赵经华，王长新，李双喜，石铁玉，庞毅

文章介绍用VB编写的一个泄洪风险分析软件。其特点是具有可视化界面，易修改。可对不同的泄洪洞进行繁琐计算。

基于熵权-模糊综合评价法的无人机多光谱春玉米长势监测模型研究

为实现春玉米长势的快速监测,实时掌握田间作物的生长状况,本文以新疆维吾尔自治区克拉玛依地区种植的春玉米作为研究对象,利用无人机多光谱影像对春玉米进行长势监测。基于地面采集的春玉米叶片叶绿素含量、叶面积指数、地上部生物量和株高等数据,结合熵权法(EWM)和模糊综合评价法(FCE)建立综合长势指标CGMI_(EWM)和CGMI_(FCE)。通过无人机遥感影像数据构建光谱指数,并利用皮尔逊相关性分析法和方差膨胀因子确定模型最佳输入变量。采用偏最小二乘法(PLS)、随机森林回归(RF)及粒子群算法(PSO)优化RF模型建立春玉米长势反演模型,结合模型精度评价指标,最终确定春玉米空间影像长势分布图。结果表明,以CGMI_(EWM)和CGMI_(FCE)构建综合长势指标的相关性均高于单一长势指标的相关性;利用CGMI_(FCE)长势指标结合PSO-RF模型反演春玉米长势的效果最优,其决定系数(R^(2))为0.823,均方根误差(RMSE)为0.084%,相对分析误差(RPD)为2.345;研究区春玉米长势集中在生长正常(ZZ)等级,说明全区春玉米长势较为稳定。研究结果可为春玉米的田间管理提供科学依据。

不同灌水处理对春玉米土壤水分、耗水特征及产量的影响

【目的】探究不同灌水定额对春玉米全生育期耗水特征及产量的影响,优化克拉玛依地区春玉米节水灌溉制度,以提高当地水分利用效率。【方法】于2021年5—9月在克拉玛依农业综合开发区开展春玉米田间试验,设置6个灌水处理W1(225 m^(3)/hm^(2))、W2(300 m^(3)/hm^(2))、W3(375 m^(3)/hm^(2))、W4(450 m^(3)/hm^(2))、W5(525 m^(3)/hm^(2))、W6(600 m^(3)/hm^(2)),探究不同灌水定额对春玉米耗水特征及产量的影响。【结果】①各生育期不同灌水处理0~100 cm土层土壤含水率随土层深度增加呈“增-减-增”的变化趋势。W5处理在喇叭口期、抽雄散粉期、乳熟期、完熟期较W1、W2、W3、W4、W6处理0~100 cm土层土壤贮水量平均增加了2.35%~9.11%、0.21%~4.37%、0.39%~1.79%、0.60%~4.48%。②完熟期W5处理百粒质量显著高于W1处理和W2处理,但与W3、W4、W6处理无显著性差异。W5处理穗粒数较其他处理显著提高10.49%~36.01%,穗长较其他处理显著提高8.31%~27.12%。③综合评判模型计算得出W5处理(525 m3/hm^(2))综合评价指数最高。【结论】因此,全生育期灌水10次,灌水定额为525 m3/hm^(2)是克拉玛依地区最优灌水处理。

基于产量品质及水肥利用率的核桃水肥耦合方案优化

针对干旱区核桃水肥利用效率低及高效水肥制度不明晰的问题,以新疆阿克苏地区核桃树为研究对象,以核桃提质增效为目标,研究水肥耦合条件下对滴灌核桃的生理生长指标、果实品质、产量的影响。为了更精准地预测水肥制度,以灌水量(225 m^(3)·hm^(-2),W1;300 m^(3)·hm^(-2),W2;375 m^(3)·hm^(-2),W3)、施肥量(常规施肥量0.5倍(236.93 kg·hm^(-2)),F1;常规施肥量(473.85 kg·hm^(-2)),F2;常规施肥量2倍(947.7 kg·hm^(-2)),F3)为试验因素,通过建立关于核桃的果实品质、产量、水分利用效率和肥料偏生产率的二元二次回归模型,并采用二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对该回归模型进行验证求解,从而模拟出最优水肥制度。结果表明:灌水量和施肥量两因子及其耦合效应对核桃的生长指标均有显著影响,核桃的果实品质、产量和水肥利用率随着灌水量和施肥量的增加呈现先增加后减小的趋势,在各处理情况下,W2F2处理为最优的灌溉施肥处理。通过NSGA-Ⅱ模拟出的最优水肥制度为灌水量和施肥量分别是336.93 m^(3)·hm^(-2)和715.21 kg·hm^(-2)。最终对应的蛋白质含量、产量、水分利用效率和肥料偏生产率分别是21.36%、2971.66 kg·hm^(-2)、8.76 kg·mm^(-1)·hm^(-2)和1.02。

