灌溉和施氮策略对滴灌施肥棉花蕾铃脱落的影响

通过田间小区试验,研究了2种滴灌施氮策略(氮磷钾肥全部滴施、氮肥滴施磷钾肥基施)下3个灌溉定额(3 300、3 900、4 500 m3/hm^2)和4个施氮水平(150、225、300、375 kg/hm^2)对膜下滴灌棉花蕾铃脱落的影响。结果表明,2种施氮策略下,随生育期延长,棉花蕾铃脱落率逐渐增加,花铃盛期达到最高,花铃后期迅速降低。不同灌溉定额下,在中灌溉定额(3 900 m3/hm^2)下蕾铃脱落率最低;不同施氮处理条件下,低氮用量(150 kg/hm^2)时蕾铃脱落率显著增加,施氮量300 kg/hm^2时蕾铃脱落率均较低;灌溉定额和施氮量过低或过高均会造成蕾铃脱落率显著增加。在氮磷钾肥全部滴施的施氮策略下,理论上灌溉定额3 890.46 m3/hm^2、施氮量291.25 kg/hm^2时蕾铃脱落率可降至53.60%;氮肥滴施磷钾肥基施的施氮策略下,理论上灌溉定额3 805.24 m3/hm^2、施氮量288.76 kg/hm^2时蕾铃脱落率可降至49.12%。总体上,氮肥滴施磷钾肥基施施氮策略较氮磷钾肥全部滴施施氮策略具有较低的蕾铃脱落率。

灌溉方式和灌水下限对温室青茄生长、耗水特性及产量的影响

【目的】探明插入式地下滴灌和地表滴灌条件下,不同灌水下限对温室新乡糙青茄(Solanum melongena L.)的生长、耗水特性及产量的影响。【方法】试验设置2种灌溉方式:插入式地下滴灌(SDI-R)、地表滴灌(DI)。灌水下限设置4个水平:开花坐果期60%θF、成熟采摘期60%θF(F60M60);开花坐果期60%θF、成熟采摘期70%θF(F60M70);开花坐果期70%θF、成熟采摘期60%θF(F70M60);开花坐果期70%θF、成熟采摘期70%θF(F70M70),处理简称为T1(DI,F60M60)、T2(SDI-R,F60M60)、T3(DI,F60M70)、T4(SDI-R,F60M70)、T5(DI,F70M60)、T6(SDI-R,F70M60)、T7(DI,F70M70)、T8(SDI-R,F70M70)。研究了不同处理对温室青茄的株高、根干物质、产量、耗水特性及水分利用效率的影响。【结果】SDI-R处理的青茄株高和总根干质量均高于DI处理的;SDI-R处理的总耗水量和各生育阶段的耗水量均小于DI处理的,2种灌水方式中T7处理和T8处理总耗水量最大,分别为338.09 mm和331.25mm,4种灌水下限下,DI处理较SDI-R处理分别高2.06%～16.67%;SDI-R灌水方式中的T4处理的产量和水分利用效率最大,分别为56 046.30 kg/hm^2和20.43 kg/m3,DI条件下T7处理的产量和水分利用效率最高,分别为51 546.30kg/hm^2和15.24 kg/m3,T4处理显著高于T7处理(P<0.05)。【结论】插入式地下滴灌相对于地表滴灌能达到增产节水的目的,且插入式地下滴灌开花坐果期和成熟采摘期的灌水下限宜分别设为田间持水率的60%和70%。

畦灌液施方式对夏玉米灌溉质量和水分利用率的影响

通过田间夏玉米畦灌试验,分析畦灌液施方式对作物生长和土壤水氮的影响,评价不同处理下的灌溉施肥质量和水分利用效率,探究适宜的畦灌液施方式。在畦田试验中选择不同畦宽、施肥时机和改水成数,采用正交设计选取最优的液施组合。结果表明,不同畦灌处理对土壤水氮存储效率影响不显著,但对水氮均匀度产生显著影响,土壤水分存储效率(59%～63%)略低于氮素存储效率(61%～64%),而均匀度(95%～99%)略高于氮素均匀度(85%～94%)。畦宽、施肥时机和改水成数显著影响夏玉米产量和水分利用效率。综合各项指标考虑,畦宽为1.5m、改水成数为95%和灌溉到畦长1/2时施肥的畦灌灌水施肥方式下具有较高的土壤水氮储存效率(63.36%和64.01%)和均匀度(98.71%和94.42%),为作物高效吸收利用提供较为均匀的土壤状态,从而获得较高产量(9 886.1kg/hm2)和水分利用效率(2.62kg/(hm2·mm))。

