轻度调亏涌泉根灌提高山地苹果产量、品质及水分利用效率

为探明陕北地区山地苹果优质高效生产的涌泉根灌灌溉模式,选择7年生山地苹果(寒富)为试材,以全生育期充分灌水为对照组CK,其灌水上、下限分别为100%Q_(f)和85%Q_(f)(Q_(f)为田间持水率).在萌芽展叶期(Ⅰ期)和果实膨大期(Ⅲ期)分别设置4个灌水水平(轻度调亏灌水DI_(L)、中度调亏灌水DI_(M1)、偏重度调亏灌水DI_(M2)和重度调亏灌水DI_(S),其灌水上、下限分别为对照组的90%,75%,60%和45%),采用完全随机区组设计,分析了陕北山地苹果光合、产量、品质和水分利用效率对调亏灌溉(regulated deficit irrigation,RDI)的响应规律.结果表明:苹果树Ⅲ期的叶片光合特性比Ⅰ期的强,且在同一物候期,与CK处理相比,DI_(L)处理的光合能力差异不具有统计学意义(P>0.05),其余处理有所减弱;与CK相比,Ⅰ-DI_(L)和Ⅲ-DI_(L)处理的产量、灌溉水利用效率和耗水利用效率差异不具有统计学意义(P>0.05),但其余处理均有所降低;其中Ⅲ-DI_(L)处理的产量最大(31358 kg/hm^(2)),其次是Ⅰ-DI_(L)处理(31239 kg/hm^(2));DI_(L)与CK处理的综合品质较优且差异不具有统计学意义(P>0.05).因此,在山地苹果萌芽展叶期轻度调亏灌水(Ⅰ-DI_(L)处理)和果实膨大期轻度调亏灌水(Ⅲ-DI_(L)处理),可提高苹果的产量和品质.

膜孔灌自由入渗条件下VG模型参数的敏感性分析

【目的】探究膜孔灌自由入渗条件下VG模型参数敏感性。【方法】基于HYDRUS-2D软件,采用单因子扰动分析方法,研究van Genuchten方程中α、n、θr对膜孔灌单点源自由入渗特性的影响。【结果】①单位膜孔面积累积入渗量与α负相关,与n正相关,θr对单位膜孔面积累积入渗量无影响。水平湿润锋运移距离与α负相关,θr对其无影响。垂直湿润锋运移距离与θr负相关,与n正相关。入渗结束时高含水率湿润体面积与θr、n正相关,n的扰动对高含水率湿润体面积影响最大。②单位膜孔面积累积入渗量的相对灵敏度随α增大而逐渐减小,α的正扰动对单位膜孔面积累积入渗量的影响程度弱于负扰动。α负扰动时,水平湿润锋运移距离的相对灵敏度随扰动幅度的增大而逐渐增大;α正扰动时,水平湿润锋运移距离的相对灵敏度随扰动幅度的增大而逐渐减小。③n负扰动时,单位膜孔面积累积入渗量与垂直湿润锋运移距离的相对灵敏度均随扰动幅度的增大呈先增加后减小的趋势;n正扰动时,单位膜孔面积累积入渗量的相对灵敏度随扰动幅度的增大呈先减小后增加再减小的趋势。【结论】n发生扰动对膜孔灌自由入渗特性影响最明显,θr发生扰动对入渗特性影响最小。

多因素影响下膜孔灌单向交汇入渗特性

为研究膜孔直径、膜孔间距、土壤初始体积含水率、入渗水头4个因素对膜孔灌单向交汇入渗特性的影响,通过室内土箱入渗试验资料来验证HYDRUS-3D模拟膜孔灌单向交汇入渗过程的可靠性,用HYDRUS-3D模拟不同膜孔直径、膜孔间距、土壤初始体积含水率、入渗水头条件下的单向交汇入渗过程,分析各因素耦合条件下单向交汇入渗规律,分别建立了各影响因素与单位膜孔面积累积入渗量、交汇时间、交汇面面积之间的经验模型.结果表明:4个因素对单位膜孔面积累积入渗量的影响程度从大到小依次为膜孔直径、土壤初始体积含水率、膜孔间距、入渗水头;对膜孔交汇入渗交汇发生时间的影响程度从大到小依次为膜孔间距、膜孔直径、土壤初始体积含水率、入渗水头;对入渗结束时交汇面湿润体面积的影响程度从大到小依次为膜孔直径、膜孔间距、土壤初始体积含水率、入渗水头.该研究结果可为确定最优膜孔灌技术要素组合提供理论依据.