基于apriori算法对盆栽春小麦生理指标及产量的分析

【目的】研究土壤、残膜、灌溉制度等因素对新疆北疆春小麦的生长发育及产量的影响。【方法】试验采用盆栽试验,运用正交试验设计,选取土壤质地、灌溉方式、灌水定额、灌水次数、土壤地膜残留量5因素,各因素设置4水平,研究不同试验因素组合下春小麦株高、叶绿素含量、有效穗数、穗粒数、产量、水分利用效率和土壤含水率各指标的差异及变化;利用apriori算法分析小麦各生理指标间的关联性。【结果】全生育期内不同处理下小麦株高变化趋势基本一致,对小麦株高影响较大的因素为灌溉制度;小麦全生育期内叶绿素值整体上呈现单峰变化趋势,适当提高土壤肥力可以增产;土壤含水率与土壤质地和灌水量有明显的相关性。在灌浆期适度增加灌水能够提高小麦叶片光合速率,达到增产效果;灌水次数以及灌溉方式对小麦产量及产量构成因素有显著性影响,渗灌的增产效果表现突出。最高耗水量和最大穗粒数,最大有效穗数,最大株高具有强相关性;最高耗水量与最低干物质重、最低SPAD值有强关联性;最高株高与最低SPAD值呈强相关性。【结论】土壤质地为粘壤土,灌水方式为渗灌,灌水700 kg/hm^(2),地膜残留量为0时春小麦产量最高,能够达到71.56 g/盆;灌水定额700 kg/hm^(2)与最高耗水量和最大株高、最低SPAD值、最大有效穗数、最大穗粒数具有强相关性。过高的灌水量和耗水量会导致株高过高,SPAD值小。

基于BP神经网络与模糊控制的小麦灌溉系统

为了提高农业用水的利用效率,实现新疆灌区精准灌溉,在新疆阿勒泰地区福海县阔克阿尕什乡浑沃尔海,根据春小麦的生长环境和各生育时期需水量,设计了基于BP神经网络与模糊控制的小麦灌溉系统。该系统通过田间微型气象站监测、麦田传输数据,利用BP神经网络预测出小麦需水量;以需水量和土壤实际湿度的差值和差值变化率作为模糊系统的输入量,灌溉时间作为输出量。将2017年人工灌溉数据与灌溉控制系统相结合利用PYTHON做对比试验,检验灌溉系统优化的效果。结果表明,BP神经网络对春小麦需水量的预测效果较好,验证集决定系数R^(2)为0.854,相对分析误差RPD为2.014,预测结果满足春小麦实际需水标准。模糊控制系统相比于传统控制系统不会出现较大的超调量,有更好的稳定性。BP神经网络与模糊控制灌溉系统比人工灌溉节水约23.9%,说明该灌溉系统能够提高水资源的利用率,对实现精细化农业有着重要的参考意义。

基于Meta法定量分析亏缺灌溉作物产量及水分利用效率

【目的】综合分析亏缺灌溉对我国北方地区主要作物产量和水分利用效率的影响。【方法】应用Meta分析法,定量分析亏缺灌溉后作物产量和水分利用效率的变化,通过亚组分析不同区域、作物、降水量及灌溉方式下的变化。【结果】亏缺灌溉显著降低了我国北方地区作物产量,平均减产率6.66%,东北地区平均减产率最为显著,达9.43%;显著提高了作物水分利用效率,平均提升率10.59%,西北地区水分利用效率提升最为显著,达到12.70%,而东北地区水分利用效率无显著提升;小麦、玉米和棉花均显著减产,棉花减产率最高为10.67%;水分利用效率均显著提升,棉花水分利用效率提升率最高,达到了15.63%;在不同降水量区间存在显著减产效应,200~400 mm区间内减产10.74%,而在此区间内水分利用效率并无显著提升;传统地面灌、滴灌和膜下滴灌下产量均显著降低,滴灌减产率最高为8.93%,水分利用效率均显著提升,滴灌下WUE提升率最高为15.95%。【结论】亏缺灌溉可显著提升作物水分利用效率,显著降低作物产量,但在不同种植区域、作物种类、气候条件和灌溉方式下作用效果各不相同。

