自然红壤坡地氮素在地表径流-土壤水系统迁移转化规律试验研究

目前对红壤坡地氮素流失的试验研究主要集中在人工土槽装置中监测径流和壤中流氮素,缺乏在野外自然坡情况下氮素在径流-壤中流及土壤中迁移转化过程的整体研究。为了探究天然红壤坡地氮素在地表径流-土壤水系统中的迁移转化规律,在江西水土保持生态科技园开展了3次坡地人工降雨氮素流失试验,对不同坡面及土壤初始条件下人工降雨过程中地表径流、壤中流及土壤水分状况与氮素（硝态氮和铵态氮）浓度进行了监测和分析。结果表明,初始坡面粗糙截流能力强,能减少地表径流产流量,但会导致硝态氮大量渗入土壤,造成硝态氮随土壤水的下移。自然坡地土壤中的大孔隙和土壤空间变异性是导致壤中流的主要原因,壤中流硝态氮浓度显著高于地表径流硝态氮浓度,导致壤中流硝态氮流失占比较高,第一次试验中硝态氮壤中流流失占比超过50%。相比较而言,壤中流与地表径流铵态氮浓度均较小,与铵态氮在土壤中较强的吸附能力有关。历次试验中,土壤硝态氮和铵态氮沿顺坡方向空间变异性较大,随时间变化无一致性规律,除受到坡面水力特征影响外,还受到土壤温度的影响。     

农田地表径流氮素流失特性分析

为了了解不同的灌溉条件下水旱农田地表径流氮素流失特性,开展水旱作物节水与传统灌溉条件下农田地表径流氮素流失试验研究。结果表明,不同作物类型对氮素流失影响显著,旱地铵态氮质量浓度低于水田,而硝态氮则高于水田;灌溉方式对氮素流失有一定的影响,但并不显著。虽然节水灌溉农田地表径流氮素质量浓度较高,但由于排水总量大大减少,所以...     

不同肥料配施模式下稻田田面水氮素的变化特征

采用田间试验方法,研究了不同肥料配施模式下稻田田面水中氮素的动态变化。结果表明,不同的水分管理模式和肥料配施模式会显著影响稻田田面水中氮素的动态变化,其中N1P3K2和N2P3K1处理铵态氮浓度值区别不显著,N3P2K2处理铵态氮浓度最高,尤其是湿润灌溉处理的铵态氮浓度高于常规灌溉处理;穗肥比返青肥达到峰值速度快,施肥时期越靠后,田面水中铵态氮浓度越大;按F2阶段比例施肥的处理铵态氮浓度要比按F1阶段比例施肥的高;稻田田面水中硝态氮浓度普遍较低,且峰值出现时间较铵态氮更为滞后,随时间延长,硝态氮浓度逐渐降低,且湿润灌溉条件下各施肥时期硝态氮浓度要比在常规灌溉条件下稍低。因此,有效地水分管理和合理的施肥模式,不仅能节约水资源,还能有效地控制氮素流失,减少面源污染。     

稻田地表径流氮素流失量数值模拟及淋失规律

【目的】研究稻田氮素径流流失和淋失规律。【方法】在连续淹水条件下开展稻田野外试验,对氮素径流流失过程进行了数值模拟,同时分析了施肥前后土壤剖面氮素质量浓度分布。【结果】施肥当天径流试验中总氮、氨态氮和硝态氮以及施肥后第18天硝态氮的径流流失质量浓度随时间的下降过程可以用幂函数拟合,而施肥后第18天总氮和氨态氮用指数函数拟合。氮素径流流失过程前期,累积流失量与累积径流量的关系曲线可用抛物线函数拟合,径流后期用抛物线函数拟合效果略好于对数函数。在连续淹水下稻田中硝态氮量很低,主要以氨态氮形式流失。上层土壤(0~30 cm)氮素量大于下层,且上层的氮素量随时间的变化幅度高于下层。【结论】稻田氮素径流流失过程可通过初等函数拟合进行定量描述,提高根系对上层土壤氮素利用率有利于减小氮素淋失,且氮素量呈现高离散程度的上层土壤区是淋失过程定量描述的重点和难点。     

