技术、统计、成果参照对比等方法进行评估。结果表明,山东土壤水分自动观测站的土壤质地壤土类居多,达75%;土壤水文、物理特性测定土壤容重0.95~1.93 g/cm3、田间持水量14.1%~40.8%、凋萎湿度1.1%~33.0%。部分台站测定的水分常数存在偏差,尤其凋萎湿度的误差最大,田间持水量误差较小,土壤容重较为合适。     

夏闲期耕作对旱地麦田土壤物理质量的影响

[目的]研究夏闲期耕作对旱地麦田土壤容重、重量含水率和孔隙度等物理性状的影响。[方法]设置夏闲期深翻(PT)和深松(ST)两个处理。[结果]在0~50cm土层剖面内,土壤容重均随土层深度的增加而增加,ST处理下土壤容重比PT处理降低了0.7%~14.5%;而土壤重量含水率和总孔隙度则随土层的加深而降低,ST处理下土壤重量含水率和总孔隙度较PT处理分别提高了23.3%~41.9%和0.9%~14.0%。另外,PT处理土壤容重和重量含水率的层化率高于ST处理,而土壤总孔隙度和毛管孔隙度的层化率低于ST处理。土壤容重与重量含水率和各孔隙度均呈极显著负相关(P0.01)。整体来看,ST处理下的土壤固相低于PT处理,液相高于PT处理。[结论]夏闲期深松更有利于改善旱地麦田的土壤物理质量。     

土壤介电常数的多因素模型研究

利用LCR数字电桥测量仪及自制加持平行电极板,测量10、100、1 000 k Hz条件下土壤的相对介电常数与3种主要影响因素之间的变化规律。采用多元线性回归分析原理及模型,结合土壤相对介电常数的实测数据,运用SPSS软件对3种主要影响因素进行多元回归分析,得到了各因素与相对介电常数之间的相关关系及权重。结果表明,含水率、容重和温度与土壤相对介电常数显著相关(P0.05),其中含水率和温度与土壤相对介电常数极显著相关(P0.01);利用多元线性回归建立不同测试频率下土壤相对介电常数与含水率、容重、温度3因素的回归方程,且权重的大小顺序始终为容重温度含水率。     

内蒙古砒砂岩土壤水平入渗特性及适用模型研究

本文以内蒙古准格尔旗典型的砒砂岩土壤为研究对象,研究容重及初始含水率变化对砒砂岩土壤水平入渗特性的影响及适用模型。采用室内模拟土柱法,对3组砒砂岩土壤RS(紫红色)、HS(粉红色)和WS(灰白色)分别进行水平土柱积水入渗试验,研究容重为1.30 g/cm~3、1.35 g/cm~3、1.40 g/cm~3、1.45 g/cm~3、1.50 g/cm~3和初始含水率为7%、11%和15%不同梯度对水平入渗规律的影响。结果表明,砒砂岩土壤水平入渗入渗率、湿润锋运移速率与时间呈幂函数递减关系;入渗率、累计入渗量与初始含水率成反比关系,但湿润锋运移速率随初始含水率增加而增大;砒砂岩土壤容重越大,入渗率、累计入渗量越低,湿润锋运移越慢。初始含水率及容重的大小影响砒砂岩土壤水平入渗能力,Philip模型适用于模拟不同容重及初始含水率影响下的水平入渗过程,建立能够直接反映容重与入渗率关系的Philip改进模型,并通过r检验法验证了改进模型具有较高模拟精度。     

谷物颗粒物料等效介电特性的数值模拟#br#

农业物料的电磁效应基础研究在农产品微波辅助应用及器件设计中具有较好的应用价值。针对堆积型谷物颗粒物料提出了集离散元法、有限元法和平均能量法为一体的等效介电特性模拟仿真模型和数值计算方法，采用数值计算和实验测量方法验证了模型的有效性和准确性。结果表明：真实稻谷和模拟稻谷的堆积角误差为0.45%。在谷物颗粒的介电常数(2.0~10.0)、介电损耗因子(0.1~0.9)、微波频率（2.0~11.7 GHz）、湿基含水率(2.0%～19.7%)和体积分数(18.2%～88.0%)计算条件下，采用模拟模型得到的谷物物料等效介电特性的数值结果与实验测量值的最大误差小于5.0%。上述结果可为谷物类农产品的微波加工和非破坏性检测提供依据，为其他不同种类农业散粒体的介电特性模拟研究提供参考。     

