作物根系分区交替灌溉田间实施技术探索

作物根系分区交替灌溉方法的提出开辟了节水灌溉的新思路,该方法具有明显的节水、增产、提高水分利用效率的优点.目前对它的田间实施技术研究还不全面、不系统.本文针对其特点,探索分析能够实现根系分区交替灌溉目的的灌水技术种类、技术要点及适用条件,提出适合目前我国农村经济发展现状的根系分区交替灌溉田间实施技术,并对未来的技术发展提出了研究思路.     

滴头流道结构对悬浮颗粒分布影响的数值分析

迷宫滴头内部结构复杂尺寸微小,研究流道结构对悬浮颗粒浓度分布的影响对于流道优化有重要意义。该文采用正交试验方法设计齿形流道,根据两相流理论,利用计算流体动力学软件对设计滴头进行了液固两相流数值分析。模拟得到入流浓度及颗粒大小不同时滴头内的速度及颗粒浓度分布,分析了结构参数、颗粒大小及入流浓度对悬浮颗粒浓度分布的影响。研究结果表明：流道结构参数对颗粒分布均有影响,程度从大到小顺序为：齿角度－齿间距－流道深度－齿高;入流颗粒大小为流道最小尺寸的1/10～1/6时滴头不易堵塞;齿高与齿间距的比值小于0.5时有利于提高滴头的抗堵塞性。研究为滴头结构优化提供参考。     

时空亏缺调控灌溉——果园节水理论的新突破

通过查阅大量文献和检索有关资料,综述了基于时间、空间土壤水分调控的果园时空亏缺调控灌溉技术--调亏灌溉(RDI)和根系分区交替灌溉(APRI),阐明了两种灌溉技术的概念、理论依据、节水优产机理和研究进展,提出了考虑果树生育期和根区供水模式交互作用的时空综合调控技术,分析了RDI和APRI技术的应用前景和需要进一步研究的问题.     

光强与光周期交互作用对水培生菜生长的影响

以香港"玻璃脆"散叶生菜为试材,在不同光强(150、200、250、300μmol·m~(-2)·s~(-1))和不同光周期(8、12、16 h·d~(-1))处理组合下,研究了光强和光周期对水培生菜生长、品质和元素利用效率的影响。结果表明:移栽后30 d内,增加光强和延长光照均能促进生菜叶片生长,光照时间和光强分别为16 h·d~(-1),300μmol·m~(-2)·s~(-1)时最有利于生长,30～40 d时,16 h·d~(-1),278.67μmol·m~(-2)·s~(-1)时最有利于生长。增大光强,可溶性糖、可溶性蛋白质、类胡萝卜素含量增加,但硝酸盐和维生素C含量先减小后增大,长光照有助于可溶性糖、可溶性蛋白质、维生素C和类胡萝卜素的合成并降低硝酸盐含量;主成分分析表明,300μmol·m~(-2)·s~(-1)、16 h·d~(-1)处理下对品质最有利。整个生长时期内,强光和长光照均可以提高N、P元素的利用效率,但不利于K的利用;N、P在前10 d的利用效率最大,K在后10 d时最大。综合分析,在试验范围内,前30 d,适当增加光强和延长光照时间有利于生长,但在后10 d适当降低光强(278.67μmol·m~(-2)·s~(-1))有利于生长;整个生长时期,增加光强和延长光照时间可以促进N和P元素的利用效率并提高生菜品质。     

中国粮食主产区主要气象因子时空演变特征及其对参考作物蒸散量影响

准确评估粮食主产区气象因子变化特征及对参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的影响,对农田水文循环、区域农业水资源优化配置与高效利用等具有重要意义。利用中国粮食主产区258个气象站点1961―2013年的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算ET0,通过M-K趋势检验法、偏相关分析、多元线性回归计算贡献率等方法,分析了1961—2013年中国粮食主产区主要气象因子时空演变及其对ET0变化的贡献特征。结果表明,1961—2013年中国粮食主产区相对湿度、温度、降水在空间上由南至北呈降低趋势,而日照时间和风速则由南至北呈增高趋势;1961—2013年中国粮食主产区全区、温带湿润半湿润地区(I区)、温带干旱半干旱地区(II区)、亚热带湿润地区(III区)及暖温带半湿润地区(IV区)多年平均气温均呈增大趋势,平均风速、相对湿度、降水与日照时间均呈减小趋势;1961—2013年中国粮食主产区年内ET0均呈锯齿状下降,且ET0在四季呈现出夏季春季秋季冬季的特征;多年平均风速、气温、日照时间与ET0在全区及各分区总体均显著正相关(P0.05),而相对湿度与ET0在全区及各分区均极显著负相关(P0.01);1961—2013年中国粮食主产区全区及I~IV区气温、风速、相对湿度对ET0变化均具有较大贡献,其中相对湿度为I区、III区及IV区的主要气象驱动因子,其次为平均气温和风速;而II区ET0变化的主要驱动因子为风速,其平均贡献率WII(风速)为0.37;综上所述,中国粮食主产区主要气象因子变化特征与ET0的响应,均呈现出区域性、季节性差异。     

