基于模糊层次的微咸水滴灌西葫芦的最优灌水方案研究

为了综合评价微咸水膜下滴灌对西葫芦的影响,优选西葫芦微咸水滴灌最优灌水方案。在日光温室大棚内,以西葫芦的幼苗期、抽蔓期、开花结果期土壤水分控制范围和灌溉水矿化度为试验控制因素,采用正交试验设计,进行了9组试验处理的微咸水西葫芦膜下滴灌试验。以西葫芦产量、西葫芦需水量、生育期结束土壤含盐量和微咸水利用为评价指标,采用层次分析法确定评价指标的权重,模糊综合评价将多指标评价转换为单指标评价,并结合正交试验极差分析,得出影响试验处理综合得分的因素排序为:灌溉水矿化度苗期土壤水分开花结果期土壤水分抽蔓期土壤水分;最优灌水方案是:灌溉水矿化度为3.5 g/L,苗期土壤水分控制在70%～90%θ_(FC),抽蔓期土壤水分控制在60%～80%θ_(FC),开花结果期土壤水分控制在60%～80%θ_(FC)。该研究结果能综合反映微咸水滴灌对西葫芦的影响,符合使用微咸水灌溉的实际情况,可为西葫芦微咸水高效安全滴灌提供技术支持。     

根系吸水模型参数的混合遗传算法估算方

构建了遗传算法与Levenberg-Marquardt算法相结合的混合遗传算法,用于求解根系吸水模型参数。分别进行数值试验和棉花根系吸水试验对混合遗传算法求解精度进行验证。数值试验表明,采用混合遗传算法优化求解根系吸水模型参数的优化值具有较高的精度,含水率资料的时间步长和空间步长对根系吸水模型参数的优化精度有较大影响,在实际中时间步长可取值5～10d,空间步长取值5～10cm。对室内棉花根系吸水进行模拟分析,结果表明混合遗传算法求解的根系吸水模型可以很好地模拟根系吸水。该方法可用于求解根系吸水参数。     

蓄水坑灌下苹果光合速率对施氮量的响应及光合影响通径分析

为了探究蓄水坑灌苹果园的合理施肥量,同时为蓄水坑灌条件下苹果树光合模型影响因子的选取提供依据,并为蓄水坑灌下果园水肥高效管理提供参考。设置4个施氮水平,分别为0、150、300和600 kg/hm~2,通过原位试验测试不同施氮水平下,苹果光合速率、气孔导度、叶绿素a、叶绿素b含量及气象参数,并采用相关分析和通径分析对数据进行分析并建立基于关键因素的回归预测方程。结果表明:①蓄水坑灌下叶片光合速率及气孔导度受施氮量影响明显,且均表现为单峰形式,峰值于施氮量300 kg/hm~2时出现。②蓄水坑灌条件下气孔导度、叶绿素a、叶绿素b、施肥量、太阳辐射强度及相对湿度与苹果叶片光合速率为极显著相关,气温与叶片光合速率相关性相对较低。③施肥量与苹果树光合速率、气孔导度、叶绿素a及叶绿素b均为极显著相关;其主要通过影响叶绿素b和气孔导度间接影响叶片光合速率,其间接通径系数分别为0.575和0.547。④蓄水坑灌下,关键因素为气孔导度、叶绿素a和叶绿素b。同时,基于关键因素的光合速率回归方程的预测精度较高。     

交替滴灌对土壤水盐分布规律影响研究

采用矩形有机玻璃土箱,研究了4种交替模式(咸淡、淡咸、咸淡咸、淡咸淡)下滴灌对土壤水盐分布状况的影响。试验结果表明:交替模式对湿润锋的推进速率在灌水初期0~30min影响较大,淡水较咸水在水平方向推进更快,而咸水较淡水更有利于垂直入渗;对水分、盐分的影响主要体现在2~6cm深度层,咸淡咸的交替模式在该范围内含水率值最大,咸淡次之,第1单项滴灌水的水质对大孔隙的形成起决定性的作用;咸淡及淡咸淡的交替模式在该范围内电导率值较大且淡咸淡的交替模式出现了一个突变的电导率值;最后灌淡水能够有效淋洗咸水聚集在表层的盐分。     

两种模型分析方法下冬小麦根系吸水深度的对比研究

为了研究冬小麦根系吸水深度,应用塑料管土柱法在田间进行冬小麦种植试验,测定了冬小麦越冬期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期不同土层深度土壤水稳定同位素值,并应用耦合模型和IsoSource多元线性模型对比分析了水源贡献率。结果表明,冬小麦在越冬期、返青期主要利用0~20 cm土层的土壤水,拔节期主要吸水深度为0~40 cm;抽穗期,基于耦合模型的主要吸水深度为0~40 cm,基于IsoSource多元线性模型的为0~40 cm和80~180 cm;灌浆期,基于耦合模型和IsoSource多元线性模型的主要不同吸水深度为180~200 cm,且基于耦合模型的该层贡献率明显高于IsoSource多元线性模型;成熟期主要利用0~40 cm和80~100 cm土层的土壤水,基于2种模型的分析结果相同。应用耦合模型求解贡献率,当分组较多且组间水稳定同位素差异较小时,应结合其他方法来保证其准确性。     