模拟降雨条件下农田裸地氮素随地表径流流失特征

为了研究模拟降雨条件下农田裸地的氮素随地表径流流失的规律,在室外模拟降雨条件下,采用表面撒施和沟施两种施肥方式,设置不同的降雨强度,研究初始含水率及雨强对径流流量的影响,以及农田裸地的氮素随地表径流流失的规律。结果表明,在产流过程及径流量上的差异,主要是土壤初始含水率和雨强这两个因素共同作用的结果。对于初始含水率和雨强这两个影响因素而言,氨态氮(NH_4~+-N)更易受到初始含水率的影响,而硝态氮(NO_3~--N)更易受到雨强的影响。农田氮素随地表径流累积流失量与农田累积径流量呈现正相关关系,两者之间的关系曲线拟合的结果较好,R2均在0.96以上,表明降雨径流是影响氮素流失量的重要因子。在较大的雨强条件下,农田裸地径流流失氮素的主要形态为颗粒态氮,而水溶性氮素的流失形态以NH_4~+-N为主。在两种不同的施肥方式下,在撒施情况下随径流流失的氮素流失量要显著高于沟施。     

降雨条件下农田氮素地表径流流失特征研究

为探究沟施氮肥后,氮素随地表径流的流失规律,在野外降雨模拟试验条件下,研究了农田裸地氮素随地表径流流失规律。结果表明,在一定雨强范围内,土壤前期含水率对产流特征影响显著;在该裸地试验场地条件下,硝态氮质量浓度输出变化过程和总氮表现出良好的相关性,是氮素输出的主要形态;且硝态氮质量浓度随时间的变化曲线下降部分的下降速率具有一定规律性,用幂函数曲线拟合的结果最好,R2均在0.90以上;3次事件的地表径流累积量与累积氮素流失量成良好的正相关关系,可对观测值用幂函数和线性函数进行分段拟合。合理施肥,并尽量避免在强降雨来临前施肥,可以减缓施肥不当所造成的农业面源污染。     

不同坡度下紫色土坡耕地径流与氮素流失特征

采用野外径流小区对紫色土丘陵区2013年4次典型降雨产流事件进行了监测,研究了不同坡度下地表径流和壤中流产流及氮素流失特征。结果表明：自然降雨条件下,地表径流与壤中流径流量随坡度的增加呈先增大后减小的趋势。径流方式对紫色土坡耕地径流氮素质量浓度和排放通量具有明显影响。壤中流中的总氮排放浓度与氮流失通量在不同降雨条件不同坡度下的变化趋势与壤中流径流量的变化一致。在不同坡度下,壤中流中的氮素浓度比地表径流低,但氮排放通量是地表径流的1.15～4.18倍,以壤中流形式形成的氮素损失是紫色土坡地氮素迁移的主要方式。紫色土坡地径流量和径流中流失的氮浓度及通量都存在一个临界坡度值。研究结果可为调控长江上游紫色土丘陵区氮素流失提供参考。     

猪场废水灌溉对土壤氮素时空变化与氮平衡的影响

利用地中渗透仪测坑开展了田间灌溉试验,研究了猪场废水和等氮投入清水处理土壤铵态氮、硝态氮含量在时间、剖面上的变化规律,根据氮平衡原理对不同处理氮输入和氮输出项进行对比分析,估算了不同处理的氮矿化量。结果表明:各处理土壤铵态氮和硝态氮含量在时间上的变化规律基本一致,表现为追肥期出现峰值,随后下降的趋势;土壤铵态氮含量随土层深度的增加而迅速下降,土壤硝态氮含量随土层深度的增加变化规律不明显,且易淋移至下层土壤并累积。PWH(猪场废水高氮)处理土壤铵态氮、硝态氮含量在追肥期出现峰值后下降的幅度较慢,而CKH(清水高氮)处理下降的幅度较快。猪场废水高氮处理PWH作物吸氮量及氮矿化量比等氮清水处理CKH分别高6.91%和21.29%,表明该处理有利于土壤有机氮的矿化,但同时硝态氮深层淋溶量也较大,比CKH高出11.82%。     

