咸淡水交替灌溉下土壤水盐分布与玉米吸水规律研究

为探明不同矿化度微咸水和地下水在不同交替灌溉方式下对土壤水盐分布和玉米吸水规律的影响,采用3种矿化度(2.0、3.5、5.0 g/L)微咸水和地下水(1.1 g/L)在2种交替灌溉方式(“地下水-微咸水”、“地下水-微咸水-微咸水”)下进行了大田试验。结果表明,在同一土壤深度下,土壤含水率和电导率随着微咸水矿化度升高而升高,“地下水-微咸水-微咸水”交替灌溉方式下的含水率和电导率较高;在不同时期各处理的土壤纵向含水率均表现出先下降、后上升的规律,在拔节期和抽穗期各处理的土壤纵向电导率表现出先下降、后上升的规律,在灌浆期表现出上升、下降、再上升的规律。通过氢氧稳定同位素分析得出,不同矿化度微咸水和不同交替灌溉方式组合下,玉米在拔节期、抽穗期和灌浆期的主要吸水深度分别为:0~20 cm、20~40 cm和0~20 cm,不同时期主要吸水深度的平均贡献率随着微咸水矿化度的升高而减小,“地下水-微咸水-微咸水”交替灌溉方式的平均贡献率较低。矿化度2.0 g/L微咸水与地下水在“地下水-微咸水”的交替灌溉方式下得到的产量最高,达到1.54 kg/m2。

长期再生水灌溉后土壤孔隙分布的多重分形特征

土壤结构是表征土壤质量的重要指标之一.为了定量表征长期再生水灌溉后土壤孔隙分布的非均匀性,以不同年限再生水灌溉后的土壤为研究对象,采用KYKY-2800B型扫描电子显微镜获取土壤数字图像,利用数字图像处理技术测定了土壤的孔隙分布特征,运用多重分形谱参数描述了土壤孔隙分布的非均质性,探讨了土壤孔隙分布多重分形曲线对称性的意义.结果表明:多重分形谱可以定量描述土壤孔隙分布的非均质性,土壤孔隙分布的多重分形奇异谱函数α-f(α)表现为非对称连续性分布,奇异谱宽度Δα表征了土壤孔隙分布的非均质特征;大兴区北野厂灌区农田土壤孔隙分布的多重分形谱宽度Δα普遍大于石景山衙门口灌区土壤,即具有30 a再生水灌溉历史的土壤其孔隙分布的非均匀性较50 a再生水灌溉历史的土壤孔隙分布的非均匀性大,且北野厂灌区土壤小孔隙的数目小于石景山衙门口灌区土壤小孔隙数目.多重分形参数可以作为定量表征土壤孔隙分布非均匀性的重要指标.

砂石-筛网组合过滤器结构优化与性能试验

为了充分了解灌溉用砂石过滤器和筛网过滤器组成的二级过滤系统的内部流场情况,利用Pro/Engineer软件进行三维造型,基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术,应用数值模拟采用RNG k-ε湍流模型结合多孔介质模型对过滤器内部流场进行分析并提出优化方案,在优化的基础上设计新型一体式过滤器并对其进行性能测试。结果表明:RNG k-ε湍流模型模拟结果与试验结果吻合良好,可用于流场分析和结构优化。组合过滤系统按传统分体式布置时,由于连接管道和筛网过滤器外壳等影响,会产生较大水头损失,且筛网过滤器部分由于结构复杂造成环流与漩涡,导致流场不稳,过滤时流速分布不均。针对传统组合过滤系统流场的不足,提出将滤网融入砂石罐体的一体式优化布置方案,改善了布置的复杂度;通过流场分析发现可减小38.5%的水头损失,且由于罐体空间较大对水流扰动较小,所以内部流场稳定;过滤时流速分布更均匀,因此对滤网的利用也更加合理充分,延长了滤网使用寿命。通过两次性能测试对比分析可知,砂石-筛网组合一体式过滤器能有效减小水头损失,并且在含沙水条件下流量减小20%时能多运行20 min左右,表明一体式过滤器水力性能更优且能提高灌溉效率。

基于分形理论的叠片过滤器性能试验研究

传统叠片过滤器运行过程中水头损失存在陡增现象,极易在短时间内完全堵塞而影响过滤效果。本文将分形理论应用到叠片过滤器叠片流道的设计中,提出一种叠片过滤器,并与国内外传统叠片过滤器的水头损失、拦沙量、拦截泥沙粒径以及泥沙在流道分布的均匀程度等方面进行试验对比分析。在试验对比的基础上,引入堵塞均匀度指标ηu,通过定量表征运行时段水头损失变化规律判定叠片过滤器堵塞均匀性。结果表明,清水条件下本文叠片过滤器局部水头损失比传统叠片过滤器低12%～20%,含沙水条件下本文叠片过滤器水头损失随时间增长速率均匀且低于传统叠片过滤器的增长速率;不同进水含沙量条件下,本文叠片过滤器的平均拦沙量比传统叠片过滤器高11%～54%,拦截泥沙平均中值粒径为39. 51μm,小于传统叠片过滤器的59. 04～87. 60μm。

