水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置设计与试验

为解决南方水稻工厂化田间育秧水肥药人工管理作业中存在的灌溉均匀性差、化肥和农药浪费以及劳动强度大等问题,该研究设计了一种水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置,阐述了水肥药变量喷灌装置总体结构和工作原理,进行了关键部件设计与试验;以可编程逻辑控制器（programmable logic controller,PLC）为控制核心,构建了注肥量在线调控及整机变量喷灌控制系统。采用Box-Behnken试验设计方法,对装置喷灌均匀性与主要影响因素进行试验研究,应用单目标优化方法对喷灌关键参数进行优化,并通过验证试验,得到最优参数组合为：干管入口水压0.20 MPa、球阀开度90°、喷头喷角80°,此时装置的喷灌均匀性为92.69%;构建了氯化钾肥液质量浓度与电导率（electrical conductance,EC）值的线性模型,开展了装置变量灌溉施肥性能试验,3种喷灌等级下各作业区的肥液EC值分别为1.65、1.66和1.68 mS/cm,平均喷灌强度分别为900.85、1092.04和1263.67 mm/h,施肥均匀系数分别为85.21%、87.86%和91.62%。采用水肥药变量喷灌装置开展水稻育秧田间管理试验,华航51常规稻和广8优165杂交稻的秧苗长势均匀度均高于95%,成毯性良好,各项素质指标满足机插作业要求。所设计的水肥药变量喷灌装置能够满足水稻田间育秧水肥药变量喷灌作业要求,对提高水稻工厂化田间育秧机械化水平、保证秧苗质量具有实际应用价值。     

进水流速对圆形循环水养殖池流场特性影响的数值模拟

通过对工厂化循环水养殖进水流速的智能调控,可降低饵料残留,避免水质恶化。为此,本研究采用数值模拟方法探究了进水流速对工厂化循环水养殖池流场特性的影响,并基于该研究设计出一套确定进水流速调控的实验方法。首先,通过对比Standard k-ε、RNG k-ε和Realizable k-ε 3种湍流模型及多种壁面函数的仿真效果,确定RNG k-ε模型和标准壁面函数作为仿真配置。同时,针对多相流模型,对欧拉多相流模型和DPM离散相模型进行对比,为提高计算准确性选用DPM离散相模型,并基于上述模型进行网格无关性验证、制定网格划分方案。其次,以大菱鲆(Scophthalmus maximus)养殖为例,模拟不同进水流速下养殖池流场、排污和水温调节的效果。最后,针对仿真结果提出进水流速调控方案。结果显示,日常采用1.0 m/s的进水流速,可有效提高适宜流速区面积并控制水处理成本;投饵前,采用0.2 m/s的进水流速可以解决循环水养殖中存在的饵料浪费问题;进食结束后,采用1.2 m/s的进水流速可快速排出残饵避免水质恶化;水温异常时,采用15 ℃的水、以1.2 m/s的进水流速注水230 s,可使20 ℃的水下降到正常水平,精准化控制水温。采用本研究提出的方法,可针对不同养殖生物和养殖环境设计进水流速智能调控策略,可用于解决循环水养殖过程中饵料浪费、水质变差和水温异常等问题。     

基于GF-6/WFV卫星遥感的大田冬小麦叶片氮素含量估测

为对大田冬小麦叶片氮素含量（LNC）进行快速、准确及无损监测,通过在江苏省泰州泰兴市、盐城大丰区和南通如皋市布设冬小麦遥感监测大田试验,在获取试验样点冬小麦冠层红光波段反射率（RED_ref）、近红外波段反射率（NIR_ref）和计算的十个光谱指数（RVI、NDVI、DVI、SAVI、OSAVI、MSR、RDVI、EVI2、NLI和SVI）基础上,将12个遥感光谱指标与冬小麦LNC进行相关分析,选出与LNC相关性较好的作为模型输入变量,构建基于BP神经网络的冬小麦LNC估测模型, 并利用GF-6/WFV卫星遥感影像对县域冬小麦LNC的空间分布开展监测。结果表明,12个遥感光谱指标与冬小麦LNC之间存在不同程度的相关性,其中NDVI、RVI、MSR、OSAVI和NLI与冬小麦LNC的相关性较好（相关系数不低于0.65）。将优选的5个遥感光谱指标作为模型输入变量,构建基于BP神经网络的冬小麦LNC估测模型（LNC-BPEM）,模型的估测精度r²=0.866,RMSE=0.246%,ARE=12.9%。将冬小麦LNC-BPEM估测模型和GF-6/WFV影像结合对县域冬小麦LNC的空间信息监测,获得了如皋县域冬小麦LNC的空间分布特征,该区域冬小麦LNC范围在0.9%~2.0%（长势正常）的种植面积为29 693.3 hm²,占冬小麦总种植面积的74%。这说明利用GF-6/WFV卫星的多个遥感光谱指标与神经网络结合建模可有效估测县域大田冬小麦叶片氮素含量。     