不同施氮方式对向日葵氮肥利用效率的影响

传统撒施肥料方式氮素易于挥发,肥料利用效率不高。【目的】提高河套灌区肥料利用效率。【方法】设置了不施肥(CK1)、仅撒施基肥(CK2)、撒施肥(SF)、穴施肥(XF)和沟施肥(GF)共5个田间试验处理,探索不同施肥方式下土壤硝态氮、铵态氮在不同生育期的变化特征以及不同施肥方式对向日葵产量、水肥利用效率的影响。【结果】不同施氮方式下,土壤中硝态氮和铵态氮量均随土壤深度的增加而降低。撒施处理的硝态氮和铵态氮主要集中在0~20 cm土层,而穴施和沟施处理下的硝态氮和铵态氮主要分布在0~40 cm土层。在施肥后20 d内,穴施和沟施处理下硝态氮和铵态氮量峰值早于撒施处理,其中穴施处理硝态氮和铵态氮量分别在施氮后第10 d和第5 d达到最大值(93.85 mg/kg和47.6 mg/kg);沟施处理硝态氮和铵态氮量均于施氮后第10天达到最大值(103.95 mg/kg和48.4mg/kg),而撒施处理硝态氮和铵态氮量则在第20 d和第10 d达到最大值(78.5 mg/kg和36.9 mg/kg)。穴施和沟施处理植株吸氮量、籽粒吸氮量、氮肥利用率和氮收获指数显著高于撒施处理,其中穴施处理氮收获指数较撒施处理高11.5%,比不施肥和仅施基肥氮收获指数高33.2%和27.2%。穴施处理向日葵产量和增产率明显高于撒施处理,同时,穴施处理和沟施处理的水分利用效率较高,与撒施处理差异显著。【结论】综合氮肥利用率、氮收获指数、氮肥偏生产力和氮肥农学效率等指标,在河套地区采用穴施肥处理有利于提高向日葵产量和氮肥利用效率。     

膜孔灌玉米农田尿素转化和分布特性研究

为了研究膜孔灌玉米农田尿素转化和分布特性,在测坑中进行了膜孔灌和畦灌施尿素试验,分析测定了施尿素后不同时间的土壤铵态氮和硝态氮含量。研究表明：膜孔灌尿素转化完全后,土壤中氮素的主要形态为硝态氮,可作为膜孔灌农田氮素水平评价的指标;基施尿素下,土壤中的硝态氮含量逐渐增大,分布范围以施肥点为中心呈大致成半圆形;灌水方式对尿...     

温室雨水收集系统的应用研究

根据雨水资源的现状。对我国温室雨水资源进行了分析。为了提高对雨水的利用。提出了利用温室雨水收集系统收集雨水用于温室灌溉．并对系统的经济性及应用前景作了分析。     

保雨灌溉技术的研究与推广

保雨灌溉技术的核心是向天空要水,与蒸发夺水,充分利用自然降水和土壤水分,满足作物需要。在作物需水不足时,提取地下水补充灌溉。三年试验结果表明,保雨灌溉比常规井灌年均节水2091mm/hm~2,增产粮食2020kg/hm~2,促进了优质高效农业的发展。     

雨水灌溉对高羊茅草生理生态指标影响的试验研究

针对当前城市绿化面积不断增加、草坪耗水量需求巨大现状,提出雨水灌溉观念并开展实验。利用非常规水源——库存雨水与自来水灌溉高羊茅草,分析在不同水源不同水分梯度灌溉条件下,高羊茅草在相对生长速度、叶绿素及光合作用等不同方面的生理生态指标的差异性,确定库存雨水灌溉高羊茅草的可行性和优越性。并为利用雨水灌溉长江中下游地区草坪草提供依据。     