调亏灌溉对滴灌核桃树根系空间分布特征的影响

【目的】分析小于2 mm的根系滴灌核桃有效吸水根系分布特性,建立有效根长密度函数,研究不同调亏灌溉对核桃树根系空间分布特性,为滴灌核桃精准调亏灌溉提供理论依据。【方法】以14年生温185核桃树为试材,采用30 cm×20 cm×20 cm的分段分层法,取样分析有效吸水根系(d<2 mm)分布特征,研究调亏灌溉对滴灌核桃树有效根系空间分布的影响。【结果】在不同调亏灌溉处理中,W_(0)、W_(3)、W_(4)的核桃树有效总根长分布总体变化趋势表现为单峰曲线,且各个调亏处理在20~40 cm有效总根长最大,分别为50959、74067、55678 cm。不同处理下垂直方向根长密度一维符合指数分布,且水平方向根长密度符合多项式分布。W_(0)、W_(3)、W_(4)各处理有效根长均表现出土层深度在20~40 cm,在距离核桃树行向30~60 cm处最大,分别为11794、22753、14119 cm。【结论】不同调亏灌溉处理下,滴灌核桃树根系有效生长密度表现为W_(3)>W_(4)>W_(0),调亏滴灌灌溉模式使核桃吸水根系更靠近地表生长。

不同微灌灌水技术下成龄核桃耗水规律的研究

采用水量平衡原理,通过大田小区试验与理论分析,对10年生核桃耗水规律进行了研究。得出了不同生育期不同灌水技术下成龄核桃全生育期的耗水规律,从耗水角度研究发现,微灌条件下成龄核桃全生育期日均耗水量的变化与地面灌的单峰曲线不同,呈双峰曲线,峰值分别出现在6月10日及8月20日左右;微灌各处理的累积耗水量在585.6~840.3 mm间变化,较地面灌处理核桃的累积耗水量993.3 mm减少15.4%~41.0%;微灌各处理核桃产量在4 204.5~5 743.5 kg/hm2间变化,地面灌的产量为5 550 kg/hm2;水分生产效率微灌较地面灌高3.5%~28.6%,建议核桃微灌采用环灌和3管布置。

对农业水利工程专业本科毕业设计选题模式的研究

毕业设计是高校实践教学的重要环节之一。按照教学评估指标要求,结合新疆地域特点对农业水利工程专业毕业设计选题的性质、难度、份量、综合训练等要求逐一作了讨论、分析,同时对毕业设计的质量管理模式进行了探讨。认为采用目前较受水利基层欢迎的＂灌区灌溉排水工程规划设计＂作为毕业设计题目是可行的。

新型农业经营主体对昌吉州农业产业化经济效应的影响研究

为缩小新疆南北疆地区农业产业化发展差异,提高新疆农业产业化发展水平,研究新型农业经营主体对农业产业化经济效应影响具有重要现实意义。本研究以新疆昌吉州奇台县为例,基于统计年鉴和实地调研数据,利用灰色关联度、层次分析法和改进加权秩和比综合评价法,分析新型农业经营主体对当地农业产业化经济效应的影响。研究结果表明:(1)灌溉水分生产率、劳动力生产率、产业链环节个数和土地生产率对农业产业化经济效应有重要影响,影响权重分别是0.1740、0.1649、0.1136和0.0916;(2)农民合作社能够提高水资源利用率,使得滴灌水利用率达90%以上,节约劳动力成本20%,减少化肥投入成本10%;(3)本研究提出的农业产业化经济效应评价体系能够客观评价新型农业经营主体经济效应水平,评价结果显示,相比专业大户和家庭农场,农民合作社在提高农业产业化经济效应方面具有重要作用。基于此,为提高新疆农业现代化整体水平,加强农民合作社建设,推广完善农民合作社管理体系对提高新疆农业产业化经济效应具有重要意义。

阿拉山口输水管道消能井结构试验研究

为确保阿拉山口供水与生态建设工程安全运行,减少管道承压程度并降低管材成本,在输水管道工程沿线压力较大处设置了消能井,经过试验在满足一定压力和流量的情况下,确定了消能井的结构尺寸,达到了既消能、溢流顺畅又节约投资、施工便利的目的,该工程实施后运行效果良好。

