Effect of soil matric potential on tomato yield and water use under drip irrigation condition

Field experiment was carried out to investigate the effect of soil matric potential (SMP) on tomato yield, evapotranspiration (ET), water use efficiency (WUE) and irrigation water use efficiency (IWUE) under drip irrigation condition in North China Plain. The experiment included five treatments, which controlled SMP at 0.2 m depth immediately under drip emitter higher than −10 (S1), −20 (S2), −30 (S3), −40 (S4) and −50 kPa (S5), respectively, after tomato plant establishment. The results showed that different SMP affected irrigation amount and tomato ET. Irrigation amount decreased from 185 mm (S1) to 83.6 mm (S5) in 2004, and from 165 mm (S1) to 109 mm (S5) in 2005, respectively. The ET decreased from 270 mm (S1) to 202 mm (S5) in both years. However, it was found that SMP did not affect the tomato yield significantly, for the range of SMP investigated. Both WUE and IWUE increased as SMP decreased. The maximum WUE (253 and 217 kg/ha mm) and IWUE (620 and 406 kg/ha mm) were for S5 in 2 years, whereas the minimum WUE (178 and 155 kg/ha mm) and IWUE 261 and 259 kg/ha mm) were for S1 in 2004 and 2005. Based on the above results, therefore, it is recommended that if the tomatoes are well irrigated (SMP is higher than −20 kPa) during establishment, controlling SMP higher than −50 kPa at 0.2 m depth immediately under drip emitter can be used as an indicator for drip irrigation scheduling during following period of tomato growth in North China Plain.     

基于GIS的黄河下游分布式水资源模拟

分布式水文模型是水文界研究的焦点问题之一。该研究选用黄河下游流域作为典型研究流域，应用ARC／INFO技术和遥感信息、国内最新水资源调查资料和我国自行开发的LL-Ⅱ分布式水文模型对流域的水资源量进行模拟计算。黄河下游流域内主河道由于泥沙的不断淤积属于典型的地上悬河，而且该地区随着经济的不断发展，人类活动对水资源的影响日益显著，尤其是跨流域调水的影响。本研究充分考虑各种人类活动对水资源的影响，对径流过程进行连续模拟，并取得了较好的模拟结果。     

安全监测技术在软基筑坝工程中的应用

在软土地基上修建50m以上的高坝．国内外尚没有先例；云南省务坪水库在软土地基上修建52m高坝的成功经验，为软基筑坝施工提供了科学的依据：安全监测技术的日益成熟和完善，为工程施工、运行提供了可靠的保障。以云南省务坪水库为例，阐述安全监测技术在软基筑坝上的应用和意义。     

基于DEM的水文模型在沮河流域的应用

基于DEM的流域水文模型是近年来水文模型的热点,而干旱半干旱地区的水文模型一直是水文研究的一个难题。分析了干旱地区的降雨产流特性,建立了符合该产流特性的数字高程模型和陕北模型相结合的水文模型,并将其应用到沮河流域桃曲坡水库的洪水预报中,计算结果证明该水文模型在干旱地区是切实可行的。     

碱法草浆造纸蒸煮黑液厌氧生物降解及其主要微生物类群研究

采用中温(35±1℃)UASB AF相结合的反应器处理碱法草浆造纸蒸煮黑液,设计了两种试验方案。试验方案Ⅰ-碱法草浆黑液酸化后进行厌氧发酵,Ⅰ号反应器内装陶粒。试验方案Ⅱ-黑液用化学法(HCl)去除木质素后进行厌氧发酵,Ⅱ号反应器内装软填料。进行HRT、有机负荷和有机污染物(COD_(cr)、BOD_5)去除效率、沼气产气率相关性试验。在厌氧发酵稳态运行条件下,采用Hungate厌氧操作技术,MPN计数法对UASB AF反应器内厌氧污泥中的主要微生物类群区系组成进行了生态分析研究。     

夹持式鲜菱角脱壳机设计与试验

针对鲜菱角手工脱壳率低、菱仁损伤率高等问题,该研究以湖北省浠水县两角菱为对象,设计了一种夹持式鲜菱角脱壳机。对鲜菱角外形尺寸和力学性能参数进行了测量,确定采用夹持板与链条夹持输送、圆形齿刀横切菱角两侧弯角、对辊挤压碾搓脱壳的技术方案。对夹持板、弹性压紧装置、横切刀片和脱壳装置等主要部件结构进行设计和分析,确定了结构和运动参数。运用ANSYS Explicit Dynamics模块对横切过程进行仿真,根据理论分析和仿真结果试制了脱壳样机,开展了横切试验和脱壳试验。横切试验表明,成熟度、输送速度和刀片转速均对切壳率影响显著（P<0.05）,对菱仁损失率影响不显著（P>0.05）。运用Design Expert 12优化得横切装置最优工作参数为：脆熟菱角、输送速度0.1 m/s、刀片转速1 000 r/min,该参数下的平均切壳率为79.41%,平均菱仁损失率为9.82%。采用Box-Benhnken试验设计开展三因素二次回归正交组合试验,优化得到脱壳装置最优工作参数为：脆熟菱角、慢辊转速59r/min,线速比1.5,验证试验的平均脱壳率为66.52%,平均菱仁破损率为12.83...     

