基于正交试验和Fluent仿真的作物残茬防风蚀效应研究

利用可移动式风蚀风洞进行了作物留茬地表抗风蚀试验,对不同作物种类、留茬高度、覆盖度的留茬地表防治农田土壤风蚀的保护能力进行研究,应用正交设计来安排试验。利用计算流体力学(CFD)软件Fluent对0FDY-1.2型可移动式风蚀风洞中气流流场进行模拟,直观地了解作物留茬对风洞内流场的影响。     

保护性耕作农田抗风蚀效应多因素回归分析

为定量评价风洞中心风速、留茬高度、植被盖度及交互作用对保护性耕作农田风蚀的影响,按均匀试验设计方案,采用野外风洞原位测试方法,完成了保护性耕作农田抗风蚀效应多因素试验。用偏最小二乘回归（PLSR）理论,建立了保护性耕作农田土壤风蚀模型。分析表明：各因素对输沙率作用的主次顺序依次为：中心风速、植被盖度、留茬高度;对截留率作用的主次顺序依次为：留茬高度、植被盖度、中心风速;各因素对输沙率、截留率交互作用规律相同,由主到次为：留茬高度×植被盖度、中心风速×植被盖度、中心风速×留茬高度。结果证明,保护性耕作农田的抗风蚀机理,不仅受单因素的影响,还与中心风速、留茬高度、植被盖度间的交互作用关系密切。     

保护性耕作农田抗风蚀效应的灰色关联分析

为定量评价中心风速、留茬高度、植被盖度对保护性耕作农田抗风蚀效应的影响,采用野外风洞测试方法进行试验研究,通过计算灰色关联度对试验结果进行灰色关联分析.结果表明:中心风速、留茬高度、植被盖度对保护性耕作农田的抗风蚀效应均有重要影响.其中,3个因素对输沙率影响差异不大,关联度排序为R风速>R植被盖度>R留茬高度;3个因素对截留率影响有一定的差异,影响最大的是留茬高度,其次是植被盖度,关联度排序为R留茬高度>R植被盖度>R风速.     

不同作物残茬防风蚀性能风洞试验研究

本试验选取内蒙古农业科学院武川旱作试验站莜麦、油菜、草谷子三种作物残茬地表为研究对象,将三种作物土样分别放入风洞中,对不同残茬高度地表分别在不同风速下进行吹蚀。比较莜麦、油菜、草谷子留茬地表抗风蚀能力大小,试验结果表明防风蚀能力依次为草谷子大于油菜。油菜大于莜麦。     

旱作农田近地表风沙运动与防风蚀效果

针对农田沙害,用移动式风蚀风洞及相关配套设备对莜麦留茬、砾石覆盖和传统旱作农田地表进行原位测试,研究它们的近地表风沙运动规律,探索莜麦留茬和砾石覆盖对旱作农田土壤风蚀的作用机理和防护效果,从而为农田风蚀防治提供技术依据。研究表明,莜麦留茬、砾石覆盖近地表风沙运动与对照秋翻地明显不同;受莜麦残茬和砾石覆盖的阻挡、疏散作用,风沙活动层提升,近地表风速不同程度削弱;输沙量小于对照秋翻地并且在近地表一定高度处出现极大值。抗风蚀效率分析证明,莜麦留茬和砾石覆盖对旱作农田防治风蚀都有重要的作用,但砾石覆盖不如莜麦留茬的防风蚀效果好。     

农田留茬覆盖抗风蚀效果浅析

研究农田采取保护措施后的抗风蚀效果，对于防止农田土壤侵蚀和有针对性地指导保护性耕作技术的应用有现实作用。本文研究传统秋耕裸地与免耕留高茬地和带状留茬地对比试验，采用动态和静态两种方法取得的监测结果。初步得出条播密植作物和穴播作物留高茬地块的土壤风蚀定性、定量结果，分析影响风蚀的内外因素，提出了具体技术措施，指出在季风强烈地区，农田留高茬是一种适宜有效的保护模式，对防止农田风蚀沙化有重要作用。     

北京周边典型农田风蚀风洞试验与防治分析

利用可移动野外风蚀风洞对北京周边典型农田进行了农田风蚀的研究.主要考察耕作制度、地表状况、风速和作物行向4种因素对风蚀的影响规律.试验结果表明:与传统翻耕对比,一年两熟免耕覆盖地和一年一熟的玉米根茬地都可以减少土壤风蚀.地表覆盖量的增加可以减少地表土壤的风蚀,覆盖量越大,减少愈明显.一年一熟区地表以玉米根茬防治风蚀为主,风向与行向平行时风蚀量最大.垂直时最小,45°时介于两者之间;风速较大时,玉米根茬的根系有较好的固土作用.最后对防治农田风蚀提出了相关对策.     

