滴灌条件下杨树人工林土壤的水分运移

采用田间土壤剖面观测法,对北京永定河故道沙地上地表滴灌栽培的杨树人工林的土壤水分运移规律进行研究,在滴头流量恒定为4 L·h-1的条件下,试验和测定不同滴灌时长和停灌后土壤湿润锋的运移距离和土壤湿润体的形态.结果表明:土壤湿润锋随着滴灌时长的增加在垂直和水平方向上的运移距离逐渐增大,每增加1h滴灌时长,土壤湿润锋的垂直运移距离的增幅逐渐减小,水平运移距离的增幅则大小不一;在各时长滴灌停灌后,土壤湿润锋将继续在垂直方向和水平方向上运移1～3h,在垂直方向上的继续运移距离为2～10 cm,除在土壤最深处的水平继续运移距离明显较大外,在各土壤深处水平方向上的继续运移距离为1 ～ 10 cm;在持续滴灌1～6 h后,土壤湿润锋最终可以垂直运移到36 ～ 69 cm,水平运移到32～57 cm,持续滴灌3～4h后即可在0～40 cm土层内形成以滴头为圆心,半径30～ 40 cm的土壤湿润体;持续滴灌1～3h后土壤湿润体形态为逐渐增大的扁半椭球体,持续滴灌4～6h后土壤湿润体形态为逐渐增大的长半椭球体.     

Optimization of source-sink dynamics in plant growth for ideotype breeding: A case study on maize

The objective of this work is to illustrate how a mathematical model of plant growth could be possibly used to design ideotypes and thus leads to new breeding strategies based on the guidance from optimization techniques. As a test case, maize (Zea mays L., cv. DEA), which is one of the most widely cultivated cereals all over the world, is selected for this study. The experimental data reported in a previous study are used to estimate parameters of a functional-structural plant growth model, namely, “GreenLab”. As the corn cob and its leaves and stem can be benefited from economically, a single objective optimization problem (maximization of cob weight) and a multi-objective optimization problem (maximization of cob weight, maximization of leaf and stem weight) are formulated, respectively. The Particle Swarm Optimization approach is applied to solve these two kinds of optimization problems based on the GreenLab model. The optimized variables are specific parameters of the GreenLab model, which are the cob sink strength and the coefficients of the cob sink variation function. The optimization results revealed that to achieve breeding objectives, the optimal trade-offs of source-sink dynamics should be considered. Moreover, the optimization results of the multi-objective optimization problem revealed that the harvest index may not be the evaluation factor for yield improvement. The work described in this paper showed that such optimization approaches relying on plant growth models may help improve breeding strategies and design ideotypes of high-yield maize, especially in the current agricultural context with the increasing importance of co-products when designing cultivation practices.     

最大方差比图像分割算法的一种改进——以前磁曲线图像为例

在经典的最大方差比图像分割算法的基础上,以油田前磁曲线图像为例,提出一种新的适应于前磁曲线图像分割方法。通过对油田前磁曲线图像的处理效果来看,该算法比经典的最大方差比图像分割算法有更好的分割效果。该算法不仅仅对前磁曲线图像有效,对具有与其相似直方图的图像,均可用该算法进行图像分割。     

基于ANSYS Workbench的自走式农机底盘的优化设计

针对丘陵山区地块面积小、农机底盘作业转向难的问题,设计了转向灵活、转弯半径小的摆转转向底盘。底盘由转向装置、浮动装置、液压系统、发动机,前桥、后桥、控制系统、PTO输出等组成,采用水冷系统以及CVT无级变速的汽油发动机与液压系统结合,实现底盘的动力匹配;通过ANSYS Workbench构建摆转转向底盘前桥、后桥、整体机构的力学模型,分析各机构不同状态下的变形参数的变化趋势,并对底盘机构易于损坏的部位进行优化。结果表明：前桥转向机构附近的配件对前桥的变形影响较大,采用5 mm厚度方钢的前桥结构变形量为0.85 mm,优化后的前桥所安装的配件采用模块化分配,使用10 mm以上方钢加工制作,保证前桥变形量稳定控制在0.3~1.0 mm;优化后的底盘后桥最大等效应力为14 MPa,变形量为0.25 mm,分别较优化前降低了33.33%和28.57%,机架的结构稳定性得到改善。通过压力测试仪器对实物平台的测试,底盘在行驶过程中的压力变化曲线平稳,启动和停止阶段所受的压力在可控制的范围内;底盘的行驶直线度、偏驶率均低于1%,且不受底盘载重的影响。     