夹砂层位置对膜孔灌氮肥自由入渗特性的影响

为了研究夹砂层位置对层状土膜孔灌氮肥自由入渗特性的影响,选用粉壤土和砂壤土,设置3个夹砂层位置进行膜孔灌自由入渗试验。结果表明,在夹砂层位置为距表层土5~10 cm,10~15 cm,15~20 cm的3种处理中,各处理的累积入渗量、湿润锋运移规律、湿润体内含水量、铵态氮和硝态氮分布规律均有所不同。夹砂层的位置越靠近表层,减渗效果越大,累积入渗量越小,水平方向湿润锋面运移距离越大;入渗过程可分为2个阶段,第1阶段是水分运动到土砂交界面之前,第2阶段是水分运动到土砂交界面后,利用Philip和Kostiakov入渗模型来描述累积入渗量与入渗历时之间的关系,模型拟合结果较好;层状土的土壤含水量分布具有不连续性,其铵态氮和硝态氮分布规律受夹砂层位置的影响较大。综上所述,夹砂层位置变化对膜孔灌氮肥自由入渗具有明显影响。

不同灌水技术下水氮耦合对山地苹果产量和品质及水氮利用的影响

为探究不同灌水技术下水氮耦合对山地苹果产量、品质及水氮利用的影响,采用三因素三水平正交试验,共设3种灌水技术(涌泉根灌(S)、陶瓷渗灌(P)和地表滴灌(D))、3个灌水量(高水(H_(1))、中水(H_(2))和低水(H_(3)))、3个施氮量(高氮(N_(1))、中氮(N_(2))和低氮(N_(3))),共9处理,每个处理重复3次。分析山地苹果产量及水氮利用效率对不同灌水技术下水氮调控的响应规律。结果表明:灌水技术对单果重、维生素C和果实色泽有显著影响(p<0.05),灌水量和施氮量对苹果的产量、单果重、硬度、色泽、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、维生素C、糖酸比、氮肥偏生产力和灌溉水利用效率影响显著(p<0.05)。T_(2)处理(SH_(2)N_(2))山地苹果产量(30490.02 kg/hm^(2))最大,T_(5)处理(PH_(2)N_(3))氮肥偏生产力(104.66 kg/kg)最大,T_(9)处理(DH_(3)N_(2))灌溉水分利用效率(70.81 kg/m^(3))最高。主成分分析表明,不同灌水技术下水氮耦合的最优模式为涌泉根灌、中等灌水量(65%~80%θ_(f))、中等施氮量(400 kg/hm^(2))组合(T_(2))。研究结果可为陕北山地苹果的水氮管理提供科学的理论依据及技术支撑。

