番茄垂向分根区交替控制滴灌室内试验及节水机理

开展了垂向分根区交替控制滴灌番茄试验研究,设中等水分处理和低水分处理的垂向分根区交替控制滴灌、中等水分处理的表面滴灌3个处理。结果表明:垂向分根区交替控制滴灌可以在作物上下根区层形成干湿交替的区域,在适宜水分条件下能够大大降低耗水强度,使耗水过程趋于平缓,有利于控制植株长势、壮大径杆直径,以及增加下层根系的比重与根冠比,番茄产量在无显著下降的情况下可实现节水46.5%。在较高的土壤水分下限条件下适时进行番茄垂向分根区交替控制滴灌能够有效降低设施农业的运行管理费用、增加番茄商品率及实现节约水资源的目的。

根区交替控制灌溉条件下玉米根系吸水规律

为了阐明根区交替控制灌溉(CRDAI)条件下玉米根系吸水规律,通过田间试验,在沟灌垄植模式下采用根区交替控制灌溉研究玉米根区不同点位(沟位、坡位和垄位)的根长密度(RLD)及根系吸水动态。研究表明,根区土壤水分的干湿交替引起玉米RLD的空间动态变化,在垄位两侧不对称分布,并存在层间差异;土壤水分和RLD是根区交替控制灌溉下根系吸水速率的主要限制因素。在同一土层,根系吸水贡献率以垄位最大,沟位最低;玉米营养生长阶段,10—30 cm土层的根系吸水速率最大;玉米生殖生长阶段,20—70 cm为根系吸水速率最大的土层,根系吸水贡献率为43.21%—55.48%。研究阐明了交替控制灌溉下根系吸水与土壤水分、RLD间相互作用的动态规律,对控制灌溉下水分调控机理研究具有理论意义。

双电流环交替控制的单相升-降压功率因数校正变换器研究

分析单相Boost-Buck功率因数校正变换器的工作原理,并对变换器在纯Boost和纯Buck模式下的电流控制问题进行分析。针对交流侧输入电压峰值大于输出电压的情况,提出由平均电流控制和电荷控制构成的双模式控制方案,确保变换器在一个基波周期内,不论在Boost,还是在Buck工作模式期间都可实现对输入电流的控制,达到功率因数校正的目的。文中给出双模式交替控制方案控制框图,并给出电荷控制方案的数字实现方法,最后通过实验对理论分析的正确性和控制方案的有效性进行验证。研究成果对于单相级联型Boost-Buck变换器的控制也有一定参考价值。

一种位-姿交替控制的机器人路径跟踪方法

建立了非完整移动机器人的离散化运动学模型。根据机器人位姿定位问题的描述,设计了基于人工驾驶思想的路径跟踪模糊控制器。针对机器人相对于位姿目标点的方向误差和姿态误差之间的耦合矛盾,提出一种位-姿交替控制的路径跟踪方法。当存在较大位置误差时进行位置控制以实现快速跟踪,当位置误差较小时进行姿态控制,两者根据误差的大小交替进行。仿真结果表明了该模糊控制器的有效性和对路径跟踪的快速性。

控制交替沟灌中灌水控制下限对玉米叶片水分利用效率的影响

控制交替沟灌是通过调节作物生理过程实现节水的一项新技术.试验结果表明,在控制交替沟灌条件下,叶片蒸腾速率随着土壤含水量的降低而下降,而叶片光合速率则在土壤含水量降到某一数值以前没有显著的变化,从而造成叶片水分利用效率在较轻的水分胁迫下会有一定程度的提高.从叶片水分利用效率的角度分析,控制交替沟灌的灌水下限控制在田间持水量的70%左右效果最好.与对照相比,此时光合产物积累量下降2.1%,而蒸腾耗水量减少9.8%,叶片水分利用效率提高8.8%.

