引黄春灌对盐碱土区地下水动态及理化性质的影响

[目的]探究引黄春灌对区域浅层地下水动态及地下水理化性质的影响.[方法]通过监测试验区盐碱地春灌前后地下水位、八大离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、CO32-)质量浓度、地下水EC值、pH值、土壤电导率等指标,运用数理统计和水文地球化学分析的方法,分析春灌前后地下水动态及春灌后地下...     

不同操作条件对连续生成微酸性电生功能水的影响

利用复极连续式电生功能水生成系统,研究了不同操作条件(电压、盐酸溶液供给量、原水pH值和盐酸溶液质量分数)对电生功能水中有效氯浓度、pH值及电导率的影响。实验结果表明,微酸性电生功能水中的有效氯浓度随电压(3～5 V)的增大而增大(P<0.01),但pH值和电导率的变化不显著(P>0.05);随着盐酸溶液供给量增加,微酸性电生功能水中的有效氯浓度和电导率也随之增加,而pH值随之降低(P<0.01);随着原水的pH值升高,微酸性电生功能水的pH值升高而电导率减小(P<0.01),有效氯浓度变化不显著(P>0.05);微酸性电生功能水随盐酸溶液质量分数的增加,有效氯浓度和电导率随之增加,而pH值随之降低(P<0.01)。     

水肥一体机EC传感器安装特性试验研究

【目的】确定水肥一体机EC传感器最佳安装角度。【方法】通过试验测定不同安装角度条件下,肥液的电导率值。【结果】从偏差系数可以看出,90°条件下(EC传感器处于水平位置),EC传感器所测得的EC值波动范围最小,其EC监测通道监测效果最好。且90°、135°、180°条件下,EC监测通道的监测效果要明显优于0°和45°条件。【结论】水肥一体机的EC传感器最佳安装角度为90°。同时,为避免溶质粘附在EC传感器的电极上面影响测量精度,应选用90(°水平方向)安装EC传感器,而不采用135°和180°条件安装。     

土壤浸提液电导率与再生水灌溉土

为确定土壤化学性质对土壤浸提液电导率的影响程度，应用通径分析的方法研究了不同再生水灌溉次数的污灌土壤的1∶5 土水比土壤浸提液电导率（EC1∶5）与土壤化学性质各要素的关系。研究结果表明：全盐量、Cl-、Na+是影响土壤浸提液电导率的最主要因素；pH值对土壤浸提液电导率的影响很小；Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-对土壤浸提液电导率的直接通径系数并不高，但是由于被其他化学性质要素的间接效应所增强，使得其对溶液电导率的间接通径系数之和较大。EC1∶5与全盐量、Cl-、Na+有很好的相关性。     

土壤浸提液电导率与再生水灌溉土壤化学性质关系的通径分析

为确定土壤化学性质对土壤浸提液电导率的影响程度，应用通径分析的方法研究了不同再生水灌溉次数的污灌土壤的1：5土水比土壤浸提液电导率（EC1：5）与土壤化学性质各要素的关系。研究结果表明：全盐量、Cl^-、Na^＋是影响土壤浸提液电导率的最主要因素；pH值对土壤浸提液电导率的影响很小；Ca^2＋、Mg^2＋、HCO3、SO4^2-对土壤浸提液电导率的直接通径系数并不高，但是由于被其他化学性质要素的间接效应所增强，使得其对溶液电导率的间接通径系数之和较大。EC1：5与全盐量、Cl^-、Na^＋有很好的相关性。     

精量水肥灌溉系统控制策略及验证

针对农业施肥灌溉过程中的水和肥液浓度精准控制问题,设计了基于模糊PID控制技术,应用电导率EC值和p H值的调控技术,开发了精量水肥灌溉控制系统.进行了开环阶跃响应试验和继电振荡调试试验,分析得到系统为非线性、惯性、滞后的复杂系统.结果表明,对EC值检测采用PID控制虽有控制精度高的优点,但在肥液浓度变化较大时控制性能恶化.运用开环阶跃响应、PID控制技术和模糊控制技术,设计出EC值的智能PID控制器,试验表明其具备PID参数自整定能力,控制性能优良,稳定时间180 s内,精度±0.15 m S/cm,超调量15%.     