幼果期调亏对不同覆膜柑橘产量品质及水分利用效率的影响

调亏灌溉具有节水保肥、提质增效等特点,该研究尝试在调亏灌溉基础上引入地表覆膜技术,利用覆膜的保水控水作用,解决水分亏缺带来的土壤水分不足及后期减产问题。以鄂西地区树龄10 a的柑橘树(红肉脐橙,枳砧)为研究对象,探究覆膜条件下水分亏缺对柑橘品质、产量及水分利用效率(water use efficiency, WUE)的影响。试验于2019-2021年在幼果期设置轻度(L:80%~90%田间持水量)、中度(M:70%~80%田间持水量)、重度(S:60%~70%田间持水量)3个程度水分亏缺水平,另设置A(日本透湿性膜)、B(杜邦特卫强膜)、C(中国银黑双色膜)和不覆膜4个覆盖水平,以不覆膜充分灌溉为对照进行试验。结果表明:水分亏缺和覆膜均可显著改善柑橘果实品质(P<0.05),其中M-A和M-B处理是提高柑橘品质的最优处理。水分亏缺和覆膜对产量及WUE的影响也达到显著水平,两者均能有效提高WUE,L和M处理均显著增加了柑橘产量,而S处理显著减小了柑橘产量,且两者的交互作用对产量及WUE影响也显著,其中M-A和M-B处理的产量和WUE均达到最高水平,2019、2020、2021年M-A和M-B处理的产量分别为44 793.6、45 325.1、43 126.8 kg/hm^(2) 和44 870.5、44 727.7、41 783.5 kg/hm^(2),WUE分别为7.31、7.68、7.08 kg/m^(3) 和7.47、7.47、6.89 kg/m^(3)。因此,最优处理为柑橘品质、产量和WUE均达到较高水平的M-A和M-B。该研究可为鄂西地区柑橘产业的灌溉管理和提质增效提供理论依据。

浑水灌溉和有机肥对土壤水分运移、蒸发及淋溶的影响

为揭示浑水含沙率和有机肥对土壤水分入渗和淋溶损失的影响,该研究采用室内一维土柱入渗装置,研究4个浑水含沙率水平(0、4%、8%、12%)和4个生物有机肥施肥水平(0、2250、4500、6750 kg/hm^(2))对土壤水分运移、蒸发特性及淋溶损失的影响。结果表明:随着浑水含沙率和施肥水平的增大,相同时间内湿润锋运移距离和累积入渗量逐渐降低,且湿润锋运移距离与入渗时间符合幂函数关系。Kostiakov入渗模型可描述浑水灌溉和施肥条件下的土壤水分入渗变化过程(R^(2)>0.9),随着浑水含沙率和施肥水平的逐渐增大,入渗系数逐渐减小,而入渗指数逐渐增大。浑水灌溉和施肥条件下的累积蒸发量与蒸发时间符合Black和Rose蒸发模型(R^(2)>0.9),且Black模型的精度比Rose高。与清水入渗相比,浑水入渗可提高土壤中的电导率、有机质含量、淋溶液中的电导率和总溶解性固体物质,同时降低累积蒸发量、土壤的含水率、pH值和累积淋溶液体积。与不施肥相比,施有机肥能减少土壤水分的蒸发,同时还能降低累积淋溶液体积以及淋溶液中的电导率和总溶解性固体物质,增加土壤中的有机质含量和电导率。该研究结果可为浑水灌溉高效利用和合理施用有机肥量提供科学参考。

泥沙颗粒级配组成对浑水波涌灌间歇入渗特性的影响研究

【目的】利用浑水波涌灌提高浑水灌溉地区水资源利用率,促进农业发展。【方法】在现有浑水波涌灌技术研究基础上,针对我国北方缺水现状及黄河流域河流泥沙量高等特点,通过浑水波涌灌间歇入渗试验,以清水间歇入渗为对照,设置4种不同浑水含沙率(3%、6%、9%、12%)以及4种不同颗粒级配组成(A、B、C、D)的浑水,共计14组试验,研究浑水波涌灌间歇入渗能力、浑水入渗减渗率等指标随入渗时间的变化规律。【结果】浑水波涌灌间歇入渗累积入渗量与入渗所需时间均符合Philip和Kostiakov入渗模型;在Kostiakov模型各拟合结果中,随着周期数的增加,拟合系数K和拟合指数α则均由大变小;在Philip入渗模型中,随着周期数的增加,拟合系数S与拟合系数A均由大变小。【结论】与清水间歇入渗相比较,浑水泥沙的物理黏性颗粒量越大,相应入渗深度呈负相关关系,相同深度下,物理黏性颗粒量越大,土壤含水率越小。