叠片过滤器水力和过滤性能综合评价方法研究

为建立叠片过滤器过滤性能综合评价方法,以5种常见叠片过滤器为研究对象,对不同进水含沙量(0.02%、0.03%和0.04%)与过滤流量(25、30、35 m3/h)条件下叠片过滤器的水力性能和过滤性能开展试验研究。根据不同工况下叠片过滤器的堵塞均匀度、周期拦沙量以及拦截泥沙中值粒径,采用逐步回归分析、主成分分析方法,建立不同单项性能指标与6项叠片结构参数(叠片厚度、叠片片数、叠片沟槽长度、叠片沟槽数、叠片沟槽外截面三角形顶角、叠片沟槽外截面三角形高)间的多元线性回归方程,并采用直接加权法建立叠片过滤器性能的综合评价函数。结果表明,叠片结构尺寸参数均对过滤器性能有一定的影响,所建立的评价函数对叠片过滤器I^V的评价值依次为7.22、7.08、7.88、8.63以及3.11,该评价函数可以全面、合理地对叠片过滤器综合性能进行评价和对比。该评价方法不仅能用于对叠片过滤器性能进行评测,还能为改进叠片结构尺寸、进一步优化过滤器性能提供参考。

引黄滴灌斜管式重力沉沙池流场特性数值模拟

针对引黄灌区一种新型重力式沉沙池开展研究,这种沉沙池通过在沉沙池中布置斜管缩短泥沙沉降距离,进而提高沉沙池沉沙效率.基于数值模拟技术,利用Star-ccm+软件中的Realizable k-ε模型模拟了河套灌区斜管式重力沉沙池的水流运动过程.数值模拟计算结果与实测数据吻合良好,表明数值模拟计算的结果可以较好地反映斜管式重力沉沙池流场特性.模拟结果表明沉沙池斜管区域流态比较稳定,有利于泥沙稳定沉降;沉沙池首部与斜管区前部底端与后部顶端存在的旋涡区不利于泥沙的稳定沉降;池尾溢流堰的吸水作用影响了斜管区域的流态稳定,降低了泥沙沉降效率.研究表明,该型沉沙池下一步需要对调流板孔洞布置形式、斜管布置高度、溢流堰位置进行优化.

胺碘酮联合依那普利治疗高血压伴PAF的疗效及对心功能、房颤复发的影响

目的:研究胺碘酮联合依那普利治疗高血压伴阵发性房颤(PAF)的疗效及对心功能、房颤复发的影响。方法:将我院收治的126例高血压伴阵发性房颤患者随机分为实验组(实施胺碘酮+依那普利治疗,n=63)与对照组(实施依那普利治疗,n=63),观察两组治疗前后心电图参数、心功能指标、房颤复发情况。结果:治疗后,两组Pmax、Pd、心率水平、Pd≥40ms比例均较治疗前显著下降,且实验组各指标下降幅度均大于对照组(P<0.05);治疗随访6个月后,两组心功能指标LADL、VEDD水平均较治疗前下降,LVEF水平较治疗前上升,且实验组各指标下降或上升幅度均大于对照组(P<0.05);实验组、对照组6个月中房颤复发次数分别为[(6.35±1.36)次和(8.36±2.01)次,P<0.05],发作时间分别为[(146.36±21.63)min和(169.63±32.51)min,P<0.05]。结论:胺碘酮联合依那普利能有效治疗高血压伴PAF,提高心功能,减少房颤复发次数与发作时间,值得临床推广。