控制性分根交替灌水的节水效应

以盆栽玉米为实验材料，通过控制性分根交替灌水试验，证明当土壤含水率为田间持水率的５５％～６５％时，控制１／２根区交替灌水其用水量减少３４．４％～３６．８％，而生物产量仅下降６％～１２％，水分利用效率、根冠比、气孔阻力明显增加、叶片蒸腾速率明显下降，蒸腾效率提高而光合速率未明显变化；控制１／２根系区域交替灌水比固定１／２区域灌水的用水效率明显提高，根系总量和根冠比增加，根系分布均匀，地上部生物产量增加。初步证明控制性分根交替灌水是一种高效而可行的节水新技术。

控制性根系分区交替灌溉对冬小麦水分与养分利用的影响

以移栽小麦为试验材料,采用盆栽的方法研究了3种不同灌水方式全面积均匀灌水(对照)、控制1/2区域交替灌水(CRDI)和控制固定1/2区域灌水对冬小麦水分与养分利用的影响。研究结果表明在同一灌水方式中土壤含水率下限小的冬小麦根冠比大,且根系总的干重也大;CRDI对根系生长有显著促进作用,使根均匀分布在土壤中,且根长密度较对照大;对于CRDI,当控制土壤含水率下限由65%θF变化为55%θF时,耗水量下降了35%,节水效果明显;土壤含水率较高,有利于冬小麦根系对土壤中离子态养分的吸收;土壤含水率下限相同时,3种不同的灌水方式中,土壤中H2PO-4和NH+4-N离子浓度均呈现出递减的趋势,而NO-3-N离子浓度却呈现出明显的递增趋势,在同一土壤含水率下,CRDI对养分离子的吸收优于其它两种灌水方式。

烤烟控制性分根交替灌水的生理基础研究

针对我国干旱烟区水资源供需矛盾的现状,采用盆栽试验,研究分析了控制性分根交替灌水对烤烟生长发育和水分利用效率的影响,结果表明:控制性分根交替灌水量达到对照灌水量的2/3处理,烤烟干物质重减少15%,而耗水量下降了33.3%,水分利用效率大幅提高,节水效果明显;灌水量为对照灌水量的1/2时,节水效果不好,其水分利用效率低于对照处理。

控制性根系分区交替灌溉对玉米根区土壤微生物及作物生长的影响

【目的】研究不同的灌溉方法和灌水量对根区土壤微生物及作物生长的影响。【方法】利用盆栽试验对供试玉米采取3种灌水方式,即常规全部根系区域灌水(常规)、固定1/2根系区域灌水(固定)和交替1/2根系区域灌水(交替)。每种灌水方式设3种供水水平:充分灌水(充分)、轻度水分亏缺(轻度)、重度水分亏缺(重度)。测定土壤微生物数量、作物株高、茎粗及叶面积,记录每次灌水量。【结果】在同一灌水方式下,轻度的水分亏缺处理下土壤微生物数量占有一定的优势,有时甚至高于充分灌水处理。交替1/2根系灌水根系两侧土壤微生物数量分布均匀。作物充分灌水时,生长最旺盛,轻度亏缺次之,重度最次。【结论】轻度的水分亏缺能有效地改善土壤的水分、通气等条件,从而有利于土壤微生物的繁殖。在不同灌水方式下,由于交替1/2根系灌水使根系区土壤处于交替干燥和湿润,在提供生命活动所需水分的同时,使土壤孔隙处于良好的通气条件下,为土壤微生物提供了有益的生存条件,因此显示出其明显的优越性。充分灌水处理中,常规方式灌水所得干物质量达到最大。交替灌充分灌水处理耗水与常规灌重度水分亏缺相近,但其干物质量却相对常规灌增加了50%。交替灌的水分利用效率达到最优。

控制性分根交替灌溉对玉米养分吸收的影响

用 PVC管栽试验研究 1 / 2固定灌水、1 / 2交替灌水与均匀灌水对玉米养分吸收的影响。结果表明 :交替供水方式较均匀灌水方式单位耗水量氮利用效率提高 4 .54% ,磷利用效率提高 4 .54% ;节水 2 7.6% ,水分利用效率提高 5.3%。

