灌溉和尿素类型对玉米水分利用效率的影响

水分和氮素运筹是提高作物产量的重要措施。为了研究不同灌水条件下常规尿素和控释尿素用量对玉米各生育期土壤含水率、籽粒灌浆速率和水分利用效率的影响,该文选用了常规尿素和控释尿素2种类型,施N量各设75和 150 kg/hm2 2个水平,以不施氮为对照;水分设置全生育期不灌水、浇85 mm灌浆水2个水平,随机区组设计。结果表明：相同灌水条件和施氮水平下,与常规尿素相比,控释尿素处理0～140 cm土层土壤含水率在玉米小口期前较高,而收获期却较低,实现了土壤水分的“前贮后用”。相同灌水条件和施氮水平下,与常规尿素相比,控释尿素处理玉米籽粒灌浆速率、总水分利用效率和灌溉水增产效率均显著提高。增加施N量显著提高总水分利用效率和灌溉水增产效率。与不灌溉相比,灌溉降低了玉米的总水分利用效率,但提高了玉米籽粒灌浆速率和籽粒产量。与常规尿素相比,控释尿素与水分对总水分利用效率和灌溉水增产效率的耦合效应更显著,利于高产与水分高效利用的同步。进一步分析表明,土壤水分的“前贮后用”和较高的灌浆速率是控释尿素能提高玉米总水分利用效率和灌溉水增产效率的重要原因。这对半湿润地区玉米节水高产栽培有重要参考价值。     

控释尿素基施及普通尿素分期施对旱地冬小麦产量和水分利用效率的影响

为了探讨陇东旱地冬小麦高产高效简化施肥技术,研究了控释尿素一次性基肥和普通尿素分期施(即一基一追)施肥模式对旱地冬小麦产量、水分利用效率的影响,以及灌浆期冬小麦冠层NDVI值、功能叶SPAD值随施氮量的变化。结果表明:等氮量的控释尿素一次性基施产量和水分利用效率可以达到或超过普通尿素分次施用的效果,覆膜与否和肥料处理单因素间差异显著,互作不显著。本试验以一次性基施控释尿素180kg·hm-2的产量和水分利用效率最高,其中地膜覆盖栽培为3549.0kg·hm-2和13.2kg·mm-1·hm-2;露地栽培为2251.5kg·hm-2和9.15kg·mm-1·hm-2,且产量构成优;施用等氮量的控释尿素较普通尿素能提高灌浆期功能叶SPAD值,即叶绿素含量,有助于延缓后期衰老,促进籽粒灌浆,增加穗粒数和粒重,还能显著增加冬小麦NDVI值,即冬小麦群体密度,实现高产。     

气量法快速测定土壤含水量技术

气量法作为一种新的土壤水分测定方法,具有便捷、快速、准确的特性。准确及时测定土壤水分含量有利于研究和了解水土流失变化规律、土壤水分动态变化规律和空间立体分布;同时掌握不同植物在同一时期对土壤水含量的不同要求,同一植物在不同时期对土壤水分含量的不同要求以及土壤水分含量对其产量的影响。其测定方法可分为体积法、失重法。气量法是一种稳定、准确、快速的土壤含水量测定方法,气量失重法与气量体积法相比较,气量失重法所需仪器更为简单,操作更为简捷。可适用于农业、林业试验土壤含水量的测定,另外此装置还可以应用到其他农业科学研究。     