深耕与秸秆还田对不同质地土壤物理性状和作物产量的影响

为探明深耕与秸秆还田对不同质地土壤物理性状和作物产量的影响,设置常规耕作+秸秆还田、深耕+秸秆还田、深耕+秸秆不还田3个处理,研究深耕与秸秆还田对土壤容重、孔隙度、水分含量、三相比R值和作物产量的影响.结果表明,与常规耕作相比,深耕处理的土壤容重和三相比R值分别降低0.7%和19.0%,土壤孔隙度和水分含量分别增加1.3%和3.8%,作物产量增加1.9%.秸秆还田对土壤容重和孔隙度的影响不显著,但秸秆还田处理的土壤三相比R值比秸秆不还田处理降低9.3%,土壤水分含量和作物产量分别增加3.2%和4.3%.深耕和秸秆还田对不同质地土壤物理性状的影响不同.深耕主要降低了壤土20~40 cm、黏土20~30 cm土层的土壤容重,但增加了黏土0~20 cm土层的土壤容重.秸秆还田降低了壤土10~20 cm土层的三相比R值,但对黏土三相比R值影响不显著.故深耕与秸秆还田对壤土物理性状的改良效果和对作物的增产效果优于黏土.     

基于食用植物油介电特性的试验研究

分析了农产品介电特性的测试原理和食用植物油介电特性机制,以食用植物油为试验对象,研究了流体类农产品介电特性测试方法,自制了平行平板三电极结构的谐振替代测试装置,并利用该装置在一定的频率和温度范围内,探讨了食用植物油介电特性与频率和温度的关系。结果表明,频率和温度与食用植物油介电特性参数有相关性。     

木材—吸附水系的Wagner介电弛豫

为了描述木材—吸附水系统的复数介电系数(ε~*)随频率(f)、含水率(φ)的变化关系,本文应用Wagner理论,假定介电弛豫时间分布函数呈Gauss型概率分布形式,得到了复数介电系数(ε~*)的表达式,以及分布参数(n)同温度(T)、含水率(φ)之间的关系,并对介电系数(ε′)、介电损耗(ε″)的计算值和实测值作了比较。结果表明:在描述木材—吸附水系统的复数介电系数方面,Wagner理论比Fr(?)hlich理论更理想;在平均弛豫时间(τ_0)的近域内,Wagner理论和Fr(?)hlich理论两者等同;在描述介电弛豫时间分布随含水率(φ)变化方面,Cole—Cole理论中参数(β)、Fr(?)hlich理论中参数(v_0/kT、Wagner理论中参数(n)三者等同。     

FDR土壤水分传感器在高介电值段失真及准确性分析

目前对FDR土壤水分传感器在高介电值下失真现象究较少。本实验对不同介电值(6~60)的液体和不同体积含水量(5%~35%)的仿真土壤和真实土壤进行测试。并通过MATLAB软件对输入信号与输出信号进行二阶曲线拟合处理,发现传感器在在不同介电常数下和土壤下表现出不同的特性。本研究对相关部门测试选取该类型传传感器以及传感器元件改进方面具有借鉴意义。     

小麦叶片生理电特性测定与含水率预测研究

为了对小麦进行适时适量灌溉,快速得到其叶片的亏水信息,利用水势仪及LCR数字电桥仪组成测试系统,可测量小麦叶片的水势和生理电特性值。结果表明,小麦叶片的生理电特性值与测量频率、测量电压的选择有关,通过实验对比确定小麦叶片电特性的最佳测试频率为75 KHz,最佳测试电压1.0 V。在最佳测试参数下得到一组小麦叶片的生理电特性数据,构建叶片水势与介电特性关联性的模型,得到小麦叶片含水率和电容、电阻之间的回归方程,其判定系数分别为0.9639和0.9725,拟合效果较好,表明小麦叶片的生理电容和生理电阻均与叶片含水率具有相关性,可以用测量电特性的方法无损测定小麦叶片含水率。     