外源硅钝化稻田土壤重金属Cd有效性及降低稻谷Cd含量研究

【目的】利用两种外源硅肥材料开展试验,研究外源硅对土壤重金属Cd有效性以及稻谷Cd含量的影响。【方法】以硅胶（分子式mSiO2.nH2O,含量98%以上）、液体硅肥（SiO2浓度≥23%）作为外源硅肥材料,通过在重金属镉Cd超标稻田土壤施用硅胶,在水稻分蘖期、孕穗期喷施液体硅肥,研究硅钝化稻田土壤重金属Cd有效性及降低稻谷Cd含量。【结果】施用硅胶达到100kg/667m2对降低土壤有效Cd含量有极显著效果,表明稻田施用硅胶可以钝化土壤重金属Cd有效性;施用硅胶达到100kg/667m2对降低稻谷Cd含量有显著效果,施用硅胶再配合喷施液体硅肥时,对降低稻谷Cd含量有极显著效果;施用硅胶、液体硅肥对提高稻谷产量有显著作用。【结论】基施硅胶配合喷施液体硅肥,对钝化土壤重金属Cd有效性,降低稻谷Cd含量,提高稻谷产量具有显著效果。     

不同药剂对水稻细菌性条斑病的防治效果评价

为有效控制水稻细菌性条斑病病害,科学合理选用防治正安县地区水稻菌性条斑病的杀菌剂,本研究以当地主要栽培水稻品种“宜香优2115”为试验材料,测定了60%唑醚·代森联、6%春雷霉素、20%吡唑醚菌酯、40%稻瘟灵对水稻菌性条斑病防治效果及生长发育和产量的影响。结果表明:不同药剂防治下水稻细菌性条斑病病情指数和防治效果间存在差异性显著(p＜0.05),20%吡唑醚菌酯对水稻细菌性条斑病的病情指数最低和防治效果最优;较喷施清水对照处理相比,60%唑醚·代森联、6%春雷霉素、20%吡唑醚菌酯和40%稻瘟灵施用时水稻叶面积指数和干物质积累量增幅分别为10.29%、13.48%、15.17%、12.92%和15.15%、16.77%、18.92%、17.31%;20%吡唑醚菌酯施用时的水稻穗粒数和产量最高,分别为61.76穗/粒和627.75kg/亩。本研究可为遵义市正安县地区水稻生产中细菌性条斑病的防治提供理论依据和数据支撑     

利用平原水库实现地表水与地下水联合调蓄的研究——以海河流域东南段为例

海河流域东南段地下水系统调蓄潜力大,调蓄能力强,由于调蓄水源欠缺,地下水的人工调蓄研究停滞不前。研究区近年修建的大量平原水库,为地下水的人工调蓄提供了水源条件。由于单纯依靠平原水库调蓄地表水,不仅侵占大量农田,还将产生诸如水资源浪费、土壤次生盐渍化等环境地质问题。利用地下水巨大的调蓄空间和有利的调蓄途径,凭借一定的回灌工程,将平原水库蓄存的地表水回灌至地下蓄存,同时解决了地下水调蓄的水源问题和地表水调蓄空间、蒸发及其他环境地质问题,是水资源可持续利用的有效途径之一。     

