海子水库灌区节水型灌溉制度的制定

本文介绍了中日双方专家团在海子水库灌区现场调查中,实测土壤水分特征值的方法,土壤水分曲线的制定和应用,负压计观测值的应用,计算节水型灌溉用水量和灌水间隔日数的方法,并用节水型频繁灌溉法制定了各作物的节水型灌溉制度,用这种方法制定的节水型灌溉制度要比我国过去用的常规法节水40%以上。     

“上膜下秸”措施对温室土壤水热盐调控试验研究

为了明确温室生产中不同耕作措施的水热盐调控效果,采用温室小区试验方法,以翻耕(CK)、翻耕结合地表覆盖地膜(M)、翻耕结合秸秆深埋(J)为对照,研究了翻耕结合地表覆盖地膜结合秸秆深埋(J+M)措施对温室土壤水热盐动态变化的影响。结果表明,与M、J及CK处理相比,J+M处理全生育期平均土壤含水率可分别提高8.96%、5.45%、14.32%,土壤温度分别提高3.35%、5.21%及8.32%,土壤全盐量分别降低24.44%、19.65%、26.64%,这一结果可为宁夏温室种植实施地膜覆盖与秸秆深埋改良措施提供参考。     

不同节水灌溉技术的节水机理试验研究

根据甘肃省特殊自然地理条件，对于喷灌、滴灌、渗灌及波涌灌几种方式下，小麦和玉米两种作物的灌溉节水机理进行了对比试验研究，分析了不同节水灌溉方式下这两种作物的节水性和生育动态。试验结果表明，在降雨、灌溉水量和前期土壤特性一定的情况下，在喷灌、滴灌、渗灌及波涌灌几种节水灌溉技术中，渗灌的节水性最好，依次为滴灌、喷灌、波涌灌。小麦和玉米在渗灌条件下产量比滴灌、喷灌和波涌灌都高，小麦渗灌产量比滴灌增加7．6％，比喷灌增加13．1％，比波涌灌增加22．4％。玉米渗灌产量比滴灌增加1．3％．比喷道增加6．3％。     

基于铱星通信技术的土壤墒情远程监测网络研究

为了实现野外偏远、无GPRS信号地区土壤墒情、温度及降雨量的远程无线实时监测,设计了一套由土壤墒情及相关影响信息实时采集系统、铱星通信以及互联网技术构成的"物联网"架构式土壤墒情实时监测系统,围绕铱星SBD(Short burst data)终端模块9602开发了具有独立知识产权的数据采集系统。该系统实现了智能化、网络化的土壤墒情实时监测,以及历史数据的查询、下载,根据设定阈值进行短信报警、传感器和通信故障报警等功能。该系统自2011年8月在山东省、北京市等地运行以来,可以安全、稳定、可靠地获取监测土壤含水率、温度及降雨量信息。通过试验可知铱星通信在空旷地带成功率为97.2%,单个节点通信费用为每月200元(12 000字节),达到了对土壤墒情、温度和降雨量变化规律进行长期监测的目的。     

积雪覆盖下土壤热状况及其对气象因素的响应研究

为研究季节性冻土区在积雪覆盖条件下,土壤温度变化趋势及气象因素对土壤热状况的影响,以野外实测试验数据(2013年11月8日—2014年4月28日)为基础,分析裸地、自然降雪、积雪压实和积雪加厚覆盖条件下5、10、20、40、60、100、140 cm深度土壤温度变化特征,采用灰色关联度分析的方法筛选出影响土壤热状况的主要气象因素,进而统计土壤温度与气象因素之间的相关关系。结果表明:积雪的存在阻碍了环境与土壤之间的能量交换,引起土壤温度和土壤冻融过程的差异;随着积雪覆盖深度的增加,土壤的冻融日期会出现延迟现象,土壤温度相对稳定在较高水平,并且地、气之间温差增大;冻融过程中土壤温度变化的主要影响因素为环境温度,积雪覆盖使得气象因素与土壤温度的关联度减弱。     

