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• 2018年, 36卷, 第8期
  刊出日期：2018-08-25

    

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  泵理论与技术
  

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  封面

  2018, 36(8): 1.

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  目录

  2018, 36(8): 2.

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  非吸附性离子浓度对红壤入渗特性的影响

  刘伟佳^,, 李占斌^*, 邹大胜, 裴青宝^,

  2018, 36(8): 645-650. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1039

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  为了研究非吸附性离子(以Cl^-为例)的浓度变化对红壤水分运动溶质迁移特性及分布规律的影响,通过一维垂直入渗法,并借助于HYDRUS模型对其进行了模拟.结果表明:初始Cl^-浓度对红壤湿润锋推进和入渗能力有较强的影响,初始Cl^-浓度越大湿润锋推进越快,累积入渗量和稳定入渗率也相应地增加,但在入渗开始初期100 min内这种影响不显著.初始Cl^-浓度也影响了入渗结束后土体内含水率和Cl^-含量的分布,同一土层深度含水率与Cl^-含量随初始浓度的增加而变大.HYDRUS模型对不同浓度下的红壤水分Cl^-入渗及分布模拟平均相对误差在9.3%以内,模拟效率系数均在0.85以上,模型的适应性较好.研究结果可为红壤区水肥一体化灌溉水分溶质运移研究提供指导.
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  灌溉水质和灌水方式对红壤斥水性及其理化性质的影响

  胡廷飞, 王辉^*, 胡传旺, 卢佳宇, 朱晋斌

  2018, 36(8): 651-655. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1167

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  以蒸馏水为对照,选取再生水和稀释2,4,6倍再生水等4种低质水,采用连续灌溉和再生水-蒸馏水交替灌溉等2种灌溉方式对红壤进行1年的处理,以此探明灌溉水质和灌水方式对酸性土壤斥水性、pH、盐分及有机质质量比的影响.结果表明:2种灌溉方式下红壤均产生亚临界斥水性,连续灌溉下红壤接触角比交替灌溉平均增加了23.1°;2种灌溉方式均使红壤酸性增强,盐分和有机质质量比增加,其中连续灌溉下的增长率大于交替灌溉下增长率;连续灌溉下红壤斥水性、pH、盐分和有机质质量比随灌溉水质的变化均可用二次函数来描述,决定系数均在0.9以上;交替灌溉下,红壤斥水性和盐分与灌溉水质的关系可用二次函数来表示,决定系数均在0.9以上,而土壤pH和有机质质量比与灌溉水质相关性不明显;2种灌溉方式下,红壤斥水性与pH呈负相关,与盐分质量比呈正相关,与土壤有机质质量比在连续灌溉下表现为正相关,而交替灌溉下则相反.采用再生水-蒸馏水交替灌溉方式能抑制土壤斥水性的产生.
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  小桐子修复镉污染土壤的水分调控效应

  杨莹, 杨启良^*, 武振中, 王焕昌

  2018, 36(8): 656-661. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1005

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  通过温室盆栽试验研究了小桐子幼树在不同灌水上限(W1:30%FC,W2:50%FC,W3:70%FC,W4:90%FC)和镉质量比(Cd0:0 mg/kg,Cd1:50 mg/kg,Cd2:100 mg/kg,Cd3:200 mg/kg)下的生长状况、灌溉水利用效率(WUE)及小桐子富集镉的特征.结果表明:小桐子体内镉的富集量随着镉质量比的增加而增大(P<0.01),而小桐子的生长、土壤镉转移系数(TF)、生物富集系数(BF)和灌溉水利用效率均随着镉质量比的增加而下降(P<0.05).小桐子体内镉的富集量,TF,BF均随着灌水量的增加呈现出先增大后减小的趋势,其各器官富集镉的能力由高到低依次为根系、茎杆、叶片.在本研究条件下,有利于小桐子修复镉污染土壤的最佳灌水量和镉质量比组合为W3Cd1.
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  分根区交替灌溉对北疆加工番茄生理生长及产量的影响

  赵娣^,, 王振华^,*, 李文昊^,, 张金珠^,, 吕德生^,, 张继峯^,

  2018, 36(8): 662-667. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1011

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  分根区交替灌溉被广泛应用于园艺作物和农作物中,以达到高效节水的目的.采用桶栽试验,供试加工番茄为当地主栽品种“金番3166”,研究了3种灌溉方式(AI,FI,CI)与滴灌覆膜结合,在3个灌水水平(W1:5 850 m³/hm²,W2:4 500 m³/hm²,W3:3 150 m³/hm²)下的加工番茄生理生长及产量变化.结果表明:W1条件下,AI较CI加工番茄生育期末根系干物质质量、产量及水分利用效率分别提高5.95%,16.87%及17.29%;较FI分别提高14.62%,19.77%及8.33%.叶绿素SPAD,F_v/F_m,Q_p,P_n,叶片iWUE最大值均在AIW1处理,N_pq最大值在FIW3处理.产量与P_n、根冠比有较好的相关关系.分根区交替灌溉在适宜的灌溉定额下不仅能提高水分利用效率,还能提高叶片叶绿素含量以提高净光合能力,达到增产的目的.综上,AIW1处理是加工番茄高效节水增产的最佳灌溉模式.
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  压砂条件下水分一维垂直入渗试验研究