食物氮含量对意大利蝗生长发育和卵巢面积的影响

为合理预测意大利蝗Calliptamus italicus的种群动态,分别用1%（对照）、4%和7%氮含量的食物饲喂意大利蝗5龄蝗蝻,测定不同氮含量食物处理后意大利蝗5龄蝗蝻的生长速率,羽化后7 d的体长、股节长、胫节长、翅长、翅宽、体重及羽化后1、7、13和19 d的卵巢面积。结果显示,4%氮含量食物处理试虫的生长速率最大,分别较1%和7%氮含量处理的增加了88.02%和109.33%;4%和7%氮含量食物处理后,意大利蝗成虫的后翅宽和体重均显著高于对照;羽化后7 d,不同氮含量食物处理的意大利蝗卵巢面积出现显著差异,羽化后19 d,4%氮含量食物处理的卵巢面积显著高于其他2个处理。表明中等氮含量（4%氮含量）适宜意大利蝗生长。     

大别山板栗片热泵干燥特性及动力学模型分析

为了研究大别山板栗片热泵干燥过程和特性,建立其干燥动力学模型,并优化干燥工艺以提高干燥后的品质,以大别山板栗为研究对象进行热泵干燥动力学研究,通过对7 种常用干燥模型线性化处理,筛选适合用来描述板栗片热泵干燥特性的数学模型,并利用试验数据与模型进行回归拟合,确定并建立最适合的数学模型。结果表明：Page 模型的预测值曲线和实测值曲线高度吻合,Page模型可用来描述板栗片热泵干燥过程中水分的变化规律。研究结果可为板栗片实际生产中的热泵干燥加工提供一定参考。     

Effects of ammonium and inorganic carbon enrichment on growth and yield of a hydroponic tomato crop

Effects of varying the proportions of NO₃^— and NH₄⁺ in the growth medium on seedling growth and tomato fruit yield (Lycopersicon esculentum L. cv. Trust F1) were investigated in greenhouse hydroponic experiments. The presence of NH₄⁺ as the sole N source (11 mM) was toxic: it curtailed growth and decreased chlorophyll content of the leaves. However, at low concentration (10 % of total N), the presence of NH₄⁺, with or without added dissolved inorganic carbon (DIC), increased vegetative growth and fruit yield by ˜ 15 %, and enhanced taste/flavor of the fruits. In DIC‐enriched treatment, pH was maintained at 5.8 by addition of KHCO₃ or as CaCO₃. The presence of NH₄⁺, at 10 % of total N, inhibited NO₃^— uptake rates by ˜ 27 %. The rates of uptake of NO₃^— and NH₄⁺ were comparable (13.3 and 14.2 mmol plant^—1 d^—1, respectively, in the presence of DIC, and 14.7 and 14.0 mmol plant^—1 d^—1, respectively, in the absence of DIC), despite such a large difference in their concentrations in the nutrient feed solution. A higher proportion of NH₄⁺ (up to 50 % of total N) had no further significant effect upon early vegetative growth, but in a long‐term experiment resulted in a high incidence of blossom end‐rot (BER) disease, thereby severely curtailing fruit yield. The presence of even 1.1 mM NH₄⁺ reduced Ca²⁺ and Mg²⁺ accumulation in the leaves as well as in fruits.     

2012年7月腾格里沙漠2次暴雨过程诊断分析

利用降水实况资料、单站地面资料、FY2E云顶亮温和NCEP、ECMWF格点资料,对2012年7月20日(7·20)、29日(7·29)腾格里沙漠发生的2次暴雨过程进行了诊断分析.结果表明:20:00局地热力环流在抬升、水汽动量辐合等方面为暴雨提供了有利条件,但它们必须得到天气系统的加强和优化,才能触发中尺度对流天气;沙漠的北边界为持续的水汽输入,南、东边界在暴雨前后由输入转为输出,西边界则由输出转输入,水汽源地在南海、孟加拉湾以及高纬地区;2次暴雨过程都在有利的大尺度环流背景和高低层天气系统相互作用下产生,垂直方向上形成抽吸结构;7·29过程前期为强不稳定层结,引发暴雨的中尺度系统是MCC,而7·20过程层结相对较稳定,观测点降水主要由中β尺度对流系统引起,这是7·29过程降雨大于7·20过程的原因.