不同土壤水分-沸石量-埋深对滴灌番茄干物质积累及分配的影响

为探究不同土壤水分处理[土壤含水量为50%～70%(W_50-70处理)、土壤含水量为60%～80%(W_60-80处理)、土壤含水量为70%～90%(W_70-90处理)]、不同沸石用量处理[3 t/hm²(Z₃处理)、6 t/hm²(Z₆处理)、9 t/hm²(Z₉处理)]、不同沸石埋深处理[15 cm(H₁₅处理)、30 cm(H₃₀处理)、45 cm(H₄₅处理)]对滴灌番茄干物质的影响,用正交试验对不同条件下番茄各器官干物质积累、分配动态进行监测分析。结果表明,增加土壤含水量对番茄各器官干物质积累量、茎干物质分配比例有促进作用;增加沸石用量对茎、叶干物质积累量有促进作用;增加土壤含水量对叶干物质分配比例存在抑制作用;增加埋深对果实干物质积累量及分配比例存在先抑后促的作用,增加沸石用量对茎、叶干物质分配比例也存在先抑后促的作...     

基于最小二乘支持向量机模型预测田面糙率

田面糙率是影响地面灌溉质量的重要参数。基于最小二乘支持向量机建立了两类4个田面糙率预测模型,并进行了验证。结果表明第一类模型预测值(即作物地采用LSSVM-N-I3、裸地采用LSSVM-N-I1,翻耕地采用LSSVM-N-I2)相对误差最大值为9.7%;第二类模型预测值(即LSSVM-N-II模型)相对误差最大值为10.5%,由此可见两类模型都具有较高的预测精度,可以用于田面糙率的预测。     

蓄水坑灌条件下复水对水氮运移规律的影响

为了明确灌后复水(降水)对土壤中水氮分布的影响以及选择合理的灌施方式,通过室内模型试验,研究了在蓄水多坑肥灌条件下不同降水量(30.624,37.334,43.56 mm)所对应单坑不同复水量(140.1,228.7,400.5 mm)和不同复水时间(灌后1,5,10 d)对土壤水氮运移的影响.研究结果表明:复水后土壤含水率增大,复水量为228.7 mm及以上时,30~80 cm深度范围内土壤含水率均达到田间持水率的80%以上,且复水量越大或复水时间间隔越短,复水后水分分布越均匀;硝态氮在湿润锋处积累明显,复水后坑壁附近土壤硝态氮质量浓度降低,硝态氮质量浓度峰值向远处推进,复水量越大或复水时间间隔越短,硝态氮推进越远且向深处迁移越明显;复水后铵态氮质量分数在近坑处降低,在距坑较远处增加,但变化幅度均不大,复水量越大,或复水时间间隔越短,对铵态氮质量浓度影响越大,复水后土壤铵态氮分布越均匀.     

蓄水坑灌条件下不同灌水下限幼龄苹果树叶片光合特性研究

以3a生矮砧红富士为试验材料,采用LI-6400XT便携式光合仪,对蓄水坑灌条件下不同灌水下限(分别为田间持水率的50%、60%、70%)幼龄苹果树叶片光合特性进行研究,并通过通径分析与多元逐步回归分析量化各影响因子与净光合速率的关系。结果表明:蓄水坑灌条件下不同灌水下限叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度变化规律基本一致。当土壤水分不足时,净光合速率主要受土壤含水率影响;当土壤水分充足时,净光合速率主要受光合有效辐射影响。气孔导度主要受光合有效辐射影响,地面灌溉条件下气孔导度对环境变化的响应更积极。蒸腾速率主要受土壤含水率和光合有效辐射的影响,土壤水分充足时,蒸腾速率对光合有效辐射的响应更敏感。相同条件下,土壤含水率越高蒸腾速率越大。     

微润管埋深及压力水头对青椒生长和水分利用的影响

为了揭示微润灌溉管带埋深和压力水头对温室青椒生长的影响,采用微润灌条件下的温室种植试验,对不同管带埋深和压力水头条件下的青椒株高、茎粗和产量进行了监测。结果表明:不同管带埋深及压力水头处理后的青椒茎粗和株高均随时间呈S形变化趋势。管带埋深、压力水头均与茎粗、株高、茎粗生长速率和株高生长速率呈正相关;管带埋深、压力水头及其交互效应对茎粗生长速率、株高生长速率的影响达到了极显著水平;当管带埋深为20cm、压力水头为150cm时,青椒的产量最高。水分利用系数与埋深呈正相关,但与压力水头呈负相关;在埋深20cm、压力水头100cm时,水分利用系数最高。在此基础上,建立了管带埋深与压力水头双因素耦合条件下的株高生长模型DH-YZG、茎粗生长模型DH-YJC、产量模型DH-YCL和水分利用系数模型DHYXS,误差分别为4.72%、5.25%、1.76%和4.44%,取得了满意的模拟效果。