控制性分根交替灌溉——常规节水灌溉技术的新突破

介绍了一种既能满足作物水分需求、又能控制蒸腾的农田节水调控新思路控制性分根交替灌溉 ,阐明了控制性分根交替灌水技术的含义 ,概述了国内外一些相关的采用分根技术研究的历史动态 ,总结了控制性分根交替灌水技术近两年来的主要研究成果 ,分析了该技术在实施过程中可能存在的一些问题。

基于Meta评价控制性分根交替灌溉的作物水分利用效率

为了确定控制性分根交替灌溉(CRDI)对作物水分利用效率(WUE_C)的作用,收集CRDI的相关试验数据,应用Meta分析方法定量分析了不同区域、气候条件、种植条件、灌溉制度和作物类型下CRDI对WUE_C的影响.结果表明:在中国范围内,CRDI提升WUE_C为28.9%,西北地区WUE_C提升最为显著达到了49.29%;年均降水量在200～800 mm的区域,CRDI能够使WUE_C提升29.92%,而在南方地区和年均降水量>800 mm的区域,WUE_C提升不显著;在年均气温高于12℃的区域WUE_C提升更明显,可以达到36.98%;CRDI在温室大棚中WUE_C提升最为显著,达到了53.45%;CRDI技术应用到地面畦灌、固定灌溉、沟灌和滴灌后,其WUE_C分别提升37.03%,21.41%,16.59%和32.56%.可见控制性分根交替灌溉能有效提高WUE_C,但提升率会受到作物种植条件、种植区域的气候条件、灌溉方法和作物种类等因素的影响.

控制性分根交替滴灌下玉米蒸腾速率的比较研究

以盆栽玉米为试材，研究控制性分根交替滴灌供水方式下，不同处理蒸腾速率的日变化。结果表明，晴好天气下，玉米单叶蒸腾速率的日变化均呈“M”型曲线。其中AI2在上午9：00～12：00变化较平稳，下午13：00达到峰值，为单峰曲线，FI2为双峰曲线，峰值分别出现在上午10：00和下午13：00，AI2和FI2处理的峰值出现时间比其他3种处理提前1h左右，AI2除16：00外的蒸腾速率均低于FI2，其平均差值高达0．301mmol／（m^2·s）；AI1、FI2和CK3种处理变化趋势基本一致，均成不对称的“M”型，最高点和最低点均出现在同一时间且上午变化幅度大于下午，AI1除8：00、18：00外蒸腾速率均小于CK、除8：00、11：00外均小于FI1。1d的平均蒸腾速率AI1明显低于CK和FI1，分别为CK、FI1的84．78％、82．98％，可见AI1处理可有效地降低作物的蒸腾速率，比CK下降0．28mmol／（m^2·s）。初步表明控制性分根交替滴灌是一种高效可行的节水新技术。

干旱沙漠绿洲区地膜玉米控制性隔沟交替灌溉节水技术研究

针对石羊河流域干旱缺水的民勤县种植大田玉米耗水量大的实际,根据多年试验资料,研究分析了玉米控制性交替隔沟灌溉对作物生长和水分利用的影响及干旱区地膜玉米控制性交替灌溉节水高效技术的可行性。

控制性分根交替滴灌对玉米蒸腾日变化和WUE的影响

以盆栽玉米为试材,对控制性分根交替滴灌供水方式下,夏玉米蒸腾速率和水分利用效率(WUE)的日变化特征及其对产量水平上的WUE和地上生物量的影响进行了试验研究,以探索夏玉米在这种新型供水方式下的节水机理和节水效应。结果表明,晴好天气下,AI1和CK蒸腾速率的日变化特征基本一致,均呈不对称的浅“M”型,且上午变化幅度大于下午,AI2蒸腾速率的日变化呈以12:00时为轴的“M”型对称曲线。就1天的平均蒸腾速率而言,AI1和CK相差不大,绝对差值仅为0.01 mmol/(m2.s),表明AI1可在减少作物灌水量的同时而不降低作物的蒸腾速率,AI2和CK相比,差异显著,仅为CK的89.5%。产量水平上的WUE,AI2虽明显高于CK,但其生物量下降明显(仅为CK的52.5%),AI1不但WUE明显高于CK,且生物量差异不大,生物量仅下降9%而耗水量减少25%。初步表明控制性分根交替滴灌是一种高效可行的节水新技术。

