基于称重式蒸渗仪的温室秋茬茄子蒸散特征及影响因素分析

基于称重式蒸渗仪及土壤蒸发器实测数据分析了温室秋茬茄子植株蒸腾量(T)、土壤蒸发量(E)和总蒸散量(ET)的逐日动态变化规律,采用Pearson相关分析法研究了温室茄子耗水状况与主要气象因子的相关关系,采用通径分析原理分析了气象因子对T、E和ET的直接和间接作用,并建立了多元回归方程.结果表明:温室秋茬茄子全生育期ET...     

1000型悬挂称重式蒸渗仪的研制

１０００型悬挂称重式蒸渗仪的研制卢玉邦，陈洪德，林振荣，李光（黑龙江省水利科学研究所）根岸久雄（原日本国际协力事业团专家）悬挂称重式蒸渗仪是一种新型测定农作物腾发量的基本设备。与国内传统的地中蒸渗仪相比，它要求地下观测室浅，节约投资。同时可测定自然条...     

基于大型蒸渗仪的冬小麦蒸散规律及其模拟

【目的】探究不同土壤水分条件下冬小麦蒸散量适宜估算模型。【方法】在华北地区,以冬小麦为研究对象,借助大型蒸渗仪,设置3个土壤含水率灌水控制下限水平(T70:70%田间持水率,T60:60%田间持水率,T50:50%田间持水率),分别采用单作物系数法,双作物系数法以及BP人工神经网络进行蒸散量估算,并结合纳什系数(NSE)和均方根误差/观测值标准差比率(RSR)等统计指标进行模型评价。【结果】随土壤水分胁迫程度的增加,冬小麦蒸散总量和各生长阶段蒸散量逐渐减少(T70处理>T60处理>T50处理);中度水分胁迫处理下(T50),仅双作物系数模型模拟结果适用(NSE=0.646,RSR=0.599);轻度水分胁迫处理下(T60),BP人工神经网络模型相对最优(NSE=0.872,RSR=0.360),双作物系数模型估算效果良好(NSE=0.729,RSR=0.523);适宜水分处理下(T70),各个模型均有较好的估算效果。【结论】双作物系数模型适宜于不同土壤水分胁迫水平。     

自动地下轨道称重式蒸渗仪测控系统的研制

为解决小型蒸渗仪自动化程度低、可靠性差、易受天气状况的影响等问题,研制了自动地下轨道称重式蒸渗仪测控系统。该系统采用自主开发的上位机软件,可实现全自动智能控制各设备工作,移动称重装置可对各个测筒进行独立准确测量,以满足不同处理和重复试验对测筒数量的要求。此外,该系统的称重设施设于测筒下方的地下室结构内,排除了大风、大雨等天气对蒸渗仪监测数据的影响。系统测试显示,称重系统对蒸发蒸腾量(evapotranspiration,ET)的观测精度达0.028 mm,称重系统计算的ET与含水率计算的ET变化趋势一致,线性相关系数较高,说明自动地下轨道称重式蒸渗仪测控系统测量精度较高,且监测的数据稳定可靠,可用于研究不同灌溉方式下作物需水规律,不同水分胁迫作物响应机理,土壤水量平衡等。     

γ透射法在大型高精度称重式土壤蒸渗仪中的应用

介绍了γ透射法应用于大型高精度称重式土壤蒸渗仪上的研究情况，并说明了如何利用计算机对其土壤剖面上30个测点的数据采集系统实行自动实时测定处理及控制。它为田间蒸散和降水入渗试验研究提供了一种先进的测量方法和技术手段。     

美国布什兰的大型称重式蒸渗器评介

本文简要介绍了设在美国布什兰的大型整土块称重式蒸渗器,并结合我国各试验站的测坑(非称重式蒸渗器)进行讨论,指出了我国测坑设计中的不足之处,供有关科研单位及试验场、站参考。     

基于单片机的吊秤式盆栽作物蒸渗仪设计

为实时、方便、准确地测定盆栽作物的蒸腾蒸发量,采用上位机和下位机集成、优化的方法,设计了一种0~100kg 适用于盆栽作物的吊秤式蒸渗仪。蒸渗仪主要包括称量传感器、下位机、上位机、连接件、支架和盆栽容器6部分。对蒸渗仪下位机的主控制器、数据采集模块、显示模块、通信模块、实时时钟和数据存储模块以及电源模块进行了硬件选型和电路设计。试验结果表明,在无人监管的工作环境下,蒸渗仪下位机能够自动采集、显示和存储数据,并通过串口将数据上传至上位机,上位机完成数据的显示、存储和分析。蒸渗仪最大绝对误差为100g,最大相对误差为0.50%,测量结果较好地反映了盆栽作物蒸腾蒸发的实际变化趋势,能够满足盆栽作物蒸腾蒸发量方便、准确和实时测量的需要。     