不同覆盖模式下砂壤土水盐运移特征研究

地表蒸发引起土壤水分的散失是造成盐分表聚的重要原因之一,土壤表层进行覆盖可改变地表结构,从而影响土壤水分蒸发和盐分迁移过程。为了揭示不同覆盖模式的蓄水控盐效果,通过室内模拟试验,研究了不同覆盖模式下土壤水分入渗过程和水盐迁移特征。试验设置无覆盖(CK)、覆砂(S)、覆砂+覆膜(SM)、覆秸秆+覆膜(JM)和覆秸秆+覆砂(JS)5种模式。结果表明:土壤表层进行的不同覆盖处理会降低土壤湿润锋推进速率和水分入渗速率,具有一定的阻渗作用;湿润锋推进距离与时间符合幂函数F=a·t~b,累积入渗量与时间符合Kostiakov入渗公式,湿润锋推进距离与累积入渗量符合线性关系I=K·Z_f+c。土壤表层进行的不同覆盖处理可有效抑制土壤水分蒸发,土壤保水效果为SMJSSJMCK;随土层深度的增加,土壤含水率减小的趋势逐渐减缓。土壤表层进行的不同覆盖处理也可减弱土壤盐分表聚,缩小盐分在土壤中迁移的范围;覆盖处理的土壤盐分主要在0—20cm范围内迁移,CK在0—35cm范围内。综合考虑不同覆盖模式对土壤水分入渗、抑制水分蒸发和减弱盐分表聚效果,认为砂石覆盖模式是较适合西北旱区的覆盖模式。     

“4.30”闽东暴雨的结构分析

利用2013年4月30日8:00到5月1日8:00的MICAPS资料、NCEP1°×1°再分析资料、福建省区域自动站资料等,分析闽东一场在高空槽、低层切变和地面冷空气共同作用下的冷锋锋前暴雨天气过程。通过物理量结构分析发现,槽前西南急流为此次降水提供了充足的水汽,冷锋过境使得大气条件性不稳定,强的辐散场和锋面南压为此次暴雨提供了强的抬升条件。并浅析此次暴雨对铁观音茶青生产及品质的影响。     

水质及流量对盐碱土滴灌湿润锋运移影响的室内试验研究

采用15°扇柱体有机玻璃土槽，研究了不同水质和滴头流量对盐碱土湿润锋运动的影响。试验所采用水的钠吸附比(SAR)分别为2和20，水的含盐浓度(C)分别为80、20 mmol/L和蒸馏水，滴头流量分别为2、3.4和8 L/h。试验结果表明：不同时间的二维湿润锋边界形状近似半椭圆形；在相同水质情况下，水平湿润距离和垂直湿润距离均随滴头流量的增加而增加；相同灌水量的情况下，滴头流量的增加有利于水分水平方向的发展，不利于垂直方向的发展；用蒸馏水灌溉时，水平湿润距离明显高于其他含盐水灌溉的情况，垂直湿润距离明显小于其他含盐水灌溉的情况；不同浓度含盐水滴灌时对湿润锋的影响不明显；湿润锋的宽深比随着灌溉时间的持续而减小。     

日光温室前屋面角的设计研究

在研究塑料薄膜透光特性的基础上,立足于太阳辐射、天体地球领域,分析了我国不同纬带(北纬30°~50°)主要使用期(10月1日~4月1日)日光温室的前屋面角度的适宜性,给出了主要纬带、不同使用期日光温室前屋面角度的决策意见。     

用有理设计方法优选地表滴灌滴头流量合理性分析

针对地表滴灌单个滴头下土壤水分入渗过程中地表湿润半径r和垂直入渗深度h的随时间变化问题,采用室内土柱试验方法和有理设计方法,运用试验数据对r和h与入渗时间T的幂函数方程进行参数估算,并检验参数间相互约束条件。以粉砂壤土为试验材料,试验研究不同土壤容重(1.3、1.4、1.5 g/cm~3)和滴头流量(1、2、4、8 L/h)条件下,单个滴头灌水时r及h随时间变化的规律。结果表明:1)随着土壤容重的增大,土壤饱和容积含水量降低,r几乎没有变化,垂直入渗深度h减小;2)采用有理设计方法对入渗参数A、B及幂指数C、D进行估算并检验,参数间满足相互约束条件,误差较小,表明可以根据参数A、B、C、D估算值,及r和h与入渗时间T的幂函数方程,计算r和h随时间的推进过程;3)给定灌水量2 L时,滴头流量为1 L/h,垂直入渗深度较大,用有理设计方法计算表明一次灌水持续时间较长,不能满足田间轮灌的要求,且易产生深层渗漏;滴头流量为8 L/h时,地表湿润半径过大,滴头附近地表产生积水。粉砂壤土采用滴灌时,4种滴头流量里,滴头流量为2～4 L/h时最为适宜。用有理设计方法计算r和h为滴灌系统优化设计提供了理论参考。     

不同作物根系分泌物对黄瓜的化感作用

就不同作物根系分泌物溶液对黄瓜种子和黄瓜幼苗的化感作用进行了研究。结果表明,油菜、玉米、小麦和小白菜对黄瓜种子发芽势和发芽率的抑制作用均较低;除玉米根系分泌物溶液外,其余作物根系分泌物溶液均抑制黄瓜种子胚根和胚芽生长,且胚芽的受抑制强度大于胚根;玉米、油菜、小白菜和黄瓜根系分泌物溶液对黄瓜幼苗苗高和茎粗有促进作用,且对黄瓜幼苗根长和根数的抑制作用较小。说明玉米是黄瓜种植最适宜的前茬作物,其次是油菜和小白菜,而豇豆、豆角和黑豆等豆科作物不宜作为黄瓜种植的前茬作物。