带状间作留茬地表农田抗风蚀效应试验研究

根据目前保护性耕作的技术规范,选择留茬高度为30cm,研究保护性耕作带状间作的抗风蚀机理。利用可移动式风蚀风洞在野外定点原位试验,研究了在不同风速、植被覆盖度分别为45%,76%和90%情况下的近地表土壤抗风蚀能力,分析了影响土壤风蚀因素,提出了具体技术措施,从而为在干旱和半干旱寒冷易沙化农牧交错区实施保护性耕作,有效抑制土壤风蚀及大风条件下的农田地表起沙扬尘提供一定技术依据。     

阴山北麓农牧交错区农田土壤的风蚀特性试验研究

试验利用内蒙古农业大学自行研制的移动式风蚀风洞对阴山北麓的武川县保护性耕作农田地表进行了土壤风蚀测试,按照小麦和莜麦收获后的留茬高度和地表植被覆盖度的不同搭配方式,在不同风速下测量了风速变换规律、土壤风蚀率等参数;通过数据分析得出保护性耕作农田地表的抗风蚀性能力比普通农田提高最高可达47.2%。该项研究为当地农田土壤风蚀防治技术的进一步推广应用提供了参考数据。     

风洞内近地表风速廓线模拟方法的研究

本文利用尖塔、挡板、粗糙元等边界层发生装置,在OFDY-1.2可移动式风蚀风洞中通过各种不同模拟装置的组合,对典型地表建立了近地表流场,测量了模拟流场的风速廓线。分析结果表明,所建立的近地表流场对风洞内土壤风蚀模型试验是适用的。     

麦类留高茬免耕播种技术试验效果分析

本以麦类作物为对象，对留高茬免耕播种技术与传统耕作方式，在阴山北麓风蚀沙化区试验效果进行对比，在土壤抗风蚀性能，抗旱性能、增产潜力等方面进行分析，探讨该技术在这些方面起到的实际作用。     

带状留茬间作防风蚀效果的风洞试验研究

本文通过风洞模拟试验,探讨了不同带宽的小麦留茬带与马铃薯裸露带等带宽间作后农田土壤的防风蚀效果。研究表明,当残茬高度为30cm,植被覆盖度为30％,带宽为1．5m时,带状间作农田的输沙量仅为相同有效风蚀面积的传统秋耕裸地输沙量的17．88％。继续增大覆盖度。不会使输沙量明显的降低。在定量研究的基础上。当小带宽间作时,提出了麦薯带状留茬间作合适的植被覆盖度、残茬高度以及带宽分别为30％、30cm和1．5m。     

带状间作残茬高度抗风蚀效应的测试

通过风蚀风洞试验,针对农田采用带状间作种植时保护性耕作带的防风效应进行了研究.通过改变中心风速以及茬高,分析了保护性耕作带对风速降低的影响程度.试验结果表明:以作物留茬形成保护带可有效降低相邻传统耕作带的风速值,但随着风速的增大,保护性耕作带降低风速的幅度有所减小;留茬越高,对相邻传统耕作带的保护作用越明显;沿地表垂直方向基本上呈现出越接近地表的位置风速降低率越大的规律.为保证其具有一定的防护效应,建议保留残茬高度不低于25cm.     

秸秆残茬覆盖对土壤水热效应及风蚀的影响

为探寻适宜东北辽河平原地区的最佳保护性耕作模式,以传统耕作模式为对照,探讨不同秸秆残茬覆盖模式对土壤含水率、地温及风蚀的影响。结果表明：不同覆盖模式对土壤含水率、地温及风蚀的影响不同;与传统耕作模式相比,保护性耕作土壤的含水率及地表温度较高,且地表粗糙度大、土壤风蚀量小;在所有处理中,留茬全覆盖模式的防治风蚀效果最佳。     