ZGKQ50-W型抗旱灌溉机与微喷带组合应用性能参数试验

为解决现有机组设备沉重、运行成本不清以及与微喷带组合方式不明确的问题,设计研发了ZGKQ50-W型抗旱灌溉机组,机组选择汽油泵作为动力设备。试验测试了机组首部耗油量及配备4种常用型号微喷带的喷洒均匀系数,计算并验证了与不同微喷带组合后的最大灌溉面积以及灌溉667 m^2土地所需的运行成本。结果表明,机组首部与微喷带组合后的最大运行流量为20 m^3/h,与Ⅰ号微喷带组合后喷洒均匀系数低于70%,与Ⅱ号微喷带的组合方式为2条33 m以2 m的间距并列铺设,组合后的喷洒均匀系数为73.30%,灌溉667 m^2土地运行成本为470.9元;与Ⅲ号微喷带的组合方式为3条83.3 m以3.5 m的间距并列铺设,组合后的喷洒均匀系数为77.06%,灌溉667 m^2土地运行成本为175.2元;与Ⅳ号微喷带的组合方式为3条99.3 m以2 m的间距并列铺设,组合后的喷洒均匀系数为77.40%,灌溉667 m^2土地运行成本为320.0元。综合考虑喷洒均匀系数及运行成本,Ⅲ号微喷带省工省时,适合进行大面积灌溉;Ⅱ号微喷带灌溉区域灵活性强,适合在小型零散地块使用。

灌溉流量自调节阀的结构设计与性能分析

基于土壤负压原理、产品结构优化设计和信息感知、无线传输、微电子控制等先进技术,研发了适用于输配水管路的灌溉流量自调节阀新型样品,具有土壤实际水分状况感知采集、信息反馈和输水流量实时调节控制等复合功能。根据其工作原理和设计技术指标,通过室内试验对灌溉流量自调节阀进行指标测试和性能分析,结果表明:试制的DN25流量自调节阀样品的开度调节范围0~100%,在100~300 kPa供水压力下,流量自调节精准度达81%~99%,且控制灵敏度较高,阀片响应时间随着阀门开度增大而逐渐延长,单程启闭最长响应时间不足3 s,较好地实现了节水灌溉的流量精量调配功效,为流量自调节阀的进一步结构优化、性能改进和产品定型等提供技术依据。

智慧课堂的教学模式设计——以环境土壤学实验为例

智慧课堂是信息化技术发展中高校教学改革的必然趋势,本文主要依托开放式虚拟仿真实验教学共享平台和微信公众平台相结合的方式,主要从课程学习环境设计、课程教学过程设计以及实践应用效果三方面对智慧课堂教学模式进行设计,以期为智慧课堂的教学改革提供实践案例。

合肥市农业碳排放的时空变化特征研究

本文根据碳源排放量计算公式,计算合肥市农业碳排放量,描述合肥市农业碳排放总量与各个碳源的时空变化特征。结果显示:合肥市农业碳排放量呈现逐年上升趋势,2004 年~2016 年碳排放增幅可达75.26%;合肥市碳排放组分中主要以化肥施用量与翻耕为主,化肥施用量占总碳排放的42%~46%,翻耕占总碳排放的37%~43%;对2016 年的合肥市空间变化进行研究,长丰县排放量可达为14.9 万吨,居于首位;庐江县为12.89 万吨,合肥市辖区与巢湖市排放量最小。

施肥策略对新疆棉花产量、品质与水氮利用的影响

通过田间小区试验,研究了2种施肥方式(F_1氮磷钾肥全部滴施;F_2氮肥滴施,磷钾肥基施)、4个施氮水平(150,225,300,375 kg/hm^2)对膜下滴灌棉花产量、品质和水氮利用率的影响.结果表明:2种施肥方式下,低氮用量150 kg/hm^2时棉花蕾铃脱落率显著增加,单株有效铃数和单铃质量减小,棉花水氮利用率低,产量降低.4种氮肥水平下,随着施氮量的增加,棉花蕾铃脱落率呈先降低后上升的趋势,产量和水氮利用率呈先增加后下降的趋势.施肥方式F_2下棉花平均蕾铃脱落率较F_1施肥方式减少3.35%,棉花平均产量增加4.06%,水氮利用率分别增加12.58%和3.01%.施氮量显著影响棉纤维整齐度指数、马克隆值、断裂比强度,施氮量为300kg/hm^2时均达到最高.施肥方式F_2下300 kg/hm^2时,棉花蕾铃脱落率低,单株有效铃数、单铃质量和衣分率高,产量最高达到6 992.33 kg/hm^2,水氮利用率分别为1.45 kg/m^3和45.90%,棉纤维成熟度好,强度大.