生物炭对土壤水肥利用效率与番茄生长影响研究

通过设置不同生物炭施用量的野外大田小区试验,研究不同处理砂壤土物理性质及水肥的变化规律。试验共设5个处理,3个重复:不施生物炭(CK),生物炭施用量分别为10 t·hm-2(T1)、20 t·hm-2(T2)、40t·hm-2(T3)、60t·hm-2(T4)。结果表明:施用生物炭能明显减小土壤容重,增大土壤孔隙度,增加土壤含水率,与对照(CK)相比,耕作层(0~20 cm)土壤容重T4减小最大,0~10 cm减小23%,0~20cm减小30%;孔隙度T4增加最大,0~10 cm增加14%,0~20cm增加19%。施用生物炭明显提高了土壤的水分与肥料利用效率,与对照(CK)相比,处理组的水分和肥料利用效率分别最少提高27.7%和87.4%,其中T3增幅最大。生物炭能促进作物生长发育,提高作物产量,本试验番茄产量T3增幅最大,增幅为56.1%。综上所述,生物炭能改变土壤的物理性质,提高水肥利用率,减少肥料淋失,其中T3在这些指标中增幅最为明显,因此40 t·hm-2生物炭用量是改良砂壤土最为合适的用量。     

不同土壤改良剂对滨海盐碱地棉苗光合特性及生长的影响

为探讨不同土壤改良剂对盐碱地棉花苗期光合特性及生长的影响,在滨海重度盐碱地棉田增施土壤改良剂沸石(FS)、石膏(SG)、生化制剂康地宝(KDB),测定棉花苗期叶面积指数(LAI)、光合特性、叶绿素相对含量(SPAD)以及干物质积累和分配情况,并对苗期0～40 cm土壤含盐量、含水率、土壤容重和pH值进行分层测定.结果表明,与无任何改良措施的对照(CK)相比,FS处理各土层含盐量均降至2.00 g/kg左右;SG处理各土层土壤容重降至1.12～1.45 g/cm3;KDB处理各土层含水率无明显降低,pH值下降至8.0以下.3个处理棉苗总干物质积累量增大15.6％～35.6％,叶片NPQ降低了7.3％～16.7％; FS处理下叶片LAI、干质量和光合参数分别增高59.3％、36.7％和31.8％～75.4％;SG处理根冠比增大78.6％;KDB处理SPAD值和Fv/Fm、Fv/Fo、φPSⅡ、ETR、qP等参数分别增高21.9％和7.8％～55.5％.3种土壤改良剂均能明显改善滨海盐碱地棉苗光合特性及生长,但其影响方式不同:沸石显著降低了土壤含盐量,改善了叶片光合特性并促进其生长;石膏显著降低了土壤容重,提高了根冠比;康地宝有效保持了土壤水分并明显降低pH值,增加了叶片叶绿素含量并优化了叶绿素荧光参数.     

谷物颗粒物料等效介电特性的数值模拟

农业物料的电磁效应基础研究在农产品微波辅助应用及器件设计中具有较好的应用价值。针对堆积型谷物颗粒物料提出了集离散元法、有限元法和平均能量法为一体的等效介电特性模拟仿真模型和数值计算方法,采用数值计算和实验测量方法验证了模型的有效性和准确性。结果表明:真实稻谷和模拟稻谷的堆积角误差为0.45%。在谷物颗粒的介电常数(2.0～10.0)、介电损耗因子(0.1～0.9)、微波频率(2.0～11.7 GHz)、湿基含水率(2.0%～19.7%)和体积分数(18.2%～88.0%)计算条件下,采用模拟模型得到的谷物物料等效介电特性的数值结果与实验测量值的最大误差小于5.0%。上述结果可为谷物类农产品的微波加工和非破坏性检测提供依据,为其他不同种类农业散粒体的介电特性模拟研究提供参考。     

冻融作用对草甸土物理力学性质的影响

以与棕壤土穿插分布的草甸土为研究对象,采用室内冻融循环试验得出不同冻融循环次数与土壤含水率条件下草甸土容重、孔隙度、渗透性以及抗剪强度等物理力学性质的变化规律。结果表明:随冻融循环次数的增加,土壤容重、粘聚力先减小后增大,之后趋于稳定,内摩擦角略有增大;而孔隙度、渗透系数则先增大后减小,之后趋于稳定,当循环次数在1～5次之间,孔隙度、渗透系数增大较明显,但增大幅度减小;在相同冻融循环周期条件下,随含水率的增大,土壤容重、土壤孔隙度、土壤渗透系数、土壤粘聚力和内摩擦角均呈现出减小的特征。