土壤水分对包膜尿素养分释放特性的影响

试验采用土壤培养的方法,以释放期分别为60 d(肥料A)和90 d(肥料B)的两种肥料作为供试肥料,研究了土壤绝对含水量、干湿交替、相对含水量和水势因素对3种土壤中包膜尿素养分释放特性的影响。结果表明:在3种土壤中,土壤绝对含水量从50 g/kg增到200 g/kg时,包膜尿素养分释放率均随土壤水分含量的增加而显著增加,此时水分因素是控制包膜尿素养分释放的主要因素。在干湿交替条件下,两种供试肥料间释放率的差异变大,其中肥料B在潮土中释放速率较其他两种土壤中下降更多。当相对含水量在0%~50%田间持水量范围内,或水势在60~100k Pa范围内时,供试肥料在红壤中的释放显著低于潮土和水稻土,这与红壤中黏粒含量高有关;当相对含水量大于100%田间持水量时,或水势低于60 k Pa时,土壤水分和土壤类型对包膜尿素养分释放的影响基本不再显著。常用的Sugihara方程可以较好地拟合包膜尿素在试验设定水分条件下的养分释放特性,相关系数r0.95。3种不同土壤水分参数均可以用来预测包膜尿素的释放率和释放期,其中水势(x)与包膜尿素释放期(y)的拟合效果最好,关系式为y=64.79e~(0.0066x),r=0.91。     

高吸水性树脂包膜尿素的水肥一体化调控效果研究

以不同类型和吸水倍率的高吸水性树脂为包膜材料,以大颗粒尿素和改性矿物包膜尿素为核心肥料,研制出高吸水性树脂单层包膜尿素、高吸水性树脂复式包膜尿素系列产品。通过盆栽玉米试验,在养分淋失和水分胁迫条件下研究了肥料的水肥一体化调控效果。结果表明：在高吸水性树脂与核心肥料配比为6∶100、9∶100时,高吸水性树脂包膜尿素能显著延缓氮素释放速率,减少淋溶损失量,降低耗水量,玉米生物量、水分利用效率和氮肥利用效率较核心肥料均显著提高。高吸水性树脂包膜尿素的水肥一体化调控效果主要与肥料包膜状况、内膜材料的性质、高吸水     

涂层尿素对主要作物增产效果的研究

对涂层尿素在主要农作物上的增产效果和施用方法进行了大量的田间试验,结果表明：施用涂层尿素对小麦,玉米,水稻等农作物有明显的增产作用与等养分普通尿素相比,增产６．７％￣９．７％,提高氮肥利用率２．５个百分点以上,每吨尿素增产所获得的纯收益达１０００元以上。     

石灰氮对土壤中尿素转化的影响

Laboratory incubation experiment was conducted to study the effect of lime nitrogen(LN) on transfor-mation of urea-N in three paddy soils.The results showed that LN had an inhibitory effect on urease activity in these soils especially in the first 5 days.and that in the first 20 days of incubation,the amount of NH4^ -N derived from urea was lower in the soil with LN than in the soil without LN,While after 30 days the amount of NH4^ -N was higher in the mature haplic paddy soil developed on Quaternary red clay (MHPS)with LN than that in the soil without LN.The amount of NH3-N volatilized was decreased in the earlier stage and increased in the later stage of incubation in the MHPS by the addition of LN.     

渭北旱塬农田水分状况与提高小麦水分利用途径的研究

通过对裸地土壤水分长期监测后得出:渭北早塬土壤水分季节性动态分为四个阶段——雨季蓄墒阶段;雨后水分上移蒸发阶段;冬季缓慢蒸发阶段;春季干湿交替阶段。土壤湿度变化明显层次为0～200cm,其中0～80cm为活跃层,80～200cm为相对稳定层。同时通过对农田冬小麦地土壤水分系统测定后得出,底墒是本区冬小麦稳产的基础条件。以冬小麦播前7、8、9、10四个月合计降雨“模拟”底墒,与冬小麦籽实产量的线性关系是:y=196.4+0.357x,相关系数r=0.7,增施肥料是增产和提高水分利用的关键措施。     

基于改进CNN的猕猴桃根区土壤含水率反演方法

为解决无人机遥感领域根据冠层光谱信息对猕猴桃果树根系土壤含水率（root soil water content, RSWC）进行反演时,现有算法对冠层图像信息分析不足的问题,该研究对传统卷积神经网络模型进行改进,提出一种复合视觉卷积回归神经网络（compound visual convolutional regression network, CVCRNet）,该网络复合两种不同尺寸卷积层对图像数据进行卷积特征提取,并使用全连接层对卷积特征值进行降维,从而直接以多光谱图像为分析对象对RSWC进行反演,充分利用多光谱图像内所有数据,提升反演精度。研究采集徐香猕猴桃果树果实膨大期（5—9月）冠层多光谱信息和深度40 cm处的RSWC,把基于图像的CVCRNet网络反演方法与基于植被指数的传统反演方法进行对比,CVCRNet训练结果在验证集R²为0.827,RMSE为0.787%,相较于传统方法在验证集R²为0.759,RMSE为0.983%,反演结果相关性有了明显提升,准确率也有得到一定提高。结果表明,改进后的CNN网络能够作为冠层信息反演的重要工具,在冠层复杂的场景下达成良好的土壤数据反演效果。     