磁化再生水对玉米幼苗生长及土壤盐分的影响

以玉米为研究对象,进行种子萌发试验和幼苗生长试验,研究0、1000、3000、5000、8000 Gs磁场强度磁化清水对玉米种子萌发的影响,以及磁化清水、磁化再生水对玉米幼苗生长的影响,以期为再生水的安全利用提供理论依据。结果表明,一定磁场强度(0~5000 Gs)下,磁化清水处理玉米种子的发芽势、发芽率、发芽指数提高,活力指数降低;当磁场强度达到8000 Gs时,发芽势、发芽率、发芽指数均有所降低,活力指数与未磁化处理一致,上述变化差异均不显著。与磁化清水相比,磁化再生水可提高玉米幼苗株高,但差异不显著;与未磁化再生水相比,磁化再生水灌溉对玉米幼苗株高前期抑制后期提高,尤其是磁场强度3000 Gs和8000 Gs处理。与未磁化处理相比,磁化清水、磁化再生水总体上均可提高玉米幼苗叶片含水率和SOD活性,降低土壤斥水性,中强度磁化再生水、磁化清水均会显著提高土壤盐分含量,但磁化清水、磁化再生水间差异均不显著。综合分析,磁化处理对玉米种子萌发、生长总体上有促进作用,但磁化再生水与磁化清水处理对玉米幼苗生长的影响总体上差异不显著,中强度磁化再生水、磁化清水会提高土壤盐分含量。

生态灌区的概念、属性与指标体系研究

生态灌区是生态文明在灌区建设中的体现,是我国灌区今后升级改造的理想模式,当前其理论体系尚未完善,且缺乏实践探索。基于当前生态灌区研究的大量文献,从生态灌区概念、属性、指标体系三个方面展开评述,展望了生态灌区研究的发展趋势。

多级复合网式过滤器水力性能试验研究

多级复合网式过滤器是将不同目数的滤网(50、80、120目)集成在同一壳体以增加其过滤效果的微灌用过滤器。【目的】研究该过滤器性能。【方法】开展清水试验,考察过滤器清洁压降变化;开展浑水试验,以流量和含沙量为因素,其中,流量设置18、22、26m^(3)/h,含沙量设置0.07、0.10、0.13g/L,考察水头损失、流量、浊度等指标变化规律。【结果】清水试验时,过滤器清洁压降曲线符合幂函数关系,拟合系数0.9999;浑水试验时,流量起初较稳定,约18~30min后出现拐点而急剧下降;相对应的,过滤器水头损失则起初稳定,出现拐点后急剧增大,流量和含沙量越大,流量和水头损失变化的拐点出现越早,过滤周期越短,过滤器发生堵塞的时间越短,但发生堵塞后,浊度出现降低趋势,预示过滤效果更好。【结论】新研发的多级复合网式过滤器(壳体内径370 mm,高720mm)水力性能变化规律与单一网式过滤器类似,而且过滤周期较长,过滤精度较高,适用于微灌系统。

玻璃球滤料在微灌过滤装置中的应用试验研究

【目的】探索玻璃球滤料在微灌过滤器上的过滤效果。【方法】通过设置不同梯度的初始过滤速度及浑水质量分数,分析了在不同的初始过滤速度和浑水质量分数条件下对过滤出水浊度、过滤出水瞬时流量及玻璃球滤料滤层进出口压降的影响。【结果】在过滤速度为0.015 m/s时,过滤浑水质量分数的提高对其滤后水的浊度影响较大,当过滤速度为0.020、0.025和0.030 m/s时,过滤浑水质量分数的提高对滤后水初始浊度影响较大,对后续过滤出水浊度影响效果不显著。在同一种浑水质量分数条件下,随着初始过滤流速的增大,过滤瞬时流量在一个过滤周期内的减少量依次增大;在同一种初始过滤流速条件下,随着过滤浑水质量分数的增加,过滤瞬时流量在一个过滤周期内的减少量也随之增加。在同一初始过滤流速条件下,滤层进出口压降随着过滤浑水质量分数的增大而增大。【结论】玻璃球滤料对于杂质颗粒的过滤在过滤初期第一阶段以拦截为主,随着过滤的进行浑水的过滤出水浊度、过滤出水瞬时流量、进出口压差趋于稳定,此时过滤进入第二阶段,对于浑水中杂质颗粒的过滤以拦截及填充在滤料之间的杂质颗粒的吸附作用为主。