含水果颗粒液态食品物料通电加热速度与温度场

对含水果颗粒液态食品物料在通电加热装置中的加热速度与温度场进行了试验研究。影响加热速度的主要因素是食品物料的电导率(电解质浓度)和pH值；产生非均匀温度场的主要原因为固液物料的电导率差异、加热装置管壁和入料口的散热及电极板附近局部过热等。同时总结出不同食品物料的温度变化规律及加热速度与温度场之间的关系。     

滴灌条件下不同种植方式水盐运移研究

为了研究盐碱地上紫花苜蓿不同种植方式下的水盐运移情况,该试验通过在盐碱地上设置垄作和平作种植两种模式的方法,测定了在滴灌条件下距离滴头不同水平位置(0~30cm)和垂直深度(0~100cm)的土壤水分、pH值和电导率(EC)的情况,并对这两种模式下的土壤的水分、pH和电导率的空间分布特征及与土壤环境因子之间的关系进行分析。结果表明,滴灌后在水平和垂直方向的滴头附近的土壤pH、电导率值显著降低,在10~20cm土层中平作种植方式的电导率值降低了94%,垄作种植方式电导率值降低了90%。垄作模式下的电导率等值线图在水平方向10~20cm范围内呈现梯次分布,该项研究将为探索盐碱地的开发利用提供有益的思路。     

基于紫外指纹图谱技术的食醋品种检测方

以不同食醋为研究对象,采用旋转蒸发、紫外光谱扫描等手段研究了波长范围、蒸发液稀释比例、蒸发温度和参比液质量浓度等对食醋紫外吸收曲线的影响,确定了食醋紫外指纹图谱检测方法的试验条件:扫描波长范围245～330nm,蒸发液稀释比例1:6,蒸发温度45℃,冰醋酸参比液质量浓度45g/L.以曲线间的相似度为指标验证了方法的重现性、稳定性和差异性,结果表明:各个食醋样品3次重复测定的指纹图谱间相似度均大于0.90,同一样品图谱的重现性良好;各个食醋样品在不同存放期的紫外指纹图谱间相似度均大于0.90,同一样品图谱的稳定性良好;各个不同食醋样品的紫外指纹图谱之间的相似度均小于0.90,不同样品图谱的差异性良好.     

利用电容式传感器连续监测土壤硝态氮质量分数的试验研究

通过室内和田间试验,研究土壤硝态氮质量分数与电容式传感器监测的土壤电导率、含水率和温度的定量关系。在室内以NH4NO3分析纯为溶质,进行了溶液质量浓度0～10g/L的7次土柱试验;在2009年和2010年春玉米生育期内监测了不同滴灌水量条件下土壤电导率、含水率和温度动态变化。结果表明,土壤电导率能较好的反映土壤硝态氮质量分数的变化;土壤硝态氮质量分数与电导率、含水率和温度之间的关系可用二次多项式描述,且3个土壤参数对土壤硝态氮质量分数的影响均达到了极显著水平(P≤0.01);由于回归模型的拟合精度受土壤初始养分盐分质量分数及空间变异等因素的影响,为获得较高的预测精度,应进行田间标定。     

土壤水肥气热耦合对温室辣椒光合作用和产量的影响

【目的】探究日光温室条件下土壤水肥气热耦合对辣椒生长、光合与产量的影响规律。【方法】通过4因素3水平正交试验,利用极差分析和方差分析,研究了水肥气热影响主次顺序、显著性、各因素影响趋势及最优组合。【结果】4因素影响产量的顺序为灌水定额>施肥定额>溶解氧>地热管水温;灌水定额影响极显著,施肥定额影响显著,溶解氧和地热管水温影响不显著。综合水、肥、气、热4因素耦合对辣椒光合和产量的影响,这种组合模式下辣椒产量最高,达58 597.40 kg/hm^2。最优处理比对照CK增产45.17%。【结论】确定因素最优水平组合为:灌水定额210 m^3/hm^2、施肥定额75 kg/hm^2、溶解氧7.5 mg/L、地热管水温37℃,总灌水次数36次。     