基于探地雷达波振幅包络平均值确定土壤含水率

为了评估探地雷达探测地表土壤含水率的准确性,该研究使用雷达波振幅包络平均值(average envelope amplitude,AEA)方法在室内对含水率为0.05、0.15及0.25 cm3/cm3的砂质土壤进行了探测,并与时域反射仪(time domain reflectometry,TDR)所得土壤含水率进行了对比。结果表明,在实验室内,在0.05、0.15及0.25 cm3/cm3的土壤含水率条件下,使用AEA方法探测所得土壤含水率均比TDR所得含水率大,均方根误差分别为0.026、0.015及0.01 cm3/cm3,这3个含水率条件下,AEA方法探测土壤水分的有效深度分别为0.9、0.6和0.3 m。利用AEA方法在野外进行地表含水率探测,并与TDR和钻孔取样探测的地表含水率进行对比。野外探测结果表明,AEA方法所得含水率与TDR探测所得含水率的均方根误差为0.020 cm3/cm3,与取样实测所得含水率的均方根误差为0.031 cm3/cm3,使用AEA方法能够得到与TDR及钻孔取样精度相近的土壤含水率分布图。研究表明利用探地雷达AEA方法在探测浅部地层土壤含水率是可行的。     

土壤水非均匀流动的碘-淀粉染色示踪研究

在壤土和粉质黏土条件下采用碘-淀粉染色示踪方法分别开展了6个和4个不同土壤初始含水率和入渗水量的示踪试验,通过分析入渗深度和染色面积分布模式来研究入渗条件(土壤初始含水率、入渗水量和土壤质地)对土壤水非均匀流动特征的影响。研究表明:①土壤初始含水率升高时,土壤水入渗深度增大,但土壤初始含水率对染色面积分布模式无明显影响;②土壤水入渗深度随入渗水量的增大而增大,但入渗水量的增大对土壤水入渗深度增大的影响有限;③当入渗水量较小时,土壤水流运动以优先流为主;随着入渗水量的增大,土壤水流运动逐渐转变成以基质流为主的流动形态;④土壤水在细质地土壤(粉质黏土)中运动具有更高的非均匀程度,非均匀流通道总宽度较窄。     

二维相关光谱结合偏最小二乘法测定牛奶中的掺杂尿素

为了检验牛奶中是否掺杂尿素并将其量化测定,配置含有尿素质量浓度范围为1～20g/L之间40个牛奶样品,以掺杂物尿素浓度为外扰,分别研究了掺杂尿素牛奶的二维相关(近红外-近红外,中红外-中红外,近红外-中红外)光谱特性,在此基础上,分别选择随浓度变化大的4200～4800cm-1和1400～1704cm-1为建模区间,采用偏最小二乘方法建立定量分析模型。研究结果表明:4200～4800cm-1建模分析效果优于1400～1704cm-1建模结果,其交叉验证均方根误差为0.266g/L,对未知样品集预测相关系数达到0.999,预测均方根误差为0.219g/L,这表明所建模型具有较好的预测效果。该方法无需样品处理,成本低,为快速判别牛奶是否掺杂提供了一种新的可能的方法。     

电容法猪肉含水率快速检测的研究

猪肉的含水率检测对猪肉市场管理、贮藏和加工有很大的意义。为快速检测猪肉含水率,采用电容法设计并制作单一平面电容传感器探头和硬件电路,采用干燥法制作标准含水率样品,对传感器进行标定与验证试验。试验结果表明,利用电容法可以快速检测猪肉的含水率,含水率在60%～76.4%,测量误差±1.2%以内。温度特性试验表明猪肉的介电常数受温度影响很小,在常温范围内温度影响可以忽略。该研究可为猪肉市场管理、贮藏和加工提供参考。     

