基于恒压变流控制的变量喷雾试验研究

针对变量喷雾过程中引起压力变化的问题,为研究其中压力稳定性现象,利用PID恒压控制和PWM变流控制相结合的方法,建立了恒压变流喷雾试验台。在试验台上进行恒压控制试验、喷雾角测量和雾量分布测量试验,从而验证所搭建的恒压变流喷雾装置的恒压稳定性。结果表明:在喷雾流量发生变化时,试验装置能使喷头的喷雾角和雾量分布稳定在固定范围内。     

典型黑土区坡耕地退化程度诊断与评价

为了对黑土区坡耕地退化程度进行全面、综合、客观的诊断与评价,通过文献计量法和频度分析法对国内外耕地退化评价文献内的高频指标进行了统计分析,建立了适用于东北典型黑土区坡耕地退化程度诊断与评价的指标体系(TIS)。同时以拜泉县为研究区域,通过聚类分析建立了土壤退化程度诊断与评价最小指标集(MIS)。结果表明:(1)TIS共包括物理、化学、生物和侵蚀特征因子4类共11项指标:腐殖质层厚度、黏粒含量、有机质含量、pH值、坡度、垄坡角、沟壑密度、容重、水稳性大团聚体含量、土壤阳离子交换量和作物产量,其中前6项指标组成了MIS。(2)研究区未退化土壤占12%,轻度退化土壤占12%,中度及以上退化土壤占76%。坡度可能是影响研究区土壤退化的主要因素之一,坡度与垄坡角之间存在协同关系。此外,施用农药、化肥以及连作导致土壤酸化问题突出。     

商品大米中Cd、Pb、Cr的污染状况及健康风险评价

为了解本地商品大米中重金属的污染情况,采用微波消解法和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法,对144个大米样品进行Cd、Pb和Cr含量的检测,采用单项污染指数和内梅罗综合指数法对其污染状况和健康风险进行分析评价.结果表明,样品中Cd、Pb和Cr的超标率分别为0.69%、27.78%和34.03%.无等级大米中3种重金属的超标率高于有等级大米,但差异不显著.本土商品大米样品中Cd的含量显著高于外省样品,Pb含量差异不显著,Cr的含量显著低于外省样品.144个样品中处于安全级别的样品仅占63.89%.健康风险评价结果显示,当地居民通过食用大米实际摄入Cd和Pb的量都低于FAO/WHO推荐的每人每日的允许摄入量,不存在严重的健康风险,但却存在Cr的健康风险问题.     

Drop size dependence of soil-water contact angle in relation to the droplet geometry and line tension

The soil-water contact angle is used as a measure of the surface hydrophobicity of soils. The contact angle for particular solid–liquid combination is considered to vary with the drop size. In this paper, we focused on examining the drop size dependence of contact angle on soil surfaces compared with homogeneous solid surfaces, and determining its relation to the droplet geometry and line tension. The contact angle estimated using geometric parameters of the droplets (θ _G) showed decreasing trend with increasing drop size from 5 to 50?µL irrespective of the deformations in the droplet shape in larger drops. This was considered to be a result of the corresponding deviations of the geometric parameters of the droplets. The directly measured contact angle (θ _A) first decreased and then increased with increasing drop size from 5 to 50?µL. The drop size at lowest θ _A for hydrophobized silica sand with 1?g?kg^–1 stearic acid (SA) and the acryl surfaces was 20?µL, whereas that for hydrophobized silica sand with 5?g?kg^–1 SA and siliconed paper was 30?µL. The decrease in θ _A with increasing drop size was explained as a result of the line tension effect using the modified Young's equation. Despite the surface heterogeneity, all the surfaces tested in this study showed positive line tensions on the order of 10?µJ?m^–1. Irrespective of the heterogeneity of the surfaces, the θ _A in this experiment agreed with the modified Young's equation for drop sizes up to about 20–30?µL, where the θ _A and θ _G were also in good agreement. Drop size dependence of contact angle was independent of the level of surface hydrophobicity. The θ _A on all the examined surfaces started to increase with increasing drop size when the deformation index, I _d, exceeded 5%, where the wetting radius, R exceeded the capillary length. The increase in θ _A with increasing drop size was attributed to the deformations of water drops due to the effect of gravity.     

大气CO2和O3升高对菜地土壤酶活性和微生物量的影响

利用OTC平台和青菜盆栽实验,探索[CO2]、[O3]或[CO2+O3]升高条件下,土壤理化性质、微生物量和土壤酶活性的变化,以期获得未来大气CO2或/和O3升高对土壤微生态系统的风险性。结果表明,[CO2]升高不同程度地提高了土壤的可溶性有机碳（DOC）、可溶性有机氮（DON）、总磷（TP）、总碳（TC）、铵态氮（AN）、硝态氮（NN）含量和含水量（SWC）,进而不同程度地提高了土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）含量以及土壤蛋白酶（PRA）、蔗糖酶（SA）、脲酶（UA）、多酚氧化酶（POA）、酸性磷酸酶（APA）和中性磷酸酶（NPA）活性。相反,[O3]升高不同程度降低了土壤DOC、TP、TK、TC、TN、AN、NN、SWC、MBC和MBN含量,提高了MBC/MBN比值,在不同程度上降低了土壤PRA、SA、UA、POA、APA和NPA酶活性。而[CO2+O3]在一定程度上消减了[O3]对土壤微生物量和酶活性的抑制作用,也降低了[CO2]升高对土壤微生物量和酶活性的刺激效应。因此,土壤微生物量和土壤酶活性的变化可用于评价未来大气CO2或/和O3升高对菜地土壤微生态环境的影响。     