留茬保护地对减少土壤风蚀的作用

内蒙古武川县从2000年9月份开始进行保护性耕作研究试验项目，其核心工艺是：秋收时留高茬、保护冬春季农闲季节裸露农田、春季免耕播种、化学除草、隔年视土壤容重进行深松。通过几年的试验研究，初步确立了适合当地自然特点和种植习惯的保护性耕作技术工艺路线。同时也对保护性耕作的留茬保护在减少风蚀中的作用进行了监测。通过监测初步得出，留茬保护地对防治土壤风蚀起了较大作用，并科学的掌握了相关数据。为保护性耕作的抗风蚀效果提供了理论依据。     

农田留高茬在抗风蚀效能方面的初步探析

风蚀是自然生态环境恶化的主要成因之一，研究农田抗风蚀效能对于农田保护和指导保护性耕作的实施工作有现实作用，本试验对传统秋耕地与免耕留茬地的风蚀情况进行了静态和动态观测，根据试验数据分析，初步结论是：免耕留高茬，在以防风蚀为主的地区是一种适宜的农田保护形式。     

作物残茬覆盖农田地表土壤抗风蚀效应试验

采用野外移动式风蚀风洞原位测试方法,对阴山北麓农牧交错区不同作物残茬覆盖的农田土壤抗风蚀效应进行了试验研究.结果表明:农田地表的风蚀量随地表作物残茬盖度的增大而减小;在高风速下随残茬盖度的增大,其抑制风蚀效果愈加显著.农田土壤的风蚀模数随风速的增大而增加,在12～18 m/s风速时保护性耕作农田风蚀模数比传统耕作农田降低40.42％～77.42％.风蚀模数随地表空气动力学粗糙度的增大而减小.保护性耕作带宽度达到5.25 m以后,具有更加显著的抗风蚀效果.     

少耕秸秆覆盖对小麦间作玉米产量和水分利用的影响

通过田间试验,探讨了小麦少耕留茬条件下,3个供水处理对小麦间作玉米的产量及水分利用效率的影响。结果表明,留茬处理对小麦/玉米间作产量影响不显著,供水处理显著影响间作产量;留茬少耕条件下,中、高供水处理较低供水处理间作产量分别高27.24%、29.90%,未留茬条件下,中、高供水处理较低灌水处理产量分别高29.74%、35.56%。同等供水条件下,高留茬少耕处理较未留茬处理收获后土壤含水量在低、中、高供水水平下分别高4.79%、10.95%、4.28%。留茬处理对间作耗水量影响不显著,但在同种留茬方式下,间作耗水量随供水水平的提高而显著增大,高供水留茬少耕处理较中、低供水处理耗水量分别高7.73%、16.37%,未留茬高供水处理耗水量较中、低供水处理分别高9.10%、16.18%。留茬处理对间作作物水分利用效率(WUE)无显著影响,相同留茬不同供水处理的WUE在中、高供水水平之间无显著差异,而中、高供水高留茬少耕处理WUE较低供水处理分别高17.80%、11.63%,未留茬处理时中、高供水处理WUE分别较低供水间作高21.83%、16.68%。     

北京周边保护性耕作防治土壤风蚀效果监测研究

利用中农采样器对北京周边典型农作区春季土壤风蚀进行了监测。结果分析表明：延庆和大兴的留茬覆盖比传统翻耕分别减少风蚀量31.51%和45.61%;昌平免耕比耙耕减少风蚀量13.43%。如按年风蚀天数100天计算,延庆免耕地和翻耕地年风蚀量分别为8.45t/hm^2和12.337t/hm^2;大兴免耕地和翻耕地年风蚀量分别为3.073t/hm^2和5.65t/hm^2;昌平免耕与耙耕相比,年风蚀量分别为5.578t/hm^2和6.443t/hm^2。说明裸露农田风蚀对北京市大气环境质量具有重要影响,保护性耕作可以明显减少农田扬沙扬尘,为北京周边推广保护性耕作技术体系提供了科学的依据。     

武川县在麦茬地种植马铃薯

2004年是武川县实施保护性耕作的第四年,5月12日武川县在示范田的麦茬地上进行了马铃薯播种作业。根据主栽作物马铃薯种植特点,确定了马铃薯与条播作物带状保护田的技术工艺,即利用条播作物冬春季留茬,保护马铃薯收获后的裸露农田,第二年再倒茬轮作,即麦茬地种马铃薯,马铃薯地种麦类。间作带宽:马铃薯8～10m,麦类条播10～12m。实践证明:带状保护比裸露秋翻田减少风蚀20%以上。武川县在麦茬地种植马铃薯