灌溉水盐分及灌水量对土壤水盐分布与春玉米生长的影响

在大田试验的基础上探明灌溉水盐分以及灌水量对土壤水盐分布的影响规律以及对春玉米生长的影响。以河套灌区春玉米为研究对象,设置2种灌溉水含盐量(1.1,5.0 g/L)与3种灌水量(210,255,300 mm)进行大田试验。结果表明,至成熟期,5.0 g/L微咸水灌溉处理0—100 cm土层土壤平均含水量及电导率相比1.1 g/L地下水灌溉处理显著增加;地下水灌溉处理中,随着灌水量的增加,生育期内土壤平均含水量下降趋势减小,土壤盐分淋洗作用更加明显;微咸水灌溉处理中,剖面土壤在灌水量少时出现盐分表聚现象,随着灌水量的增加,表层土壤盐分呈下降趋势,深层土壤由于盐分的积累呈增加趋势;在灌水后表层的土壤含水量变化明显且出现返盐现象,微咸水灌溉处理中土壤水分水平运移及深层土壤盐分累积更明显;在地下水和微咸水灌溉处理中,灌水量的增加能够显著提高玉米产量,但255,300 mm灌水量处理间差异不显著,微咸水灌溉条件下春玉米的产量较地下水灌溉条件下显著降低。综上所述,在地下水和微咸水灌溉条件下,255 mm灌水量既能适合春玉米生长,又能保证产量,可作为较好的灌溉定额选择,能够同时满足保障灌区作物生产和节约淡水资源的要求。

膜片对管上式压力补偿灌水器水力性能的影响

膜片的可变性是压力补偿灌水器实现高压条件下稳定出流的主要因素,膜片的特征参数及与灌水器壳体的相互配合直接影响灌水器的整体性能.以PLASTRO公司生产的Supertif-03120-0003型管上式压力补偿灌水器为原型件,借助快速成型技术制作管上式灌水器试验件,选取硅橡胶材质的弹性膜片,对膜片的厚度、硬度进行单因素分析和正交试验,研究弹性膜片不同特征参数对灌水器水力性能的影响.经过多重比较分析得出灌水器水力性能与弹性膜片特征参数之间的定性关系,为压力补偿灌水器的优质膜片材料的研发提供依据.本试验结果表明:低流态指数最优组合为A_3B_4,即弹性膜片的厚度为2.0 mm,邵氏硬度为60.

内蒙古沿黄灌区滴灌技术应用需求与发展措施

随着内蒙古自治区经济社会快速发展,沿黄灌区水资源供需矛盾日趋严峻。为了满足沿黄地区不断加大的水资源需求,解决工业、生态与农业用水矛盾,保障自治区经济社会可持续发展,必须大力发展沿黄灌区高效节水技术,提高灌区水分利用效率,使有限的水资源通过优化调配,满足工业与其他行业用水增长需求。新常态下沿黄灌区农业生产需大力转变农业生产方式,由长期以来的以数量增长为主转到数量效益并重的方向上来。分析了滴灌技术在沿黄灌区的优势与应用需求,探讨了沿黄灌区发展滴灌存在的问题,提出了沿黄灌区滴灌技术发展对策与措施,对推进滴灌技术在内蒙古沿黄灌区的推广应用、缓解该地区水资源供需矛盾、促进自治区经济社会发展具有重要意义。

灌水和氮肥类型对土壤微生物量和酶活性的影响

灌水和施氮肥类型对土壤微生物和酶的影响尚不清楚。该研究旨在评估不同灌水和氮肥类型对土壤微生物生物量和酶活性的影响。结果表明,与清水灌溉相比,再生水灌溉显著增加了土壤细菌、放线菌、革兰氏阳性菌的生物量以及总磷脂脂肪酸,增加幅度分别为7.60%、10.48%、4.97%和4.88%。施氮肥显著提高了土壤细菌生物量和总磷脂脂肪酸,增加幅度范围分别为13.42%~17.34%和8.12%~11.19%。与清水灌溉相比,再生水灌溉并没有显著增加土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。施氮肥也没有显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。土壤微生物和酶在施缓释尿素肥的土壤中更为活跃。研究结果表明,与其他土壤微生物相比,放线菌和革兰氏阳性菌生长得更快,能更有效地利用再生水灌溉带入的可溶性有机氮;而细菌能更有效地利用氮肥带入的硝态氮。再生水灌溉和施缓释尿素肥在增加土壤微生物生物量和酶活性方面更有效。为了获得更好的土壤质量,更高的作物产量和可持续性利用水资源,建议夏玉米-冬小麦轮作种植利用再生水滴灌并施用缓释尿素肥。