SWAT模型在青铜峡灌区的应用研究

由于青铜峡灌区退水量大,对退水量的预测较难。本文结合青铜峡灌区引黄水循环特点,在对自然流域水文模型SWAT完善的基础上,设置不同情景模式(不同节水方案),基于SWAT模型对不同节水模式下灌区水文过程进行模拟,分析不同水管理措施对灌区水循环转化的定量影响。研究结果表明:模型基本概化了研究区的参数,基本能够模拟青铜峡灌区的排水沟流量变化过程。利用校准后的模型初步定量模拟出如下结果:灌区实际多年平均蒸散量约为16.7亿m^3,地表径流汇入黄河的多年平均水量约为8.1亿m^3,地下水补给黄河的多年平均水量约为11亿m^3,地表水入渗补给地下多年平均水量约为19亿m^3。这可以为灌区进一步的节水灌溉发展提供科技支撑。

不同施肥时序滴灌双点源交汇下土壤水氮分布研究

【目的】探究不同施肥时序下滴灌双点源交汇水、氮的运移规律和分布特征,为滴灌系统施肥装置的合理运行提供技术支撑。【方法】通过室内土槽试验,设置3个硝态氮质量浓度(300、600、900 mg/L)和3种施肥时序(1/2N-1/2W、1/4W-1/2N-1/4W、3/8W-1/2N-1/8W),分析了土壤湿润锋的运移以及水分、硝态氮在土体内的分布情况。【结果】交汇前湿润锋在水平和垂直方向上的运移距离与时间t符合幂函数关系,在交汇面垂直方向上的湿润锋运移距离与时间t可用二项式拟合。各处理的水分分布规律基本相同,随深度的增加,土壤含水率降低,从0~10 cm的30%~35%缓慢降低至10~15 cm土层的19%~25%。在交汇面上的土壤含水率不大于相同土层其他位置的含水率,但硝态氮量比相同土层其他位置的大。增加肥液质量浓度,土体内相同位置的硝态氮量增加。不同施肥时序下,硝态氮在点源交汇区域的内部和边缘的量存在差异。【结论】综合考虑硝态氮的分布规律和减少淋失,在点源交汇情况下,采用水-肥-水的施肥时序(即1/4W-1/2N-1/4W、3/8W-1/2N-1/8W)较肥-水的施肥时序(1/2N-1/2W)能减少硝态氮在点源交汇区域的边缘积累,控制氮肥的淋失。

畦灌不同液施模式下水氮空间分布特征

【目的】改善土壤水氮分布。【方法】基于夏玉米生长关键期灌溉施肥的试验结果,探究畦灌不同液施模式对土壤水氮空间分布状况及其变化趋势的影响。选取畦宽(1.5、2.3、3.2 m),施肥时机(灌溉到畦长的1/3、1/2施肥和全程施肥)和改水成数(85%、90%、95%)3个因素,每个因素3个水平,设置传统畦灌进行对照,采取正交设计选取最优水平组合,以形成适合作物生长发育的土壤水氮空间分布状况。【结果】畦宽对于土壤水分沿畦长分布的变异系数有显著影响,贡献率达94.36%;改水成数影响水分和氮素沿畦长分布均匀性(DUWH和DUNH、DUNQ),尤其对氮素沿畦长分布均匀性有显著影响,贡献率分别为23.9%、91.74%和71.26%;施肥时机仅对DUWH和DUNQ有显著影响,贡献率为56.09%和27.41%。【结论】液施条件下可以改善土壤水氮空间分布;畦宽为1.5 m、灌溉到畦长1/2时施肥,改水成数为95%的施肥方式可以形成较好的土壤水氮储存效率和水氮沿畦长分布均匀性。