低压滴灌施肥条件下温度对滴头堵塞的影响

【目的】探究低压滴灌施肥条件下温度对滴头堵塞的影响。【方法】采用短周期间歇灌水试验方法,考虑温度、运行压力、肥料质量浓度等因素,展开完全随机试验,研究滴头堵塞过程,寻求适宜的加肥质量浓度阈值。【结果】温度越高、运行压力越大、加肥质量浓度越低滴头堵塞风险越小;温度40℃时,运行压力50kPa、加肥质量浓度3g/L的处理具有最高的平均相对流量、均匀度系数以及最低的堵塞率;不同温度下加肥质量浓度阈值不同,温度10、20、30、40℃时加肥质量浓度阈值分别为4、5、7和8g/L。【结论】升高温度、提高运行压力、降低加肥质量浓度能有效降低滴头堵塞风险;升高温度还能提高加肥质量浓度阈值及水流携带固体颗粒的能力,但升高温度对滴头堵塞风险的降低程度随着压力的升高而减弱。     

滴灌施肥下水肥用量对温室土壤硝态氮残留的影响

【目的】通过水肥管理达到减少温室土壤硝态氮残留、维持土壤质量的目的,探求温室土壤硝态氮残留与水肥用量的关系。【方法】在滴灌施肥条件下,以灌水量和氮、磷、钾及有机肥用量为试验因素,根据当地日光温室番茄长季节栽培实际中的水肥用量,设计各试验因子的水肥水平,采用五元二次通用旋转组合设计进行试验。拉秧后测定耕层土壤硝态氮量,建立土壤硝态氮量与水肥因子间的数学模型,据此分析了各单因子效应及二因素的耦合效应。【结果】施氮量对土壤硝态氮残留量影响最大,施磷量、灌水量和施钾量次之,有机肥用量最小。当其他因子为0水平时,土壤硝态氮残留量随氮肥用量的增多而增加,随施磷量呈开口向上的抛物线变化,随灌水量、施钾量以及有机肥用量呈开口向下的抛物线变化。灌水量及氮、磷、钾和有机肥用量对土壤硝态氮残留产生的影响程度随其他因子的水平而变,存在明显交互作用。模型寻优显示:灌水量455.1～471.5 mm,施氮量532.3～586.5 kg/hm2,施磷量420.8～466.4 kg/hm2,施钾量646.1～723.5 kg/hm2,有机肥用量25.6～27.9 t/hm2,耕层土壤硝态氮量可维持在100～150 mg/kg的较低水平。【结论】温室菜地土壤硝态氮残留量相对较大,可以通过优化水肥用量来减少土壤硝态氮的残留,故在滴灌施肥条件下仍需严格控制水肥用量。     

覆膜滴灌盐碱土改良效果研究

【目的】研究不同改良剂对覆膜滴灌盐碱土的改良效果。【方法】采用有机肥料、微生物菌剂、无机肥作为盐碱土壤改良剂,分析了不同改良剂对土壤pH值变化率、脱盐率、养分和玉米产量的影响。【结果】①不同改良剂均能降低盐碱土壤pH值和盐分,增加玉米产量,其中施用有机肥料300 kg/hm~2+微生物菌剂250 kg/hm~2的处理效果显著,在拔节期和成熟期,该处理的pH值变化率相比CK增加4.58%和2.65%,生育期内土壤脱盐率接近60%,玉米产量较CK增加39.04%;②施用不同改良剂后土壤有机质、速效钾在生育期内呈递增趋势,水解性氮、有效磷均呈先增加后减少趋势。【结论】在覆膜滴灌盐碱地的改良与利用中,以有机肥料和微生物菌剂为主要原料的微生物改良剂可作为优先选择。     

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。     

不同灌溉施肥时机对稻田肥料分布和水稻生长的影响

[目的]探索水肥耦合灌溉方式下最佳的灌溉施肥时机.[方法]设置4个处理,分别为撒施(CK)、灌水0～2h内灌液体肥(T1)、灌水2～4h内灌液体肥(T2)和灌水4～6h内灌液体肥料(T3),研究了不同施肥时机对稻田肥料分布均匀性、水稻农艺性状、产量及水分利用效率的影响.[结果]在相同施肥量与灌水量条件下,T1处理在肥料...     

