基于单参数Logistic的典型作物相对叶面积指数模型研究

为系统分析叶面积指数变化特征,构建便于实际应用的作物生长模型,在对现有叶面积指数模型参数变化特征分析的基础上,以相对有效积温为自变量,利用修正Logistic模型分析了冬小麦、夏玉米、水稻3种作物相对叶面积指数的增长特征,并确立了模型参数之间的关系。研究结果表明,参数a、b和c与相对有效积温特征值有关,随着c的增大,a逐渐增大、b逐渐减小,且其增大或减小速率均与相对有效积温有关;参数a、c与b之间也存在一定函数关系。基于参数之间的关系,对相对化修正Logistic模型进行了简化,建立了描述冬小麦、夏玉米和水稻3种作物的叶面积指数增长过程的单参数Logistic模型。利用实测资料对模型进行了评估,结果表明,该模型能够很好地模拟相对叶面积指数的增长变化过程。该简化模型参数少、形式简单、便于分析,因此易于应用,对建立其他作物的单参数相对叶面积指数模型具有一定的参考价值。     

培养条件下微纳米增氧水添加对新疆砂壤土硝化作用的影响

为了提升氮素利用效率和生产能力,采用室内培养试验方法,研究不同土壤含水率（田间持水量的30%、60%、100%及175%）条件下增氧水处理对土壤硝化作用的影响,并分别利用硝化动力学方程和硝化作用强度定量评价NH4+-N和NO3--N含量的动态变化特征,比较NH4+-N初始消耗速率、NH4+-N最大消耗速率、达到最大消耗速率所用时间以及NO3--N平均生成速率的变化。结果表明：粉质砂壤土氮素转化以硝化作用为主;随着含水率的升高,土壤硝化作用强度呈现先增加后降低的趋势,并在田间持水量条件下达到最大。在不同含水率条件下增氧水处理对土壤硝化作用的影响具有显著差异（P<0.05）。与常规水处理相比,在田间持水量的60%条件下,增氧水处理对土壤硝化过程的促进作用更为明显,NH4+-N最大消耗速率提高了8.9%,最大消耗速率出现时间提前,NO3--N平均生成速率增加,硝化作用更强;而在田间持水量条件下,增氧水处理的土壤NH4+-N消耗没有显著差异,仅NO3--N平均生成速率增加;田间持水量的175%条件下,增氧水处理土壤NH4+-N最大消耗速率降低了21.5%,最大消耗速率出现时间滞后,但NO3--N平均生成速率没有显著变化。该研究提出了增氧水处理促进氮素转化作用的最适水分条件,为发展农业高效水肥利用技术提供了理论依据。     

基于土壤物理基本参数的土壤导气率推求模型

土壤气体传输过程复杂,影响因素众多,各因素之间相互影响与制约,且存在严重的空间变异性,其空间分布特征与变异程度同众多影响因素间关系复杂,野外条件下难以准确计算大范围区域内土壤导气率平均值。通过已经获得的土壤样本实测资料,建立土壤物理基本参数与土壤气体传输参数之间的函数模型,结果表明:偏砂质土壤的导气率与饱和度的拟合度较好,决定系数R2达0.95以上,而偏黏性的土壤结构性强,R2在0.69以上;遗传算法程序拟合系数ai、bi,R2均达0.90以上;利用此函数模型,拟合导气率与实测导气率之间的相对误差绝对值小于0.1,效果较好,验证了预测模型的适用性。提出的推求方法简化了土壤气体传输动力学参数在实际应用中繁琐的测算过程,为野外环境下简单、快速获取土壤气体传输动力学参数提供了参考。     

基于土壤物理基本参数的土壤导热率模型

土壤物理基本参数是影响土壤导热率的重要因素,为了获取土壤的颗粒组成、有机质含量与土壤导热率计算模型中参数之间的关系,该文分析了陕西省9个地区的土壤质地对土壤导热率的影响,对不同土壤导热率估算模型的准确性进行评价,并在C?té-Konrad模型和Lu-Ren模型的基础上,建立了基于土壤物理基本参数的改进模型,结果表明:改进的C?té-Konrad模型与改进的Lu-Ren模型可以用来拟合不同质地的土壤导热率,且具有较好的拟合精度,决定系数R2均在0.92以上,相对误差(relative error,Re)均低于9.6%;对于砂粒含量或粉粒含量较高的土壤导热率,改进的C?té-Konrad模型模拟结果的均方根误差(root-mean-square error,RMSE)≤0.1183、R2≥0.9259以及Re≤9.55%,均优于C?té-Konrad模型、Lu-Ren模型和改进Lu-Ren模型;对于砂粒和粉粒含量均较低的土壤导热率,改进Lu-Ren模型模拟结果的RMSE≤0.0815、R2≥0.9326,Re≤8.21%,均明显优于其他3种模型。两种改进的模型分别建立了模型参数与颗粒组成、有机质含量之间的关系,能够更加详细描述土壤物理基本参数与导热率之间的关系,并且针对不同的土壤质地,选取合适的改进模型能够更加准确地计算土壤导热率。     

极端干旱区滴灌葡萄适时控制灌溉试验研究

以常规滴灌为对照,研究了适时滴灌条件下监测点土壤含水率、葡萄生长过程及产量的特征。结果表明,粘壤土条件下,与40cm和60cm监测点土壤含水率相比,20cm深度监测点土壤含水率具有代表性好、灵敏性高、达到设计土壤含水率下限的时间间隔比较合理的优点,可作为该地区葡萄适时控制灌溉的理想深度;适时滴灌条件下,葡萄的叶面积指数、地上净生物量、叶片生理指标和产量均略低于常规滴灌,但水分利用效率高于常规滴灌。     

灌水矿化度及土壤含盐量对南疆棉花出苗率的影响

为获知新疆棉花苗期耐盐度阀值及其影响因素,该文进行了不同灌水矿化度单因素及不同灌水矿化度和土壤含盐量2种组合因素对棉花出苗的耐盐性试验研究,结果表明,灌水矿化度及土壤含盐量均与棉花相对出苗率呈线性负相关;而灌水矿化度则随土壤盐碱程度的不同而改变,当土壤盐质量分数在0.33%以下,灌水矿化度不超过5 g/L,土壤盐质量分数在0.33%～0.5%之间灌水矿化度不超过3 g/L,土壤盐质量分数大于0.5%时,则应采用淡水灌溉;从对比这2种因素对出苗率的影响来看,在中度及以下盐渍土壤中,灌水矿化度的影响较土壤含盐量的大;同时结合大田出苗率调查,则表明在轻度盐碱土中灌水矿化度的临界值为4.28 g/L,而对土壤而言棉花苗期的耐盐阀值则为0.58%。该研究为进一步研究棉花耐盐性提供参考,对指导新疆棉花生产具有重要意义。     

葡萄地上干物质量确定研究

葡萄地上干物质量包括地上部枝条干物质量和地上部果实生长量,地上部果实生长量可通过实测产量得到,而地上部枝条干物质量则较难测得。本研究用模型模拟来获得葡萄枝条干物质量,通过使用Logistic修正模型、Richards模型、Hoerl模型、蒸汽压模型和高斯模型来模拟葡萄地上枝条干物质量累积过程,并利用实测资料对各模型模拟结果进行验证,优选出Logistic修正模型来描述葡萄地上枝条干物质量生长过程。在此基础上,以地上干物质生长量最大为目标,在不包含埋墩水的情况下,得到葡萄的适宜灌溉定额为430～490 m3·667m-2。