基于茎秆直径微变化的拔节期玉米水分亏缺诊断指标研究

为了探索利用茎秆直径微变化诊断玉米水分亏缺状况的最优指标,采用桶栽的方法,开展了不同水分处理条件下拔节期夏玉米茎秆直径微变化中的日最大收缩量(MDS)、日增长量(DI)和当日恢复时间(RT)3个指标的变化规律及其与土壤相对含水率之间相关关系方面的试验研究。结果表明,(1)不同处理间的MDS和DI受水分亏缺影响差异较为明显,RT对土壤相对含水率的响应较为一致;(2)玉米日最大收缩量MDS和日增长量DI受到环境因素的影响较大,与土壤相对含水率θ的相关系数较小;(3)恢复时间RT与土壤相对含水率θ的相关系数最高,且受水分亏缺处理的影响较小,可以作为诊断玉米水分亏缺状况的较好指标。综上可知,与MDS和DI相比,RT更适合诊断夏玉米水分亏缺状况。     

矩形薄壁侧堰水力特性试验研究

侧堰作为一种量水设施,精度较高、结构简单、安装和拆卸方便,较易在灌区应用和推广,有很大的研究价值。对不同宽度和高度的矩形侧堰在缓流条件下进行了试验,分析了各工况下矩形渠道侧堰上、下游水面线、能量分布、流量系数等水力因素。结果表明,主渠道侧堰段能量基本保持不变,符合De Marchi的恒定能量假定;主渠道靠近侧堰边壁、中心线以及另一边壁三处的水面波动程度不同,说明侧堰对堰前水流产生影响;基于De Marchi假定和无量纲分析原理得到的流量公式最大相对误差均在±10%以内,满足灌区量水精度要求。     

U形渠道圆头量水柱水力性能影响因素研究

【目的】基于临界流原理,研究不同因素对U形渠道圆头量水柱水力性能的影响,为其在我国北方灌区的推广应用提供参考。【方法】对U形渠道上6种喉口收缩比(ε=0.75,0.70,0.63,0.56,0.50,0.44)的圆头量水柱在5种流量(Q=0.015,0.025,0.035,0.045,0.055m3/s)、4种渠道比降(i=1/1 000,1/2 000,1/3 000,1/5 000)下的测流公式、适宜喉口收缩比、水头损失、临界淹没度、测流精度等水力性能进行试验研究。【结果】圆头量水柱的驻点水深与流量间存在良好的指数相关关系,相关系数达0.997。根据试验数据回归分析得到了4种渠道比降的流量计算公式,公式符合量纲和谐原理,满足了测流精度的要求,实测流量与计算流量之间最大误差为6.79%;圆头量水柱的适宜喉口收缩比为0.50~0.70时,上游壅水高度和水头损失均较小,且临界淹没度较高,可达0.90。【结论】圆头量水柱具有结构简单、抗淤堵等优点,适合在我国北方多泥沙水源的渠道中应用。     

关中灌区管理体制改革监测评价系统

对关中灌区的管理体制改革工作，建立了专门的监测评价系统，连续5年，每年2次在灌区逐年逐户地进行基础资料搜集、整理、分析，以利于掌握灌区体制改革中各种改革模式的运作程序及利弊，了解改革的成效以及存在的问题。系统的评价结果对整个灌区体改工作的平稳发展有着积极的促进作用。     

改进Hargreaves模型估算川中丘陵区参考作物蒸散量

为提高Hargreaves-Samani(HS)模型参考作物蒸散量(ET0)计算精度,该文基于贝叶斯原理利用川中丘陵区1954-2002年逐日资料对其温度指数、温度系数和温度常数进行改进,并使用2003-2013年资料以Penman-Monteith(PM)模型为标准评价HS改进模型计算精度与适应性。结果表明:HS改进模型参数在川中丘陵区各区均小于联合国粮农组织推荐值,并呈现出随纬度上升而增大的趋势;与PM模型计算结果相比,HS改进模型计算的ET0相对误差在川中丘陵区北部从14.2%~60.9%降至-1.1%~33.4%、中部从40.6%~92.6%降至16.9%~61.1%、南部从31.3%~96.0%降至8.5%~64.4%、整个川中丘陵区从32.1%~82.7%降至9.5%~52.6%;相关性分析表明,HS改进模型和PM模型计算的ET0回归曲线的斜率更接近于1(北部1.16、中部1.02、南部0.99、全区1.13),决定系数均达到0.85(P0.01)以上;趋势分析表明,HS改进模型和PM模型计算的ET0变化一致,年内均呈开口向下的抛物线状,年际均呈微小上升趋势。因此,基于贝叶斯原理改进的HS模型在川中丘陵区不同区域变异性较小,适应性较强,具有较高的计算精度,可作为川中丘陵区参考作物蒸散量简化计算的推荐模型。