入射角度对气力射播小麦种粒入土参数影响的试验研究

针对稻麦轮作区黏湿土壤条件下的小麦机械化播种,为避免传统接触式小麦播种技术存在的粘附堵塞严重和作业阻力、功耗大等问题,该文采用非接触式小麦气力射播技术理论,通过自制的小麦气力射播试验台,开展整洁种床土壤条件下入射角度对气力射播小麦种粒入土参数影响的试验研究。试验结果表明:随着入射角度的增加,相同加速气压下小麦种粒的射播速度垂直分量和射播深度不断增加,小麦种粒触土后产生水平滑移和弹跳的几率变小,且各入射角度下射播深度与射播速度呈正相关关系,不同入射角度下小麦种粒呈现出不同射播深度和土壤冲击效果,小麦种粒未产生损坏情况;当入射角度≥45°和射播速度垂直分量≥25 m/s时,小麦种粒可被完全射播入土壤中且出苗率大于86%,90°入射角度下的射播效果最好。同时,为实现田间作业时小麦种粒的垂直射播入土,应使射播速度水平分量与机具作业速度相等且射播速度垂直分量≥25m/s。试验结果可为非接触式小麦射播装备的研制提供基础数据和技术支撑。     

灌区土壤盐渍化发展模拟预测与对策研究

以秦王川灌区观测和调查资料为依据,采用目前广为实用的MODFLOW地下水模拟软件,对灌区地下水动态进行了预测和分析,并对地下水质的发展趋势作出评价。灌溉实施以来,秦王川灌区地下水位逐年上升。未来10年内盐沼区面积扩大约为28 km2,并且将继续增加,地下水埋深0~2 m的面积达31.4 km2,占灌区面积的比例约为6%。未来20年地下水埋深0~2 m的面积达47 km2,占灌区面积的比例为10%左右。根据地下水位的变化特征,对控制土壤盐渍化发展的因素和对策进行了分析,提出以明沟排水为主,加大灌区下游地下水排泄能力;以渠灌为主,适度发展井灌,大力推行田间节水灌溉技术等对策。     

明渠河道紊流特性试验研究

利用室内矩形水槽，精细模拟了5个工况下的槽内水流运动，借助三维超声波多普勒测速仪（ADV）量测了不同垂线、不同测点的瞬时流速。从4个角度拟合矩形断面明渠沿垂线的流速分布，并计算了测点三维相对紊动强度和雷诺应力，分析其变化特征。试验结果表明：⑴脉动流速基本符合正态分布，纵向流速沿垂线分布大体成J型，但在近水面处有稍许降低，横、垂向流速较小，在0附近徘徊；⑵通过4种公式拟合发现，对数公式d对本试验结果拟合最好；⑶横、垂向相对紊动强度比较小，而纵向要大得多，且变化幅度也较大，纵向相对紊动强度受流量和水量影响；⑷雷诺应力垂线分布基本符合三角形分布，随着流量的减少或水量的增大，雷诺应力垂线分布平均值变小。     

低水头滴灌过滤器的研制与应用

为解决传统微灌系统中使用的各种过滤装置孔口堵塞及水头损失较大这一问题,设计了几种不同截面型式的开敞式滤网过滤器,其结构有箱式、圆柱体式及棱柱体式三种型式,并分别对其进行水力性能测试。测试结果表明：额定流量为2 m^3/h时,以圆柱体式结构的滤网过滤器水头损失为最小（7.95 cm）;额定流量为5 m^3/h时,以箱形结构的滤网过滤器水头损失为最小（16.93cm）,两者均满足水头损失在30 cm以下的要求。实践应用结果表明,优选的两种开敞式滤网过滤器具有过滤效果好、水头损失小等优点,对于减缓灌水器堵塞、延长系统寿命发挥了重要作用,是适于低水头微灌系统的一种较为理想的过滤装置。     

倾斜圆盘勺式精密排种器投种过程分析

以种子几何形状和尺寸的变化为基础，分析了倾斜圆盘勺式精密排种器的结构参数和工作参数对实际投种角的影响以及相邻两粒种子在投种过程中的时间间隔偏差，进而建立了种子在种床内粒距实际分布的数学模型。分析结果表明，种子的几何尺寸、投种轮的高度、播种机的前进速度和投种轮的直径影响投种时种子运动的速度和方向，从而导致实际粒距的变化。为保证排种器顺利投种，建立了投种口长度与排种器参数间关系和参数组合的限制条件。