蒸渗仪的研究与应用现状

准确地估算农作物腾发量对于农业节水领域的科学研究具有重要意义。为此,以蒸渗仪法直接测定腾发量为切入点,系统地介绍了非称重式蒸渗仪和称重式蒸渗仪的类型、组成、工作原理及其应用现状,对比分析了几种称重式蒸渗仪的应用特点,并指出小型称重式蒸渗仪的检测精度有待提高。     

基于SEBS模型的岔口小流域蒸散量特征及影响因子研究

【目的】确定黄土丘陵沟壑区地表蒸散量及其影响因素,为岔口流域的干旱监测和水资源管理提供数据支持,并为大面积获取黄土丘陵沟壑区的蒸散量情况提供一定理论依据。【方法】基于SEBS模型,以永和县岔口流域为例,运用遥感方法,结合气象资料,对作物生长期4―10月遥感影像进行处理,估算出岔口流域的日蒸散量,分析了蒸散的分布规律,并对蒸散量与气候、地表温度、NDVI、地形参数等的关系进行了分析。【结果】遥感反演得到4月21日、6月8日、7月26日、8月27日、9月12日的流域平均日蒸散量分别为3.34、5.22、5.49、4.22和3.76 mm,反演蒸散量与Penman-Monteith公式计算流域参考作物蒸散量的平均相对误差为5.57%;流域土地利用类型的蒸散量均值排序为:林地草地耕地园地水域居民点;时间序列上,蒸散量呈单峰型分布,7月蒸散量最高,且日蒸散量的变化与气温、地表温度呈较好的正相关,与NDVI间的关系表现不明显;空间尺度上蒸散量空间分布为:西北地区东南地区中部地区,且蒸散量分布与地表温度负相关关系,与NDVI之间有较好的正相关关系,与地形参数之间的相关关系不明确。【结论】基于SEBS模型对黄土丘陵沟壑区蒸散量的遥感反演具有较高的精度,影响日蒸散量变化的主要影响因素为气温和地表温度,而地表温度和NDVI则是影响岔口流域蒸散量空间分布主要因子。     

新型压/吸气排水式蒸渗仪的设计与应用

设计了一种适用于测定作物蒸散量、不影响农田耕作的压／吸气排水式蒸渗仪。通过对布有12个该型蒸渗仪的田间进行测试,表明蒸渗仪集水效果明显,含泥沙量极少。     

蒸渗仪自动恒定地下水位装置的研

传统蒸渗仪在使用过程中，往往采用人工观测，人工控制地下水的补给与排放，难于适应多指标连续操作与控制的要求，还存在试验人员工作强度大、难以精确恒定地下水位的不足。针对这些情况，根据蒸渗仪的结构特点，从蒸渗仪地下水补给与排放两个方面进行自动化改造，研制出蒸渗仪自动恒定地下水位装置。实践表明，该装置能够在无人值守条件下自动恒定地下水位，同时能精确采集水分指标，大大提高了试验效率，降低了科研人员的工作强度。     

基于大型蒸渗仪的1年2作滴灌小麦-玉米耗水特征

利用大型称质量式蒸渗仪,分析了滴灌条件下小麦-复玉米蒸散耗水过程。结果表明,中等灌水条件下,滴灌小麦-玉米蒸散耗水总量为777.93mm,其中小麦耗水占45.8%,玉米耗水占54.2%,小麦拔节期和抽穗期耗水量为188.03mm,占1年2作耗水总量的24.2%,玉米拔节期和抽雄期耗水量为235.42mm,占1年2作耗水总量的30.26%;1年2作滴灌小麦-玉米全生育期平均耗水强度为4.25mm/d,其中小麦、复播玉米平均耗水强度分别为3.93、4.57mm/d。不同天气状况下玉米蒸散耗水强度的差异大于小麦,玉米蒸散日变化具有明显"午休"现象。滴灌小麦-玉米受各气象因子的影响不同,春小麦和夏玉米蒸散强度与各气象因子的相关性分别表现为净辐射相对湿度30cm土壤水分总辐射光合辐射日平均气温风速和相对湿度光合辐射净辐射30cm土壤水分总辐射风速日平均气温。     

基于原状土与回填土蒸渗仪的潜水蒸发差异性研究

为揭示原状土与回填土潜水蒸发之间的差异性,利用五道沟实验站蒸渗仪2017-2019年冬小麦与夏玉米日潜水蒸发试验数据,对砂姜黑土原状土与回填土2种土壤蒸渗仪作物全生育期潜水蒸发量进行了对比研究.结果表明:冬小麦和夏玉米全生育期原状土与回填土潜水蒸发量存在差异,其中2017-2018年和2018-2019冬小麦日平均潜水...     