  魏童, 谭军利^,,*, 葛敏, 马中昇

  2018, 36(8): 668-672. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1196

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  为研究压砂对土壤水分垂直入渗规律的影响,选取沙土和壤土这2种土壤作为研究对象,采用土柱试验模拟压砂条件下沙土和壤土的水分入渗垂直运动的影响规律,并分别设置2种土壤无压砂处理的对照试验,分析压砂对2种土壤的水分入渗垂直运动的影响规律.结果表明:压砂提高了包含砂层在内的土壤入渗能力,但抑制了砂层下土壤的入渗性能;通过函数拟合得到了累积入渗量随入渗时间变化的经验方程式,拟合程度较高;压砂条件对土壤初渗速率有较大影响,压砂条件下的沙土的初渗速率为不压砂的1.67倍,壤土为2.37倍,压砂对壤土初渗速率影响更为明显;稳渗速率均较小,且压砂对2种土壤的稳渗速率无明显影响;压砂对2种土壤的湿润深度随累积入渗量的变化均起到抑制作用,且对壤土抑制作用更强,2种土壤去除砂层影响后土层的湿润锋深度与累积入渗量的关系均近似呈线性规律.
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  调亏模式下灌水定额对夏玉米生长及产量的影响

  邱新强^,, 王艳平^,, 和刚^,, 秦海霞^,, 张玉顺^,, 路振广^,*

  2018, 36(8): 673-678. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1051

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  为寻求合理的夏玉米调亏灌溉控制指标,通过防雨棚下测坑试验,对比分析不同灌水控制下限和灌水定额组合下夏玉米生长发育、耗水及产量形成的差异.结果表明:夏玉米生育前期的叶面积指数LAI值随灌水定额增大呈上升变化,重旱条件下其LAI和株高均较低,受轻旱后及时复水仍可保证正常株高;夏玉米的总耗水量和籽粒产量随干旱程度加剧呈下降变化,灌水定额变化对二者影响明显,但无趋势性变化;灌水定额75,90,105 mm处理的水分利用效率WUE普遍较高,同一灌水定额下中旱处理的WUE均高于轻旱处理.结合生产实际,以高产兼顾高水分生产率为目标,推荐拔节前60 mm、拔节后75 mm为节水高效的灌水定额,苗期45%田间持水量FC、拔节期50%~55%FC、抽雄期60%FC、灌浆期50%FC为合理灌溉控制下限标准.
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  盐胁迫下水氮处理对小桐子生理特性的影响

  刘冰, 杨启良^*, 徐曼

  2018, 36(8): 679-684. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1001

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  为研究盐胁迫条件下不同水氮处理对小桐子幼树生理特性的影响,采用3个灌水水平(灌水处理的每次灌水量分别为T1:3.2 L/株,T2:5.4 L/株,T3:9.6 L/株),4个施氮水平(NZ:0 g,NL:10 g,NM:30 g,NH:50 g),共12个处理,6次重复,进行温室小区试验.结果表明:盐胁迫下适当增加灌水量可以有效提高小桐子的净光合速率;在盐胁迫且不施氮条件下,与T1相比T2和T3能促进小桐子的光合特性、叶水势增加;适宜的土壤水氮调控有助于增加小桐子的光合作用;在盐胁迫与灌水量相同处理条件下,与NZ相比,NL,NM,NH下的小桐子的光合作用显著,且叶水势减小.与T3NH比,T3NM的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶水势分别显著提高4.98%,6.01%,9.14%,22.97%.在盐胁迫下,有利于小桐子生理特性的最优处理是T3NM.
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  多因素下全射流喷头射程计算模型及试验

  李扬帆, 刘俊萍^*, 李滔, 许继恩

  2018, 36(8): 685-689. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1006

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  为了深入研究多因素条件下全射流喷头射程公式,预测全射流喷头射程模型.采用组合法对全射流喷头射程进行试验设计,包括测量喷嘴直径、喷头仰角、工作压力、安装高度等因素,总结全射流喷头射程在不同因素下的变化规律,利用1stOpt软件进行数据分析得到全射流喷头射程计算公式,并利用此公式与当前常用的2个喷头射程公式进行对比分析.结果表明:随着工作压力的变化射程出现较大的变化,喷头射程随喷头仰角的增大呈先增大后减小的抛物线型变化,喷头安装高度对射程的影响较小,喷嘴直径越大喷头射程越大.全射流喷头射程与单个因素之间的关系与所建立的模型拟合较好,呈幂函数关系,计算射程与试验射程相差小于8%,研究结果可为全射流喷头射程的预测提供理论依据.
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  电驱动卷盘式喷灌机驱动与控制系统