滴灌和畦灌的幼龄核桃树根系空间分布特性研究

采用分层分段挖掘法和扫描分析法对干旱区滴灌和畦灌方式下核桃树根系总根长、有效根系的空间分布规律进行了研究。研究结果表明：①在水平方向上滴灌和畦灌核桃树根系主要分布在0-120cm范围内,滴灌占总根系分布的90.1%,畦灌占总根系分布的89.2%;在垂直方向上滴灌核桃树根系主要分布在0-90cm范围内,占总根系分布的90.6%,畦灌核桃树根系主要分布在0-120cm范围内,占总根系分布的85.7%。②畦灌核桃树有效根系在水平方向上随距离增加而递减的规律分布,在垂直深度分布上呈现出先随深度的增加而增加,在深度为110cm左右处出现峰值之后又随深度增加而减小的规律。滴灌有效吸水根根长在水平距离70cm和垂直深度70cm处为分布密集区。在距离树干水平距离70cm和垂直深度70cm附近的根区,应作为核桃树水肥管理的重点区域。

基于时序动态模型的不同灌水定额下食葵增产潜能分析

为促进食葵长势,提高食葵产量、水分利用效率,设置5个灌水定额水平(W1:300m3/hm2、W2:375m3/hm2、W3:450m3/hm2、W4:525m3/hm2、W5:600m3/hm2),分析比较了不同灌水定额对食葵株高、叶片数、盘径和茎粗的影响,探明了不同灌水定额下食葵生长指标与产量和耗水量的关系,利用时序动态评价模型分析了不同灌水定额下提高食葵产量和水分利用效率的潜能。结果表明:食葵株高、叶片数、盘径和茎粗随着灌水定额增加而增大,525m3/hm2和600m3/hm2灌水定额下食葵生长指标增长效果明显,当灌水定额增加到600m3/hm2食葵茎粗不增反减,300m3/hm2灌水定额限制食葵植株生长,高灌水定额更利于促进食葵株高和叶片数增长;食葵生长指标与产量和耗水量存在正向关系,耗水量和产量随着食葵植株长势转优而增加。525m3/hm2灌水定额下食葵植株长势优且耗水量高,产量高。600m3/hm2灌水定额下增加食葵营养生长时长,耗水量高且不利于食葵增产。在生长阶段,525m3/hm2和600m3/hm2灌水定额下食葵耗水量高,株高和茎粗缩减量大。评价结果表明,300m3/hm2灌水定额下食葵综合长势处于劣势,提高产量和水分利用效率的能力弱,即潜能小;525m3/hm2灌水定额下食葵综合长势最优,潜能大。选择525m3/hm2灌水定额作为实际食葵灌溉制度较为适宜。

不同灌水模式对核桃树产量及品质的影响

通过大田小区试验与理论分析,研究了6 a生核桃树在不同灌水处理:灌水定额为15 mm滴灌,C1处理;灌水定额为30 mm滴灌,C2处理;灌水定额为45 mm滴灌,C3处理;灌水定额为30 mm涌泉灌,C4处理,对核桃树生理生态、产量及品质的影响。结果表明,各处理间叶绿素最大质量分数以及最终叶面积的关系为:C2处理>C3处理>C4处理>C1处理,处理间有显著性差异;在果实纵横径及核桃体积上,各处理间差异显著,其最终值大小关系为:C2处理>C3处理>C4处理>C1处理;脂肪量在处理间关系为:C2处理>C4处理>C3处理>C1处理;蛋白质质量分数随着灌水定额增加而增加;C2处理单果质量最高、体积最大、出仁率最高且总产量最高。综合考虑,推荐采用C2处理进行灌溉。

阿不都拉水库溢洪道弯道水流消能研究

针对阿不都拉水库溢洪道弯道水流消能问题,提出了同时在第一直线段加糙条和在陡槽弯道段采取渠道超高法以消减冲击波的方案,并通过水工模型试验比较分析了溢洪道修改前后的消能效果。结果表明,该方案有效改善了弯道水流流态,消能效果显著。