江淮流域稻麦轮作蒸散特征及其影响因子

蒸散(ET)是水分交换的重要过程,对理解地表水平衡至关重要。基于安徽省寿县国家观测站多年的通量和气象数据,分析了江淮流域稻麦轮作作物ET变化特征,并利用通径分析方法分别对冬小麦和水稻ET的影响因子进行辨识。结果表明:①江淮流域稻麦轮作田多年均ET年总量为740.3 mm,其中冬小麦、水稻、裸地分别占比40.7%、52.3%、7.0%。冬小麦ET的日均值为1.40 mm/d,在生长季内ET变化表现为弱"双峰型"特征,两峰值分别位于出苗-三叶和开花期。水稻ET的日均值为3.23 mm/d,在生长季内ET变化表现为"单峰型",峰值位于拔节期。②冬小麦ET主要受净辐射(R_n)和叶面积指数(LAI)影响,R_n的直接作用最明显,而LAI主要通过R_n路径对ET产生间接影响。水稻ET主要受R_n和20 cm土壤体积含水量(VSWC_(20))影响,R_n直接作用更明显。对比两种作物,R_n对其ET都起决定性作用,LAI对冬小麦ET作用明显高于水稻,而VSWC_(20)对水稻ET促进作用明显,对冬小麦ET变化促进作用可以忽略。     

基于蒸渗仪的冬小麦-夏玉米ET估算模型特征参数研究

为快速准确估算农田蒸散量,利用24个群集式蒸渗仪,在国家节水灌溉北京工程技术研究中心大兴节水灌溉试验站进行了两年的灌溉试验,获得冬小麦-夏玉米生育期的日内冠气温差和实际日蒸散量(ETa)等数据,对不同水分处理下的S-I蒸散量估算模型进行率定及验证,并分析模型特征参数a、b的变化规律及两者的差异.结果表明:冬小麦的S-I...     

基于大型蒸渗仪和遗传算法的受旱玉米蒸发蒸腾量估算

受旱胁迫下作物蒸发蒸腾量估算重要且复杂,依托新马桥农水综合试验站6台大型称重式蒸渗仪开展玉米受旱胁迫专项试验,对不同受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量特征进行分析,在双作物系数法估算无受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量的基础上,采用遗传算法优化率定基础作物系数Kcbini、Kcbmid、Kcbend和作物系数上限Kcmax,同时基于试验站实测太阳辐射数据采用遗传算法优化率定了Angstrom公式经验参数a、b,进而优化了参考作物蒸发蒸腾量(ET0)的计算结果,并以此基础运用双作物系数法估算受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量。结果表明:营养生长中前期轻微的水分亏缺可能会刺激玉米适应性机能,复水后各项生理功能恢复正常;水分亏缺加重时不仅会使玉米当期的蒸发蒸腾量减少,而且会产生累积效应,将这种胁迫影响传递到之后的生育阶段;相同受旱胁迫强度对玉米生殖生长阶段影响更为明显,且易造成永久胁迫;Kcbini、Kcbmid、Kcbend、Kcmax的率定结果分别为0.150、1.090、0.152和1.400,在此基础上运用双作物系数法估算无受旱胁迫下玉米全生育期蒸发蒸腾量的均方根误差RMSE和平均绝对误差MAE分别为1.39 mm和0.97 mm,比对应的FAO-56推荐值估算结果小6.74%和8.23%,受旱胁迫下玉米计算的2个处理全生育期RMSE、MAE和MRE均值分别为1.60 mm、1.18 mm和6.73%,整体估算效果虽然没有无受旱胁迫下的好,但仍优于FAO-56推荐值的估算结果。因此,基于双作物系数法和遗传算法的受旱胁迫下玉米蒸发蒸腾量估算合理可靠,该研究可为区域制定适宜灌溉制度和降低农业旱灾损失风险提供理论依据。     

重庆地区参考作物蒸散时空特征与气候影响因子

利用重庆地区34个气象站1961-2009年逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算了参考作物蒸散量(ET0),并通过GIS空间插值、气候倾向率、Mann-Kendall突变检验等方法,分析了重庆地区ET0的时空变化特征及其气候影响因子。结果表明:在空间分布上,重庆地区参考作物蒸散具有明显的区域差异,总体表现为:自西向东北方向增加,向东南方向减少。年内ET0主要受日照与气温的影响,其变化曲线呈单峰型。49年以来,重庆地区年均与春、夏、冬3季ET0均呈显著下降趋势,秋季的变化特征不明显,日照与风速的显著减小是造成重庆地区ET0呈下降趋势的主要原因。