CO 2与土壤水分交互作用的番茄光合速率预测模型

为了实现不同土壤水分管理下的CO 2气肥精细控制,建立了番茄作物不同生长阶段的光合速率预测模型。实验设置了4个CO 2浓度与3个土壤水分条件的交互处理,利用无线传感器网络长期实时监测温室内环境信息,采用LI-6400XT型光合速率仪定时采集作物净光合速率信息;并用BP神经网络分别建立了番茄苗期、花期和果期的光合速率预测模型。预测模型的验证结果表明,对于苗期预测模型,预测值与实测值之间的决定系数 R 2为0.925;花期预测模型的决定系数 R 2为0.920,果期预测模型的决定系数 R 2为0.958;番茄各生长期的光合速率预测模型均具有较高的预测精度。在不同土壤水分条件下改变CO 2浓度,得到的CO 2浓度与光合速率预测曲线与实测值相近,可反映实际土壤水分管理下的CO 2浓度最优值,对指导不同土壤水分条件下CO 2气肥的精细调控具有重要意义。     

基于冠层温度和土壤墒情的实时监测与灌溉决策系统

设计了一个可以在线连续监测田间作物冠层温度、环境信息和土壤墒情的实时灌溉决策系统,并将其安装于农田进行了1 a实际运行和观测。系统采用太阳能供电和微处理器进行数据采集和管理,为野外的实际应用提供了保障。系统配置了红外温度、空气温/湿度、土壤水分/水势等传感器,能够及时采集田间全面的同步数据,排除了异地观测所形成的数据误差。采用悬臂式多点采集下垫面红外温度检测方法,可以快速采集更多和更高精度的数据,避免单点测量的人为误差。系统配备的快速锁紧装置,能够根据下垫面作物的生长情况进行传感器位置高度调节,使检测数据更符合田间实际情况。通过运行管理和监测数据分析可见,所监测数据能够很精细的刻画田间作物实际生长状况,可以用于灌区综合灌溉决策,实现田间精量灌溉管理和控制,为灌溉管理的精量化和智能化提供数据支持。     

加强田间土壤水分管理 提高水利用效率

通过监测土壤墒情,严格按照墒情在关键时刻浇水;控制和减少灌水次数,以减少棵间蒸发;充分利用土壤水调节作用使灌溉水得到有效利用,以达到节水的目的。     

管针式土壤含水率探头设计与影响因素分析

为了给基于频域反射法测量土壤质量含水率提供一种方法,设计了一种由圆管和探针组成的管针式土壤质量含水率测量探头。以杨凌地区的塿土为对象,分析了所设计探头间接测量土壤容重的误差;在信号源频率为50、100、150、300、500 MHz下,研究了土壤质量含水率(2.58%~21.43%)、土壤容重(0.80~1.30 g/cm3)和温度(10~50℃)对探针上的电压与信号源输出电压的比值(信号电压比)的影响;建立了信号电压比与土壤温度、容重和质量含水率之间的三元二次方程,分析了模型预测土壤含水率的可行性。结果表明:管针式探头间接测量土壤容重的绝对误差为-0.129~0.016 g/cm3;含水率、容重和温度均影响信号电压比,50、100、150 MHz下含水率对信号电压比影响较显著。在0.01的显著水平上,150 MHz下所建模型较优,其决定系数R2为0.849 6;对该模型的检验结果说明,计算的信号电压比与实际电压比的绝对误差为-0.166~0.159。基于该模型计算的土壤含水率与实际含水率的绝对误差为-3.440%~4.039%。     

农作物高产的适宜土壤水分指标研究

依据大量的实测试验资料，论证了土壤水分对小麦、玉米、棉花生长发育的影响及不同土壤水分与作物产量的关系，分析确定了三种作物高产的适宜土壤水分上、下限指标，为实现高产及节水灌溉提供了依据。