滴灌减量施肥对香蕉产量、养分吸收利用及效益的影响

【目的】针对当前香蕉施肥过量问题,分析氮磷钾滴灌减量施肥对香蕉果实产量、养分吸收利用及经济效益的影响。【方法】采用田间试验方法,以巴西蕉为试验材料,设置氮磷钾常规施肥(纯N量1 112 kg/hm~2, P_2O_5量690kg/hm~2,K_2O量2 135 kg/hm~2)和滴灌减量施肥(纯N量588 kg/hm~2, P_2O_5量432 kg/hm~2, K_2O量742 kg/hm~2)2个处理。【结果】滴灌施肥条件下,香蕉产量为56 503 kg/hm~2,较常规施肥(CK)增产13.0%。氮、磷、钾肥利用率较CK分别提高17.30%、16.19%、20.34%;氮、磷、钾肥吸收效率分别提高86.36%、50.00%、172.00%;氮、磷、钾肥偏生产力分别提高113.75%、80.52%、225.29%。纯收益较CK增加20 930元/hm~2,产出投入比由1.26:1上升到1.45:1。【结论】与当前常规的氮磷钾施肥量比较,滴灌减量施肥(纯N减量47.1%, P_2O_5减量37.4%,K_2O减量65.3%)不会导致香蕉减产。     

水肥对土壤盐分影响及增产效应

为了内蒙古河套灌区盐渍化土壤的肥料高效利用,采用田间试验的方法,将不同种类肥料和灌溉定额进行组合,研究其对土壤盐分的动态影响及增产效应.结果表明:小麦收获后,除尿素处理外,有机肥、控释肥和缓释肥处理在常规及节水灌溉条件下耕层和剖面土壤电导率(EC)均值较试验初都有不同程度的降低.有机肥处理在常规灌水条件下(灌水定额为1 005 m³/hm²),控盐效果略显优势;缓释、控释肥在节水灌溉条件下(灌水定额为750 m³/hm²),控盐效果更明显,剖面土壤EC均值较试验前分别下降16.4%,14.3%;尿素处理在常规灌水条件下,耕层及剖面土壤EC均值较播前分别增加3.6%,2.7%,积盐程度略高于节水处理.4种肥料处理的小麦产量较对照处理增产效果显著;缓释肥处理在常规及节水灌溉条件下均表现出显著的增产优势.综合考虑节水、增产、土壤脱盐等效应,获得优化灌水施肥模式为:缓释肥配二铵基施,生育期内不进行追肥,缓释肥为800.4 kg/hm²,二铵为350.6 kg/hm²,灌水定额为750 m³/hm²,产量为8 374.5 kg/hm², 较当地农民习惯灌水施肥处理可增产2.14%、节水25%,作物耕层EC值和剖面土壤EC均值较播前分别下降18.6%,16.4%.     

水钾耦合对北疆机采棉水钾利用效率及产量的影响

【目的】探索不同土壤含水率区间与钾肥施用量之间的耦合效应,优化机采棉灌水和钾肥施用方案。【方法】以膜下滴灌棉花为研究对象,设计了3个土壤含水率(田间持水率的40%～60%、60%～80%和80%～100%,W1、W2、W3)和3个施钾水平(30、60和90 kg/hm~2,K1、K2、K3),研究了机采棉的株高、叶面积指数、生物量和产量。【结果】土壤含水率为田间持水率的60%～80%时,钾肥对棉花株高的增益效果更加明显;施钾量在30 kg/hm~2和60 kg/hm~2时,土壤含水率能显著提高株高的日增长量。叶面积指数随着施钾量和灌水量的增加而增加。土壤含水率为田间持水率的60%～80%且施钾量为90 kg/hm~2时,最有利于棉花生物量的形成。土壤含水率为田间持水率的60%～80%时,棉花单株有效铃数和籽棉产量最多,且籽棉产量和有效铃数随着施钾量的增加而增加,W2K3处理的籽棉产量最高(7 579.78 kg/hm~2),有效铃数最高(9.03个/株)。钾肥能促进棉花单铃质量的形成,但是单株有效铃数的增加会减缓钾肥对棉花单铃质量的促进作用。当灌水水平一致时,钾肥生产效率随着施钾量的增加而显著降低。在土壤含水率为田间持水率的80%～100%且施钾量为90 kg/hm~2时,棉花的水分利用效率最低。【结论】土壤含水率为田间持水率的60%～80%且施钾量为90 kg/hm~2为适宜的灌水施肥方案,有利于生物量向生殖生长倾斜,获得较高的水钾利用效率以及棉花籽棉产量。