土表致密层形成下肥液膜孔灌入渗土壤水氮分布

为研究地表致密层形成条件下肥液膜孔灌入渗土壤水氮分布特性,进行了两阶段的室内膜孔灌入渗试验,在试验第一阶段浑水入渗形成致密层的情况下,设置4个肥液(硝酸铵钙)质量浓度水平(0,200,500及800 mg/L)进行第二阶段入渗,研究了单位膜孔面积累积入渗量、土壤湿润体含水率、硝态氮、铵态氮质量比分布及其分布变化特性.肥液可以促进土壤水分入渗,改进的Kostiakov模型和改进的Philip模型可以很好地表示单位膜孔面积累积入渗量与入渗时间之间的关系(R^(2)>0.95),并得到含有肥液浓度参数的单位膜孔面积累积入渗量和入渗时间的经验模型.湿润体高质量含水率面体积(θ>28%)随肥液质量浓度增大而增大,且在膜孔中心附近区域质量含水率最高,但肥液对沿膜孔表层土壤径向方向的质量含水率分布影响程度不大,肥液质量浓度越大,土壤湿润体中硝态氮、铵态氮质量比越大,湿润体中硝态氮分布与湿润体质量含水量分布相似,都呈土壤上层质量比较高的情况,湿润体中铵态氮质量比随入渗距离增加,呈现逐渐下降的趋势.

景电一期灌区沟道退水滞后性

为揭示干旱区引黄灌区沟道退水滞后性规律,根据景电灌区沟道退水监测资料,采用交叉相关系数法和数据平移法确定灌区退水滞后时间,分析退水时空变化规律及其影响因素.研究表明,各退水口的年退水量差异不大,多年平均退水量约为4 622.3万m3,占灌溉引水量的31%.不同退水口之间的退水量差异较大,其中响水村占总退水的67.0%,五佛乡占总退水的30.6%,二期总一泵占总退水的2.0%.景电灌区不同退水口月退水量的主要影响因素为退水口控制面积和退水滞后时间,影响退水滞后时间的因素包括引水、降水、退水路径长度和人工开挖排水渠等.不同退水口的退水滞后时间在1~5个月,响水村退水滞后性较五佛乡和二期总一泵强,由灌溉和引水引起的退水滞后性有所差异.研究结果所揭示的景电灌区退水滞后效应及其影响因素,可为灌区水资源合理配置与精准调控提供理论支撑.

浑水特性对膜孔灌土壤颗粒组成及分形特征的影响

为探明浑水灌溉条件下泥沙对土壤结构的影响,通过浑水膜孔灌自由入渗室内试验,设置4种典型泥沙颗粒级配组成(以粒径小于0.01 mm的物理性黏粒含量d_(0.01)量化,9.87%、20.48%、28.68%、37.39%)和2种浑水含沙率(3%、12%),共8个处理,研究浑水特性对膜孔灌土壤颗粒组成及其分形特征的影响。结果表明:浑水特性对膜孔灌土壤颗粒组成影响较大,落淤层土壤细颗粒相对含量均低于浑水泥沙,其随着浑水含沙率和d_(0.01)的增加而增加;滞留层土壤颗粒组成与落淤层相反,细颗粒相对含量均高于原土壤,其随着浑水含沙率和d_(0.01)的增加而显著增加;浑水含沙率和d_(0.01)两者的交互作用对滞留层各深度的土壤黏粒和砂粒相对含量影响也均显著。滞留层土壤颗粒分形维数均大于原土壤的分形维数,在0~2 cm范围两者差异最大,随着入渗土层深度的增大,土壤分形维数增加越少;相同土层深度,分形维数随着浑水含沙率和d_(0.01)的增加而增大。

