盐碱土入渗下修正Green-Ampt模型参数确定与验证

为进一步探究盐碱土的入渗机理,实现科学的盐碱土农业生产与灌溉,基于传统Green-Ampt模型,根据盐碱土的入渗特性引进扩散率D(θ),并结合对土壤剖面含水量分布的划分假定对模型进行修正。利用5种盐碱土进行一维积水入渗试验,采用入渗率、湿润锋数据验证该修正模型。结果显示：修正模型模拟值与实测值的一致性良好,进行相关分析得到5种盐碱土入渗率R2平均值为0.983,平均绝对误差均小于0.05;湿润锋R2平均值为0.868,平均绝对误差均小于3.50。将修正模型参数饱和导水率、湿润锋面基质吸力值与盐碱土盐分离子含量进行相关分析,结果显示基质吸力值随K++Na+含量的减少而减小,饱和导水率随K++Na+含量的减少而增大。该修正模型经验证可应用于不同盐渍化程度的盐碱土入渗过程模拟,从而为深入盐碱土水分入渗机制研究与加快盐碱土农业生产提供理论支持。     

环境友好农业生产方式生态补偿标准探讨——以崇明岛东滩绿色农业示范项目为例

以崇明岛东滩绿色农业示范项目为研究案例,在定量监测环境友好型肥料管理方式对化肥污染控制效果的基础上,运用相关经济学方法,从环境友好肥料管理方式所创造的生态效益价值和实际投入的额外成本两个角度出发,探讨了生态补偿标准的理论上限值和下限值,同时讨论了在实际制定补偿标准时需要考虑的其他因素和采取的补偿方式。结果表明,环境友好型肥料管理方式可有效削减氮素流失负荷和温室气体排放通量,削减率分别达到46.6%～61.8%和23.4%～46.7%;在梨园所创造的生态效益价值和实际额外投入成本分别为10135.6和3066.1元（RMB）·hm^-2·a^-1,在蔬菜田所创造的生态效益价值和实际额外投入成本分别为7640.1和3165.2元（RMB）·hm^-2·a^-1。因此,梨园和蔬菜田由于应用环境友好型肥料管理方式可获得的生态补偿理论值范围分别为3066.1～10135.6元（RMB）·hm^-2·a^-1和3165.2～7640.1元（RMB）·hm^-2·a^-1。     

土壤颗粒分布体积分形维数与数量分形维数之间的关系

土壤的体积颗粒分布(PSD)可用于同时确定数量分形维数(DN)和体积分形维数(DV)。以往的试验和理论研究均未直接比较DV和DN的关系。为建立DV和DN的关系并分析其参数的敏感程度,在中国各地取了12种不同质地土壤,利用激光粒度仪进行了测定。提出了含3个参数Rupper(颗粒半径的上限),Ri(第i个半径)和Rlower(半径下限)的DV-DN理论关系,该关系可说明为什么DN可能大于3。在未调整的幂定律范围内(PLR),DV的幂定律半径为38.6～85.8μm,DN的幂定律半径为53.2～358μm,估算的DV值(2.18～2.69)比DN值(2.38～3.19)小。调整后的PLR比未调整的窄。在调整的PLRs范围内,估算的DV值变化范围为2.11～2.56,而DN变化范围为2.28～3.02。调整和未调整PLRs得出的DV和DN的差异说明,Rupper,Rlower,Ri和Rlower/Rupper均可能影响DV与DN关系,有必要进行参数的敏感性分析。进行敏感性分析可基于敏感系数(C)来鉴别DV-DN关系中各参数改变所引起的DV和DN相对变化,从而找出对该关系影响最大的参数。就不同情况下计算的C值而言,Rupper是影响DN值的最重要参数,小的Rupper值可能导致估算DN的准确度降低。PLR范围越大,DN的估算越准确。根据DV估算DN的相对误差的绝对值在12%范围内,说明得出的DV-DN理论关系是正确的。     

四种入渗模型对斥水土壤入渗规律的适用性

土壤斥水性影响入渗,进而影响作物产量。国外学者进行了一定的研究,但在中国研究的还很少。该文基于实测资料探讨几种常规的入渗模型在斥水土壤中的适用性。采用室内土柱进行积水入渗试验,对比了不同积水高度和斥水度条件下的土壤入渗规律,并采用4种模型分析了土壤入渗率变化特征。结果表明,累积入渗量随入渗历时的变化可用幂函数描述,不斥水土壤累积入渗量明显大于斥水土壤;累积入渗量与湿润锋推进距离呈良好的线性关系;利用Green-Ampt模型、Philip模型、Kostiakov公式和指数公式对入渗率与入渗历时间的关系进行拟合,其中Kostiakov公式更接近于实测值,其他模型拟合效果因斥水程度等因素的不同而异。     

基于遗传算法的规则包装农产品三维装箱模型

随着农产品配送规模的扩大,物流成本不断增加,农产品的高效配送成为降低企业物流成本、增加企业竞争力的主要手段。该文针对农产品物流配送中多种货物的装箱问题,设计了一种基于遗传算法的智能三维装箱模型;通过分析农产品自身特点,在考虑装箱过程中车辆载质量、物品承重和体积等约束条件的基础上,对规则农产品的装箱次序以及摆放方向进行优化设计;应用Java技术对单车三维装箱算法进行了实现。采用北京郊区某公司的农产品货箱包装数据进行了10组试验测试,测试结果表明：用于综合描述装箱率和装箱成本的目标函数值平均为72.72%,采用遗传算法优化后,算法的平均运行时间为37 947 ms,目标函数值平均为81.14%,提高了8.42%。     