微灌多级复合网式过滤器的设计和试验

网式过滤器是微灌系统上广泛应用的过滤装置之一,微灌上常将不同过滤精度的过滤器组合使用以达到更好的过滤效果,但这同时也导致过滤器组出现了占据空间大、连接件多、清洗不便等问题。基于此,在分析网式过滤器过滤机理的基础上,设计了一种微灌多级复合网式过滤器,将不同过滤精度的筛网有效集中在同一壳体内,同时设计了对多级滤网进行清洗的刷体,并设计了控制装置。在设计的基础上,试制了样机,展开了水力性能试验,结果表明:自主研发的复合网式过滤器清洁压降变化规律仍近似于网式过滤器,可用幂函数表示;在过流量30 m^3/h情况下,复合网式过滤器的水头损失仅1.5 m,证明了其结构的合理性。

滴灌用过滤装置的研究现状及发展趋势

由于滴灌灌水器流道较小,滴灌系统对水质要求颇高,因此过滤装置在滴灌中非常重要。国内外学者对其进行了大量的研究和研发工作。在此背景下,在简要阐述滴灌用砂石、网式、叠片式和离心式过滤器工作原理的基础上,对滴灌用过滤器的研究现状进行了系统归纳总结,对过滤器研究存在问题和发展趋势进行了讨论。认为目前针对过滤器水头损失和堵塞的变化规律及影响因素的试验研究较多;在建立过滤器水头损失理论计算方程和模型模拟过滤器内部水流流态等方面已引入流体计算模型;而砂石过滤器滤料和滤帽、网式过滤器自清洗装置、叠片式过滤器叠片以及一体式组合过滤器结构的改进等是过滤器研发的热点。研究认为将来过滤器的研究研发工作可重点针对过滤器模拟技术和适应我国国情的过滤器研制等方面展开。本研究可为滴灌用过滤器的研究提供一定的技术支撑。

两种典型微灌加气装置溶解氧效果试验研究

采用加气装置通过微灌系统进行加气灌溉对作物生长、土壤环境有显著影响,适宜的加气装置有助于灌溉和生产。溶解氧是表征加气效果的重要指标之一,是加气灌溉研究关注的重要内容。【目的】探究溶解氧在不同条件下的变化规律。【方法】采用超微米气泡循环加气装置和空气压缩机加气装置,通过对比试验,研究了温度、通气时间等因素对2种微灌加气装置溶解氧效果的影响。【结果】2种加气装置在不同温度、不同通气时间下溶氧量均随时间变化而缓慢衰减,超微米气泡循环加气装置呈现的衰减趋势更为明显;2种加气装置溶氧量与水温呈线性负相关关系,决定系数R2都达到了0.98以上。【结论】采用空气压缩机加气时,不同的进气量会影响水中溶氧量的变化;加气对流量均匀性的负面作用不明显。

液施肥不同畦灌方式对土壤水氮分布及夏玉米生长性状影响

为探究肥料液施条件下波涌畦灌和常规畦灌2种不同畦灌方式的土壤水氮分布及对夏玉米的生长、产量的影响,展开了大田试验,分析水氮空间分布的变异性、水氮储存效率和灌水施肥效率,对夏玉米进行考种及干物质积累的测定。灌后3天,波涌畦灌和常规畦灌在0~60 cm土层内含水率较灌前增加了44.38%、44.77%,硝态氮含量增加了4.94、3.13 mg/kg,波涌畦灌灌水效率为36.01%,较常规畦灌低26.51%,波涌畦灌施肥效率为25.67%,较常规畦灌高57.87%。波涌畦灌考种指标及干物质积累量高于常规畦灌,各项指标较常规畦灌高0.94%~9.31%,产量提升0.75%。由于波涌畦灌灌水量高,导致其灌水效率降低,但施肥效率有所提高,波涌畦灌水氮空间分布优于常规畦灌,更有利于夏玉米生长发育。

SWAT模型在青铜峡灌区水循环的应用研究Ⅱ:模型应用

由于青铜峡灌区退水量大,对退水量的预测较难。在已有前期研究基础上,运用完善后的自然流域水文模型SWAT,设置不同情景模式,分析不同水管理措施对灌区水循环转化的定量影响。研究结果表明:不同灌水量下,实际蒸散量排序为高水灌溉>中水灌溉>低水灌溉,随着灌水量的增加实际蒸散量数值变大;根部区域渗漏的水量排序为高水灌溉>中水灌溉>低水灌溉,随着灌水量的增加根部区域渗漏水量值加大;地表径流对黄河的贡献量排序为高水灌溉>中水灌溉>低水灌溉,随着灌水量的增加贡献量值变大;地下径流对黄河的贡献量无差异,该值与灌水量的相关性不大。这可以为灌区进一步的节水灌溉发展提供科技支撑。