多因素作用下浑水入渗对土壤导水特性的影响

浑水土壤入渗具有复杂的上边界变化过程,其上边界导水能力的变化规律是研究浑水土壤入渗特性的重要基础。为研究浑水入渗形成致密层过程中导水率的变化情况,该研究进行了17组(9组正交试验处理,8组用于模型验证)浑水饱和土柱入渗试验,通过对试验结果进行多元回归构建多因素(浑水含沙率、黏粒含量及入渗时间)影响下砂土导水率动态模型;并结合浑水饱和土柱入渗特性进行合理假设,分别建立浑水砂壤土和粉壤土饱和土柱导水率动态模型并进行验证。结果表明:浑水含沙率、黏粒含量及入渗时间对砂土导水率影响极显著(P<0.01),入渗时间为砂土影响导水率变化的主要因素,其次为含沙率和黏粒含量;建立的砂土导水率动态模型决定系数为0.853,均方根误差为0.004 cm/min,表明该模型可客观反映各因素与导水率之间的关系;模型验证试验结果中均方根误差小于0.01 cm/min,相对误差绝对值均值小于7%,说明该导水率动态模型可靠性较高;砂壤土和粉壤土导水率动态模型决定系数分别为0.912和0.930,均方根误差分别为2×10^(−3)和5×10^(−5) cm/min;模型验证中均方根误差小于0.01 cm/min,相对误差绝对值小于17%,表明模型计算值与实测值的一致性较好。研究结果有助于揭示浑水土壤入渗规律,为进一步探明浑水入渗过程及致密层阻渗机理提供理论依据。

“双碳”目标驱动下全域土地综合整治发展浅谈

本文以全域土地综合整治为研究重点,分析了“双碳”目标下我国全域土地综合整治的发展机遇和实施路径。全域土地综合整治目的在于优化生产、生活、生态空间格局,促进耕地保护和土地集约节约利用,解决一二三产融合发展用地问题,改善农村人居环境,助推乡村振兴。在“双碳”目标驱动下,如何更好的把握住这个锲机,解决全域土地综合整治过程中的整治动力不足、资金保障困难等问题,以及怎样开展全域土地综合整治才能刚好的促进“双碳”目标的实现,是当下较为值得研究的话题,二者是相互依存、相互促进的关系。同时,因为二者涉及的领域多、范围广,考核评估难度较大,加之开展实施尚处于探索、起步阶段,各类技术标准体系还不完备,在未来一定时期内是需要加紧解决的一个关键问题。

基于改进熵权-G1-博弈论法的灌区运行状况综合评价

为了体现各指标对灌区评估的重要性,对各指标赋予不同的权重来体现其重要性的差别,而且综合评价结果的准确性也取决于指标权重赋值的合理性.运用G1法对评估指标进行主观赋权,采用改进熵权法对指标进行客观赋权,这样既满足所得权重的客观性,也能保证评估结果具有一定的解释性,然后采用博弈论的综合赋权法综合主观和客观权重,从而得到各指标的综合权重.运用确定的综合权重以改进线性模型对陕西省大型自流渠灌区洛惠渠进行实例验证,计算结果与可拓评价法结果基本一致,随着时间的推移,洛惠渠灌区评价级别从中等逐渐变为良好,运行状况越来越好,这符合洛惠渠灌区的发展实际.

涌泉根灌肥液入渗水氮运移特性研究

为了提高涌泉根灌模式下水肥利用率,减少氮肥流失与深层渗漏,通过涌泉根灌肥液入渗田间试验,研究了不同肥液质量浓度涌泉根灌入渗湿润体及其水氮运移特性,揭示了涌泉根灌土壤入渗量和湿润锋运移距离随肥液质量浓度的变化关系;建立了不同肥液质量浓度涌泉根灌入渗量和湿润锋运移经验模型;分析了入渗湿润深度范围内肥液质量浓度分别对土壤NO-3-N和NH+4-N含量分布特性的影响。结果表明:肥液质量浓度增大,单位面积累计入渗量随入渗时间增加而增大,并且入渗量和湿润锋运移距离均与入渗时间呈极显著幂函数关系,决定系数分别达到0.98和0.96,均大于临界相关系数rα(0.605 5);入渗再分布阶段,肥液质量浓度41.7 g/L能更好地保证枣树根系水分的吸收,而不同肥液质量浓度对土壤氮素转化率影响有所不同,硝态氮转化率基本不明显,而肥液质量浓度为33.3 g/L时铵态氮转化率最高。