温棚膜面集雨回用中集水量与作物需水量耦合分析

针对温棚膜面集雨回用的水文及技术条件作了阐述,重点分析了回用中集雨量和温棚作物需水量的数据,通过建立集雨量与需水量耦合模型和相关分析,表明温棚膜面集水量与作物需水量耦合程度高。提出了发展温棚膜面集雨回用研究的关键技术问题和研究展望。      

单喷嘴均匀度实验研究

针对单喷嘴的特性,设计了研究单喷嘴均匀度的实验方案,并且给出了均匀度的测试指标：均匀系数、偏态系数、等雨强线、等圆半径。通过本实验方案,详细的研究了喷嘴的均匀度,为喷嘴的优化组合提供了技术指标。     

凝冻灾害下贵州电网保底方案的研究

2011年1月,贵州省发生大面积凝冻灾害,严重影响了电网的安全稳定运行。根据贵州电网直流融冰装置的融冰能力,以最大限度减少灾害造成的停电影响为原则,探讨在极端凝冻灾害条件下的贵州保底电网方案,根据发现的一些问题,提出相关的保障措施。     

热带岛屿性河流万泉河入海径流量变化及影响因素

入海径流量是流域水循环的重要分量,识别入海径流量演变过程及影响因素对流域生态安全及三角洲湿地安全有重要意义。以万泉河流域入海口主要水文站加积站1956-2007年水文和流域气象资料为基础,运用有序聚类等统计方法和GIS技术,研究流域入海径流量演变规律及其影响因素。结果表明,降雨量和径流量均呈下降趋势,径流量下降幅度更明显,径流系数系列2003年前后发生了突变。将1956-1976年作为基准期,利用降雨-径流关系,定量分析了人类活动对径流演变的影响,发现人类活动对下垫面改变是造成2003年后径流显著减小的重要原因。流域山区热带雨林替代为经济林,植被结构改变已导致流域涵养水源功能下降。禁止砍伐热带雨林,阻止种植经济林对维护岛屿生态安全尤为关键。     

不同雨量站密度下水文模拟效果分析

降雨作为水文模型的主要输入,其观测站点的密度和不均匀的空间分布是降雨误差的主要来源,因此分析雨量站网密度和空间分布的影响对于提高水文模拟的精度具有重要意义。研究选择雨量站点较多且分布相对均匀的湘江流域为研究区域,使用新安江模型分析了不同雨量站网密度和空间分布对水文模拟的影响。结果表明,提高雨量站网密度能够有效降低模型最优参数的估算误差,水文模拟精度随着雨量站网密度的增加而显著上升,但当站点密度达到一定阈值后,模拟精度不再显著提高。另外当站点密度较低时存在部分雨量站网组合可以得到较好水文模拟结果。因此,增加雨量站数目、优化雨量站空间分布均能提高水文模型的模拟精度。     

地表水层厚度对雨滴击溅侵蚀的影响

通过人工雨滴击溅实验,分析了水层厚度、雨滴动能等在相互作用条件下对土壤侵蚀的影响。结果表明,水层厚度越深雨滴动能消耗于水层波动的能量就越多,从而用于击溅土壤的能量就越少;单雨滴溅蚀量随雨滴动能的增大而逐渐增加,动能越大,溅蚀量增加的趋势越明显;水层厚度和雨滴动能一定时,溅蚀量随着距离分布递减。     

汽车座椅骨架焊接结构疲劳寿命评估

提出一种采用等效结构应力法计算汽车座椅骨架焊接结构疲劳寿命的方法.通过建立壳单元模拟焊缝结构的精细化有限元模型,开展座椅骨架的有限元分析,确定可能的疲劳失效部位;采用雨流计数法统计强化道路测得的汽车座椅随机载荷谱.以Conover八级编谱原理为基础对雨流计数法结果进行再编谱,得到有工程代表性的等寿命典型载荷谱块.用结构...