根茎类作物单摆铲栅收获装置渐变抛掷特性

单摆铲栅是基于变幅变向振动技术研发的铲栅一体收获装置。为明确单摆铲栅工作特性及抛掷分离作业机理,该研究在运动学及动力学分析基础上建立了铲栅工作面抛掷系数解析方程,铲栅工作面各点抛掷系数随工作长度逐渐增大且具有明显的渐变抛掷特性和较强的抛掷能力,分离区最大抛掷系数达9.98～19.72;建立了单摆铲栅EDEM-MBD耦合仿真模型,以振幅、振动频率、前进速度为因素开展单因素仿真试验,试验结果表明：受工作面抛掷特性及土壤粘塑性影响,牵引阻力、驱动转矩具有明显的强弱周期,在强周期内：单摆铲栅与土壤互作力较大,分离间距最大值发生在该周期切削行程终点时刻分离区中点处;振幅为7～11 mm时,牵引阻力均值约1 580.93～2 019.9 N、最大驱动转矩约224.04～322.11 、最大分离间距约59.58～98.3 mm;振动频率为6.67～10.67 Hz时,牵引阻力均值约1 416.43～1 866.38 N、最大驱动转矩约315.28～364.19 、最大分离间距约78.43～94.67 mm;前进速度为0.2～0.4 m/s时,牵引阻力均值约1 429.43～2 110.48 N、最大驱动转矩约241.27～387.78 、最大分离间距约62.5～102.5 mm。甘草收获试验结果表明：甘草收获机牵引阻力32.17 kN、驱动转矩802.02 、挖掘深度468 mm时,收净率为96.42%,单摆铲栅作业过程流畅有序,渐变抛掷作用明显,根茎土壤分离效果良好。该研究结果可为根茎作物特别是深根茎作物节能高效收获提供参考。     

栖霞市苹果园氮磷养分平衡及环境风险评价

栖霞市是中国最主要的苹果产区之一,近年来果园单位面积养分的大量投入造成了区域氮、磷元素的过量富集,进而对当地的土壤、水资源、大气等环境要素造成一定的污染。因此,了解苹果主产区施肥现状,并科学评价其环境风险具有重要的现实意义。以栖霞市为研究区域,通过实地调研、田间试验、室内模拟等方法,分析了苹果园氮磷养分的输入量及输出量,进而构建养分平衡模型,对区域环境风险进行了综合评价。研究结果表明:1)2018年栖霞市苹果园养分投入量为:有机质5360.28 kg/hm^2,N 545 kg/hm^2,P2O5568.76 kg/hm^2,K2O 712.57 kg/hm^2;2)氮素的气态损失、果实及枝条带走量各占输入总量的6.49%、24.34%、3.12%,盈余率达66.04%(402.97 kg/hm^2);磷素被果实和枝条带走量分别占输入总量的12.33%和2.55%,盈余率达85.12%(484.75 kg/hm^2);栖霞市氮、磷盈余量均超出环境安全的阈值,分别属于中风险和高风险范围。因此,在保证果园产量与品质的前提下,适当减少化肥使用量、逐步建立水肥一体化的果园施肥模式、提升果农科学的管理经验,应成为果园可持续发展的主攻方向。     

长江经济带产业—碳排放—土地协同发展研究

[目的] 研究长江经济带产业发展、土地利用及碳排放指数间的内在响应关系及作用机理,为区域协同发展提供思路。[方法] 基于GM (1,1)预测模型对产业发展、土地利用及碳排放指数进行灰色预测后进行耦合协调度分析,并运用PVAR模型探讨三者间的响应关系。[结果] ①区域各要素间的耦合度高于协调度,耦合协调状态呈增长趋势,而区域内部则呈现自下游至上游的降低趋势。②土地利用强度对于产业发展于前两期呈正向冲击,产业发展对碳排放为滞后2期内的先负而后转正冲击的倒V型波动趋势,土地利用对碳排放呈现明显的正相关脉冲响应。③三要素主要依赖于自身的发展路径,但产业发展对碳排放强度的解释力高于土地利用强度对其的解释力,而随着期数的增加,二者对碳排放的影响趋势均呈现增长趋势。[结论] 经济发展过程中产业结构调整及土地利用的配置和保障不可或缺,而碳排放作为未来发展中的重要制约因素也不可忽视,探索三者间的响应关系,能够更好地为区域协调发展提供依据。     

Short‐term degradation of semiarid grasslands—results from a controlled‐grazing experiment in Northern China

The assessment of grassland degradation due to overgrazing is a global challenge in semiarid environments. In particular, investigations of beginning steppe degradation after a change or intensification of the land use are needed in order to detect and adjust detrimental land‐use management rapidly and thus prevent severe damages in these sensitive ecosystems. A controlled‐grazing experiment was established in Inner Mongolia (China) in 2005 that included ungrazed (UG) and heavily grazed plots with grazing intensities of 4.5 (HG4.5) and 7.5 (HG7.5) sheep per hectare. Several soil and vegetation parameters were investigated at all sites before the start of the experiment. Topsoil samples were analyzed for soil organic C (SOC), total N (N_tot), total S (S_tot), and bulk density (BD). As vegetation parameters, aboveground net primary productivity (ANPP), tiller density (TD), and leaf‐area index (LAI) were determined. After 3 y of the grazing experiment, BD increased and SOC, N_tot, S_tot, ANPP, and LAI significantly decreased with increasing grazing intensity. These sensitive parameters can be regarded as early‐warning indicators for degradation of semiarid grasslands. Vegetation parameters were, however, more sensitive not only to grazing but also to temporal variation of precipitation between 2006 and 2008. Contrary, soil parameters were primarily affected by grazing and resistant against climatic variations. The assessment of starting conditions in the study area and the application of defined grazing intensities is essential for the investigation of short‐term degradation in semiarid environments.