土壤容重对涌泉根灌土壤水氮运移特性的影响

在室内通过人工配置不同水平土壤容重(1.35、1.40、1.45、1.50 g/cm^3),用土箱进行水肥入渗模拟试验,研究土壤容重对累积入渗量、湿润锋运移、土壤水分以及铵态氮和硝态氮运移的影响,建立以土壤容重和入渗时间为自变量,累积入渗量和各向湿润锋运移距离为因变量的经验模型。结果表明:土壤容重对累积入渗量、各向湿润锋运移距离及湿润体内水分和氮素的分布、转化均具有较为显著的影响。随着土壤容重的减小,累积入渗量、湿润锋运移距离、湿润体内水分、铵态氮及硝态氮含量均呈增大趋势。入渗系数K随着土壤容重的增大而减小,入渗指数α随着土壤容重的增大而增大;在同一时刻,湿润体内铵态氮和硝态氮含量的平均值、变化量及转化率均随着土壤容重的增大而增大。距离灌水器越近,铵态氮、硝态氮含量越高;湿润体内铵态氮分布主要集中在灌水器附近,随着再分布进行,湿润体内铵态氮含量、转化率逐渐减小,转化量逐渐增加。灌水结束、再分布3、5、10、15、20 d条件下,以灌水结束时刻为基准,铵态氮含量降幅依次为2.34%、11.41%、34.22%、59.06%和73.75%。湿润体内硝态氮分布区域与水分分布相似,随着再分布进行,湿润体内硝态氮含量、转化量逐渐增大,再分布15 d达到最大值;而转化率呈现出先增大后减小的趋势,再分布10 d转化率达到最大值。灌水结束、再分布3、5、10、15、20 d条件下,以灌水结束时刻为基准,湿润体内硝态氮含量依次增加0.76%、60.12%、156.95%、204.68%和180.51%。土壤容重对涌泉根灌土壤水分和氮素运移、分布及其转化的影响均较为显著。

膜孔灌单点源入渗特性与数学模型研究

通过室内膜孔单点源入渗试验,分析了膜孔灌单点源入渗单位面积侧渗量与一维垂直入渗量的变化规律,研究了膜孔灌单点源入渗单位面积侧渗量与入渗时间、膜孔直径之间的关系,建立了包含垂直一维入渗量和侧渗量的两个具有明确物理意义的膜孔单点源入渗模型,只需知道垂直一维入渗参数、膜孔直径和入渗时间,即可用于膜孔单点源入渗量的计算。实例验证结果表明,两个模型计算精度高,应用方便,均为计算膜孔单点入渗量的有效模型。

纤维增强铝基复合材料及其应用

纤维增强铝基复合材料由于具备各种特殊性能或优良的综合性能,越来越受到人们的重视。讨论了纤维增强铝 基复合材料的主要组成部分——作为增强剂的纤维,并列举了若干典型纤维增强铝基复合材料的性能,以及纤维增强铝基 复合材料应用实例。

充分供水条件下点源入渗特性及其影响因素

通过大量充分供水点源入渗试验资料，分析了充分供水条件下点源入渗特性及其影响因素，研究了点源面积、土壤质地、土壤初始含水量及容重等因素对点源入渗的影响，在此基础上，探讨了充分供水单点源入渗的湿润体形状及其湿润锋运移规律。这些研究成果为进一步研究点源入渗和膜上灌技术奠定了基础。

膜孔灌单向交汇入渗湿润体特性影响因素研究

通过大量膜孔单向交汇入渗试验资料,分析了膜孔单向交汇入渗湿润体特性的主要影响因素,研究了膜孔直径、间距、土壤容重、土壤质地和土壤初始含水率对膜孔单向交汇入渗的影响,结果表明各因素对膜孔单向交汇入渗湿润体特性均有明显的影响。这些研究成果为进一步研究膜孔单向交汇入渗规律和膜孔灌技术奠定了基础。