模拟控制性分根交替滴灌对玉米的节水效应

以盆栽玉米为试材,模拟田间控制性分根交替滴灌(ControlledRoot-dividedalternativeDripIrrigation,简称CRDADI)供水方式对夏玉米净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率及其根冠比的影响。结果表明,控制1/2根区交替滴灌(ADI1)比常规滴灌(CK)节水25%而生物量仅下降9%,水分利用效率和根冠比均明显增加,气孔导度和蒸腾速率下降明显而净光合速率变化很小,蒸腾效率明显提高;控制1/2根区固定滴灌(FDI2)水分利用效率虽然是CK的1.2倍,但生物量仅为CK的60.1%,ADI1的66.0%,严重影响了玉米的正常生长;控制1/2根区交替滴灌(ADI)比控制1/2根区固定滴灌(FDI)的根冠比、根干质量和根条数增加且根系分布均匀,地上部分生物量增加。表明控制性分根交替滴灌(ADI)能在不牺牲作物光合产物积累的前提下提高玉米的水分利用效率。

新疆棉花膜下交替沟灌技术的可行性探讨

在控制性分根交替灌溉的理论基础上提出了棉花膜下交替沟灌技术实现模式 ,可节约灌溉用水33%～ 70 %。膜下起垄沟底植棉模式对减轻霜冻和土壤盐渍化的危害也有明显效果。对膜下交替沟灌技术的可行性及存在问题进行了初步分析。

分根区垂向交替供水对玉米生长影响的研究

为探索1种新的节水灌溉技术——分根区垂向交替供水的节水增产效应,选用3种不同灌水方式(表面灌、下部灌、交替灌)和不同灌水周期(3 d、5 d、7 d)及不同灌水方式下的相同灌水量组合进行了盆栽玉米对比试验研究。结果表明,垂向交替供水是可行的,相同灌水量条件下交替供水对作物根系的生长有明显促进作用,使根系在土壤垂直剖面分布更为均匀。同时根系活力和吸收功能明显增强,整株作物长势呈现出苗壮根旺的特点。此外5d的交替灌与3 d的表面灌相比,作物长势明显改善、且节水26％以上;7 d的交替灌与5 d的表面灌相比,作物长势无明显差异,但节水20％以上,而5 d的灌水周期是试验范围内交替灌应用时较为成功的方式。

基于元胞自动机模型的上匝道合流处交替通行控制的研究

上海市高架道路的上匝道合流处率先实施了交替通行的控制策略.以Fukui和Ishibashi提出的FI元胞自动机交通流模型为基础,对实施该策略前后的上匝道合流处分别建立合理的交通流模型,并对交通流进行了数值模拟和分析.结果表明:当高架路主线和上匝道的来流车辆较多时,交替通行控制可以大大改善高架道路交通;当交通流稀疏时,实施控制前后交通流状况基本不发生变化.

控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响

采用固定滴灌(根区一侧固定供水)、控制性分根区交替滴灌(根区两侧交替供水)和常规滴灌(紧贴幼树基部供水)3种灌水方式和3种灌水定额(固定滴灌和交替滴灌均为10、20和30mm,常规滴灌为20、30和40mm),对比研究了控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响.结果表明:交替滴灌的根区两侧土壤出现反复干湿交替过程,常规滴灌的根区两侧土壤含水率差异不显著.在灌水定额相同时,灌水侧的土壤含水率在3种灌水方式间差异不显著.与常规滴灌和固定滴灌相比,交替滴灌显著增加了苹果幼树的根冠比、壮苗指数和根系水分传导,在30mm灌水定额处理下,交替滴灌的根冠比分别增加31.6%和47.1%,壮苗指数增加34.2%和53.6%,根系水分传导增加9.0%和11.0%.3种灌水方式下,根干质量和叶面积均与根系水分传导呈显著线性正相关.控制性分根区交替滴灌增强了苹果幼树根系水分传导的补偿效应,促进了根系对水分的吸收利用,有利于干物质向各个器官均衡分配,显著提高了根冠比和壮苗指数.