白膜、黑膜全年覆盖下的土壤水、热、盐变化

地膜覆盖因能有效地增温保墒增产而在黄土丘陵区旱作农林生产中广泛应用。为明确不同薄膜覆盖的差异以及连续覆膜条件下的土壤水热盐变化特征,于2015年7月1日—2017年6月30日在陕北米脂进行野外连续覆膜定位观测,试验设裸地(CK)、白色薄膜(WF)与黑色薄膜(BF)3种处理,利用GS3仪器监测0～150cm深度的土壤水分、温度和电导率。结果表明:1)连续覆盖两年后,两种覆膜处理平均土壤含水量为16.9%, CK为13.6%,土壤储水量分别达314.56mm、204.44mm,具体表现为土壤含水量BF在0～15cm高于WF(P0.05),15～30cm低于WF(P0.05); 0～150 cm, WF和BF总储水量差异不显著,与CK差异显著(P0.05);在作物生育期覆膜平均较CK提高储水量60.8 mm。2)膜覆盖下近地面日温差WF大于BF, 0～150 cm,两种覆膜周年土壤平均温度无显著差异,较CK高1.3℃(P0.05);气温较高条件下WF比BF、CK缩短冻融时间分别达8d和24d,WF更有利于土壤解冻和早春土壤增温。3)周年土壤表层盐分高,其中0～30 cm土层电导率为BFWFCK, 30～50 cm土层为WFBFCK,但土壤总体盐分较低,无土壤盐渍化趋势, 50 cm以下3种处理盐分没有差异。综合而言, WF较BF更能提高表层土壤温度, BF较WF更能提高表层土壤水分,覆膜保墒增温,延长作物生长时间。研究成果可为黄土丘陵区旱作农业覆膜应用提供土壤水热盐调控依据,也为果园和林地常年连续覆膜提供参考。     

辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)实时荧光定量检测方法的研究

为建立快速准确的检测土壤中辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici Leonian)的实时荧光定量体系的方法,根据辣椒疫霉菌保守的ITS序列设计的特异性荧光实时定量PCR的引物,通过对保守序列构建克隆文库,筛选阳性克隆子,制备用于实时荧光定量体系的标准品,从而构建优良的标准曲线。利用构建的标准曲线和优化的实时荧光定量体系对人工接种含梯度浓度的辣椒疫霉菌的土壤样品进行实时荧光定量PCR检测。辣椒疫霉菌荧光实时定量PCR检测体系的标准曲线的相关系数为R2=0.980,斜率为-3.295,扩增效率为101.1%,线性方程为Y=-3.295X+44.484,标准品的检测下限为1.000×102拷贝,带菌土壤的检测下限为1.236×103拷贝,约为4.887pg基因组DNA。经过土壤样品试验,得出标准曲线相关系数为0.9845,表明所建立的辣椒疫霉菌实时荧光定量PCR检测方法合理有效。     

蒙古黄芪2种表型种子的可溶性蛋白电泳分析

采用聚丙烯酰胺电泳技术,对蒙古黄芪有纹和无纹2种表型种子进行可溶性蛋白电泳分析,以探测二者在遗传上的差异。结果表明,2种表型种子产生的34条可溶性蛋白电泳谱带中,25条为共有谱带,其中8条谱带在2种表型种子中着色强度不同;9条为多态性谱带,无纹种子和有纹种子各具有2条和7条特异性谱带。可见,蒙古黄芪2种表型种子在遗传上存在分化。     

奶牛体型评定三维图像同步采集系统

设计奶牛体型评定三维图像同步采集系统,采用集散控制结构协调奶牛定位设备、图像采集装置按预定时序工作,应用3个CCD彩色摄像机与具有多通道、多独立图像芯片的DHQP300型图像采集卡,实现了奶牛三维图像同步采集;采用LabVIEW软件作为采集主程序,通过调用动态链接库控制通用图像采集卡,选用场方式采集模式提高图像质量.试验证明,每头奶牛的图像采集与线性评定时间在3min左右,小于5min(标准).图像噪声较少,边缘信息清晰,完全满足后续特征提取算法对图像质量的要求.     

基于DSSAT-CERES-Wheat的黄土高原西部春小麦干旱影响研究

为提出有效措施预防黄土高原西部地区春小麦生产受到气象和农业干旱的影响,估算了1961—2018年期间、时间尺度1～6个月标准化降水蒸散指数（Standardized precipitation evapotranspiration index, SPEI）以及深度0～10 cm和深度10～40 cm的土壤水分亏缺指数（Soil moisture deficit index, SMDI）,探究了气象和农业干旱时空变化规律;利用DSSAT-CERES-Wheat模型模拟了黄土高原西部7个站点春小麦1961—2018年的生长要素和产量数据,分析了其时空变化规律;并研究了气象和农业干旱对春小麦生长过程及产量的影响。结果表明：以甘肃临夏站为例,时间尺度1～6个月SPEI和SMDI的干湿状态总体上一致,SPEI总体呈现干湿交替,深度0～10 cm的SMDI以及深度10～40 cm的SMDI的变化基本一致,均呈现变湿润的趋势。DSSAT-CERES-Wheat模型模拟黄土高原西部春小麦生长过程和产量方面的效果良好（决定系数R²为0.65～0.84）;1961—2018年春小麦最...