灌水定额对食葵耗水特征和产量的影响

为研究不同灌水定额对食葵产量及其构成因素的影响并探究其耗水规律,筛选适宜的灌溉制度,设定5个不同的灌水定额,分别为300、375、450、525、600 m^3·hm^-2,研究了不同灌水定额对食葵产量及其构成因素和耗水指标影响的同时,为弥补大田试验分析直观性不足,在生长、果实品质、产量和耗水等指标的基础上,利用MAGA-PPC模型综合且客观评价了田间试验结果。研究表明:不同灌水定额影响食葵耗水规律,食葵耗水量、耗水强度、耗水模数和作物系数随着灌水定额增加而增大,525~600 m^3·hm^-2灌水定额下耗水量、耗水强度、耗水模数和作物系数最大。在现蕾期和成熟初期,525~600 m^3·hm^-2灌水定额对食葵耗水量、耗水强度和作物系数影响更大。300 m^3·hm^-2灌水定额下食葵耗水量先呈现出减少趋势现象。食葵盘径、产量和水分利用效率随着灌水定额的增加而增大,525 m^3·hm^-2灌水定额下产量最大(4781.86 kg·hm^-2),且水分利用效率较大(14.37 kg·mm^-1·hm^-2),525 m^3·hm^-2灌水定额更适合当地食葵农田灌溉。MAGA-PPC模型评价结果表明,525 m 3·hm-2灌水定额有利于北疆地区食葵节水增产。综上表明,建议保证食葵现蕾期和成熟初期给水量充足,选用525 m^3·hm^-2灌水定额。

不同灌水定额下核桃树吸水根系分布研究

以8a生核桃树为研究对象,采用分层分段挖掘法研究核桃树根系的空间分布,探讨滴灌条件下不同灌水定额处理组对核桃根系的作用效应,分析土层深度与水平距离变化对根长密度的影响,并建立根系密度分布函数。研究结果表明：在核桃成熟期,根长密度的一维垂直分布中,吸水根系集中分布于0～60cm,水平方向,根系集中分布于0～90cm。在垂直二维吸水根长密度分布中,C1处理主要分布在垂向0～80cm、水平0～90cm的范围内,C2处理主要分布在垂向0～60cm、水平0～90cm的范围内,C3处理主要分布在垂向0～100cm、水平0～90cm的范围内,其中尤以C3处理的根长密度分布居多。对比二元二次回归模型,利用二元多次方程拟合根长密度、水平距离与土层深度之间的关系,其函数相关度较好,可以应用于灌水施肥策略调整。

滴灌条件下核桃树蒸腾速率与气象因子的关系

以新疆阿克苏6年生的核桃树为观测对象,采用大田试验方法,利用美国Dynamax公司生产的包裹式茎流仪测定不同生育期内单株核桃树不同时段的蒸腾速率,研究核桃树蒸腾变化规律及其与气象因子的关系。得出了蒸腾速率的日变化规律是晴天条件下,各月呈单峰曲线,阴天条件下,各月呈双峰或多峰曲线;蒸腾速率与太阳辐射和气温Ta具有较好的正相关关系。

水氮互作对滴灌小麦土壤硝态氮运移、氮平衡及水氮利用效率的影响

经过2年滴灌小麦大田试验,研究不同灌水定额和不同施氮水平,这2个试验因素下小麦土壤硝态氮运移、氮平衡及水氮利用效率的变化情况。结果表明:2年内小麦各生育阶段耗水量和耗水模数均表现为抽穗扬花期=灌浆期>拔节孕穗期>分蘖期=成熟期>出苗期。在0~100 cm各处理在各生育期的硝态氮含量随土壤深度呈现减小趋势,表现出“上高下低”的趋势;其中土壤硝态氮含量均在0~20 cm出现最大值。在0~60 cm硝态氮含量与施氮量成正比,各处理下各生育期在80~100 cm土层的硝态氮变幅不大。当施氮量超过248 kg/hm2再增加施氮量,籽粒产量增加不明显,甚至有降低趋势,且影响籽粒吸收氮素。当灌水量大于390 mm,有很大部分水量因深层渗漏而损失,大量硝态氮也随着水分的渗漏而淋溶。此试验氮素损失中,淋溶的损失是主要途径,大部分硝态氮随水分渗漏被淋洗至60 cm以下的深层土壤中,且随施氮量的增加硝态氮淋溶更为严重。经过2年试验表明,施肥量在179~248 kg/hm2,灌水定额为45 mm,灌溉定额为390~405 mm的水氮组合,其表观损失较低,水氮利用效率较高,是适宜干旱地区多砾石砂土条件下的最佳水肥组合。