膜片对压力补偿灌水器水力性能影响及内部流固耦合模拟

为了研究弹性膜片参数对管上式压力补偿灌水器水力性能的影响和内部补偿腔压力补偿原理,以Supertif-03120-0003型号的压力补偿灌水器为原型件,通过3D打印技术制作管上式灌水器试验件,测试入口压力为0~350 k Pa时的压力-流量曲线,分析弹性膜片(天然橡胶材质)的厚度与硬度对其水力性能的影响;借助ADINA软件,采用流固耦合的计算方法,分析了压力补偿灌水器内部补偿原理及水力性能.结果表明:弹性膜片厚度一定,随着硬度增加,灌水器的出流量和起调压力均呈现增大的趋势;弹性膜片硬度一定,随着厚度增加,灌水器的出流量和起调压力均呈现增大的趋势,在起调压力点之后,灌水器出流量的增长速率减慢,最终压力-流量曲线趋于平缓.在此灌水器内部结构下,膜片参数存在最优选择,即厚度为1.4 mm,硬度为50HA;压力-流量关系的数值模拟值与实测值比较接近,两者最大偏差小于5%,说明采用ADINA软件模拟得出的压力-流量关系与实测值具有较好的一致性.该方法为压力补偿灌水器的进一步研发提供了可视化途径.

农田不同排水措施地下排水效果模拟试验研究

在地下水位较高、地表易于形成积水的中国南方地区,通过农田排水措施可以及时排除多余地表积水,快速降低地下水位,以达到排涝降渍、协同调控的目的.文中基于室内砂槽试验,揭示暗管排水、明沟排水、不同反滤体高度的反滤体排水及改进暗管排水等措施的地下排水规律及效果.结果表明:将暗管周围土体置换为高渗透性土体介质的改进暗管排水可明显提高排水流量,当土体置换高度达2 cm时(对应于田间条件40 cm),其排水流量均高于相同埋深条件下的其他排水措施,达暗管排水的1.59~1.66倍;改进暗排在地表积水消失时仍保持较大的排水流量,可达相同埋深暗管流量的2倍以上,在积水层消失后,能迅速降低农田土壤水的渍害胁迫,将地下水位降低至暗管埋设高度;在地表积水即将消失时,各种排水措施出现了流量与水头变化幅度较大的现象.相对于各种地下排水措施,改进暗管排水在除涝降渍中存在明显优势.研究结果可为涝渍灾害易发地区高效除涝降渍减灾工程设计和建设提供参考.

保水剂与氮磷肥配施对雨养玉米生长的影响

在旱地农业中,为了能够实现增产的同时提高水肥利用效率以及缓解面源污染,以夏玉米为研究对象,采用正交试验设计,研究土壤保水剂(SAP)与氮磷肥配施下大田不同深度土壤的肥力水平及玉米生长和养分利用效率,探寻产量最优的保水剂与氮磷肥配施应用模式.结果表明:3种因素对不同深度土壤的肥力水平及玉米生长和养分利用效率的影响效应不一致,SAP主要影响土壤水氮和作物养分,氮磷肥主要影响土壤养分和作物生物量;在本试验条件下,当SAP 45 kg/hm^2和氮肥120 kg/hm^2配施再结合钾肥120 kg/hm^2时,获得最大玉米产量1.27 kg/m2,相较于未施加SAP和氮磷钾肥的对照组,产量可以提高8%,同时达到最大氮肥偏生产力105.83 kg/kg.

温室番茄对微小流量滴灌埋深与灌水量的响应

试验采用番茄品种为"中研998",于2017年3—7月在中国农业大学通州实验站春秋大棚中进行.试验共6个处理,3个灌水梯度(以田持的85%,75%,65%计)与2个痕量带埋深梯度(15,30 cm).研究结果表明:埋深与灌水下限对番茄植株株高茎粗的影响规律性不强;深埋处理更有利于植株茎干物质积累,浅埋更有利于叶干物质积累,说明浅埋处理植株蒸腾量更大;埋深与灌水下限对根干重的影响规律性不强;深埋更有利于提高果实产量、氮素表观利用率与肥料偏生产力,浅埋更有利于提高水分利用效率;灌水下限越低,果实产量、水分利用效率、氮素表观利用率与肥料偏生产力越高.因此根据本试验研究的各项指标综合得出埋深为30 cm、灌水下限为65%田持时最适宜此种试验条件下温室番茄的生长.

西北地区提水灌区农业水价改革研究--以甘肃省工农渠灌区为例

[目的]目前我国水资源短缺,水价长期不能反映水资源稀缺程度,也不利于节水。农业是用水大户,占总用水量60%以上,有巨大节水潜力。工农渠灌区位于甘肃省境内黄河南岸,是西北地区中小型提水灌区典型代表,作为水价改革试点灌区之一,具有一定的代表性。[方法]通过现场调研、统计分析、查阅文献等方式,对工农渠及西北提水灌区农田水利改革现状、供水成本收益、农户水价承受能力、灌区水利用系数和水价政策等方面进行了研究及对比分析。[结果]当前提水灌区水价偏低,有提升空间,计量及末级渠系建设薄弱。[结论]对农业水价综合改革途径进行思考,提出了灌区水价改革要形成科学合理的水价机制,改进了水价补贴政策,配套完善基础设施等相关对策,可为西北提水灌区水价改革达到实效提供参考。