土壤水分和施肥水平对甘薯叶片气体交换的影响

以"秦薯4号"和"619"为材料,通过盆栽试验,测定和分析了不同土壤水肥条件下甘薯的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、叶片水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)以及胞问CO2浓度(Ci).结果表明,土壤水分对两个甘薯品种的Pn、Tr、WUE、Ls、Gs、Ci均有极显著影响;除"秦薯4号"的Gs外,施肥对两个甘薯品种的6个生理指标的影响也均达到极显著水平.甘薯叶片的Pn、Tr随土壤水分的减少均呈下降趋势,而Gs和Ls在土壤轻旱条件下下降或略有不明显上升,但在重旱条件下这两个指标均明显下降.Ci在轻早条件下变化不明显,但在土壤严重干旱时极显著升高,说明轻旱条件下叶片气体交换主要受气孔因素限制,而重旱条件下主要受非气孔因素限制."秦薯4号"叶片WUE随土壤水分的下降而极显著下降,而"619"则呈明显的先增后减趋势.甘薯叶片Pn随施肥量的增加而增加,说明增加施肥可促进叶片CO2的气体内外交换.相对于不施肥处理,中肥处理的Tr略有不明显下降("秦薯4号")或明显上升("619"),高肥处理极显著增加了Tr;叶片WUE在中肥处理下极显著增加,但继续增加施肥量时增加不明显或极显著下降:"619"的Gs随施肥量的增加而增加,而"秦薯4号"变化不明显.随施肥量的增加,Ls呈先增后减的趋势,Ci呈先降后增的趋势,说明中肥处理下甘薯叶片气体交换主要受气孔因素的限制,而高肥处理下则主要受非气孔因素的限制.水肥间互作效应明显,合理施肥可提高干旱条件下Pn、Tr、WUE,但品种间气体交换对施肥的反应机制存在差异.     

基于流变学法研究容重和含水率对土壤结构力学稳定性的影响

土壤结构力学稳定性不仅与土壤质量和肥力密切相关,而且还与农业器具设计和农业水土工程建设紧密联系。该研究以黄土高原广泛分布的塿土和黄绵土为研究对象,采用振幅扫描试验模拟振荡荷载过程,研究土壤容重和含水率对土壤结构力学稳定性的影响。结果表明：1）随土壤容重的增加,土粒间接触点增多,使得剪切强度参数：线性黏弹区的剪切应力和储能模量均增加,土壤结构强度增强;黄绵土屈服点的剪切应变和塿土的积分z随容重增加先增大后降低,表明土壤颗粒存在一个最稳定的排列组合方式。同时,剪切强度参数对土壤容重的响应更为敏感。2）随含水率的增加,土壤颗粒间黏聚力和摩擦力降低,剪切强度参数：线性黏弹区的剪切应力、屈服点的剪切应力、最大剪切应力均降低,土壤结构强度降低;当剪切应变在线性黏弹区时,塿土的弹性随含水率的增加而增加,而较大的剪切应变下的塿土的弹性和黄绵土总的弹性随含水率增加均降低。3）对比2种土壤,因塿土的黏粒、有机质、阳离子交换量、比表面积等较高,增加了土粒间的胶结强度,使得塿土的弹性和剪切强度较高,而黄绵土结构更具脆性。该研究结果表明基于流变仪中的振幅扫描测试所获取的流变学参数能够定量表征土壤细观结构力学稳定性,为进一步深入认识土壤微观力学特性提供了丰富的评价参数。     

Errors in repeated measurements of soil water content in pots using a ThetaProbe

Abstract. The accuracy of a ThetaProbe (Delta-T Devices Ltd, UK) to obtain repeated measures of soil water content in pot plants was tested. This alternative to balance determinations led to a large underestimation of water content, varying from 12.2 to 21.8% of the total water content, depending on soil type.