L-硒代蛋氨酸的合成及工艺优化

将蛋氨酸(Ⅰ)烷基化、脱硫反应后,再经溴代反应生成溴代高丝氨酸(Ⅲ);接着,将硒粉与NaOH、三乙酰氧基硼氢化钠反应得到的二硒化二钠与化合物Ⅲ反应,得到了硒代高胱氨酸(Ⅳ);然后,中间体Ⅳ经由三乙酰氧基硼氢化钠还原、碘甲烷甲基化获得L-硒代蛋氨酸(Ⅴ);最后,对其主要步骤进行了优化筛选,并对该工艺进行了验证和放大。获得最优的合成工艺条件为:采用还原剂三乙酰氧基硼氢化钠制备了二硒化二钠,当n(NaOH)∶n(三乙酰氧基硼氢化钠)=4.0∶1.0时,化合物Ⅳ的最高产率为62.42%;当n(Ⅳ)∶n(碘甲烷)=1∶2.0、n(NaOH)∶n(三乙酰氧基硼氢化钠)=89∶34时,终产物Ⅴ的最高产率为75.79%。最终产物Ⅴ经结晶纯化后的HPLC纯度>95%,其结构经MS、^(1)HNMR及^(13)CNMR进行了确证。

坡形和PAM对黄土坡地水土养分迁移特征的影响

通过野外径流小区人工降雨试验,研究坡形和聚丙烯酰胺(PAM)对径流量、土壤侵蚀和养分流失的影响。试验设置2个PAM施用量,分别为0,2 mg/L;9种坡形处理,即4个凹形坡,4个凸形坡,1个直形坡。结果表明:(1)与均匀坡面相比,凸形坡的平均土壤流失量、氨氮流失量和磷酸盐流失量分别增加25.12%,24.01%和26.96%,且土壤和养分流失量随着凸形坡面的凸度增加而增加,凹形坡的平均土壤流失量、氨氮流失量和磷酸盐流失量分别减小13.53%,10.85%和19.95%;(2)凹形和凸形坡面的径流量差异很小,且均大于均匀面的径流量;(3)施用PAM后,3种坡形的坡面土壤流失均减少90%以上,养分流失减少28.19%~68.13%,且PAM施用在凸形坡上减少水土养分流失量效果最佳。

温室痕量灌溉条件下施肥量与追肥模式对黄瓜产量和品质的影响

【目的】探究痕量灌溉条件下适合温室黄瓜的施肥规律。【方法】采用对照试验方法,设3种总施肥量(高肥、中肥、低肥)和3种底肥与追肥比(K=0、1/3、1),共9个处理,分析了温室黄瓜产量和品质的变化。【结果】(1)在总肥量一定时,K=1/3有利于黄瓜增产;而K值一定时,高肥处理产量最高,中肥处理产量较低于高肥处理,但差距不大。(2)K值一定时,随着总肥量的增加,果实内可溶性糖和Vc量呈现先增后减的趋势,硝酸盐量一直增加,而可溶性固形物量在施中肥后增加趋势减缓;果实内可溶性糖、可溶性固形物和还原型Vc量在施中肥(T5)时基本达到峰值,且显著高于高肥(T8)处理;果实内硝酸盐量在施高肥(T8)时达到峰值;K=1/3时果实内可溶性糖、可溶性固形物和还原型Vc、硝酸盐积累量均高于K=1的。【结论】综合产量与品质各指标,施中肥且K=1/3为更适合痕量灌溉条件下温室黄瓜的施肥模式。

L-硒-甲基硒代半胱氨酸的合成及中试工艺

针对L-硒-甲基硒代半胱氨酸的合成存在操作安全系数低、后处理成本高的问题,研究开发一种新的合成方法。通过小试获得优化的工艺条件,设计并搭建中试生产线,以验证合成工艺稳定性。小试研究结果表明:L-丝氨酸经氯化获得3-氯-L-丙氨酸盐酸盐(产率:89.7%)、再与三乙酰氧基硼氢化钠法制备的二硒化二钠反应生成L-硒代胱氨酸(产率:73.0%)、最后在反应物L-硒代胱氨酸、碘甲烷、三乙酰氧基硼氢化钠物质的量比=1.00:4.02:1.58条件下经还原、甲基化获得目标产物(产率:78.3%)。在相同的工艺条件下,中试可以获得与小试接近或更高的产率,为L-硒-甲基硒代半胱氨酸的工业化生产奠定坚实基础。