  杨磊^*, 汤跃, 汤玲迪, 吴晨

  2018, 36(8): 690-695. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1159

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  针对现有电驱动卷盘喷灌机无法实现作业信息无线物联和控制的问题,设计了一种基于手机APP的卷盘式喷灌机无刷直流电动机驱动与控制系统.以直流电动机代替机械式水涡轮作为卷盘喷灌机的驱动装置,分析并建立了卷盘喷灌机现场作业工况模型;采用STM32作为系统控制器,引入了增量式PID电动机调速,设计了可以远程监控卷盘喷灌机作业的手机客户端,系统完成自动校正.经过试验测试表明,驱动电动机可以稳定在设定转速上,在10%的负载扰动下转速可以较快回到设定值,手机客户端可以远程监控卷盘喷灌机的运行剩余时间、PE管长度电动机转速、卷盘转速和PE管回收速度等作业信息,为实现喷灌机智慧灌溉提供了前台保障.
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  新型三折叠喷洒臂结构设计及动力学仿真

  余聪^*, 汤玲迪, 汤跃

  2018, 36(8): 696-701. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.0068

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  针对目前卷盘式喷灌机配套单喷头车水力能耗高,而水力能耗低的桁架式喷洒车不能折叠的问题,设计了1种新型三折叠喷洒臂桁架结构,确定了各杆件的长度以及连接关系,建立了基于多刚体系统动力学理论的拉格朗日法机构动力学方程,结合ADAMS虚拟样机技术仿真分析了三折叠喷洒臂结构在正弦函数驱动下的各杆件运动响应以及动力学特性.根据分析结果对结构进行了改进,结果表明,三折叠喷洒臂结构折叠过程运动平稳,完全收拢后内侧杆件折叠角为86.2°,各杆的最大受力突变出现在折叠收拢角为85.6°时,此时液压缸输出最大推力为2 800 N,各杆最大应力为10 MPa,远远满足管用防锈铝合金材料130 MPa的许用应力要求.由此表明,三折叠喷洒臂结构具有较好的折叠收拢效果,各杆件受力满足结构强度要求,为验证三折叠喷洒臂结构设计的合理性及加工物理样机的可行性提供了依据.
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  膜片对管上式压力补偿灌水器水力性能的影响

  徐耀, 苏艳平, 杨培岭^*, 任树梅, 李旭

  2018, 36(8): 702-706. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1023

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  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(3DP)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A₃B₄,即弹性膜片的厚度为2.0 mm,邵氏硬度为60.
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  灌溉渠道生态化设计研究进展

  毕博, 陈丹^*, 汤树海, 陈菁, 毕利东

  2018, 36(8): 707-712. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1080

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  针对灌区硬质化渠道导致生物栖息环境退化和水陆生物通道阻隔的问题,主要从生态护坡技术、营造生境条件、构建生物通道等方面,总结分析了国内外关于灌溉渠道生态化设计的方法和实践.研究表明,现有研究主要集中在渠道材质自然化、表面多孔粗糙化、流况多样化、断面和地形多样化、植栽绿美化、生物通道与生态保育等方面,中国的相关研究与实践尚处于起步阶段.在阐述生态型渠道概念与作用的基础上,归纳分析了生态衬砌形式、新型生态护坡材料和植被工程护坡等生态护坡技术,渠道坡面生态孔洞、渠底多样化和多孔质空间等生境条件构建方法,以及硬质护坡坡面生态改造和边坡植被生态修复等生物通道构建方法,并对其特点和适用性进行了对比分析,总结提出了中国灌溉渠道生态化设计研究的热点问题和发展方向.
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  小桐子种子图像的背景分割与参数检测

  王焕昌, 杨启良^*, 杨莹

  2018, 36(8): 713-718. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1032

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  为解决凭借人工经验方式对小桐子种子品质进行筛选效率较低、主观性强、错误率高且实时性差等问题,采用数字图像处理技术对小桐子种子图像进行分析,针对其特征对图像进行了R,G,B彩色分量的算术运算融合,采用形态学开运算进行消噪处理,并根据OTSU方法进行自适应的阈值选取将图像处理成二值图像,利用LOG算子实现了图像的边缘提取,且通过计算得到了小桐子种子的部分形态特征参数值.结果表明,与人工分割的方法相对比,90幅具有不同摆放方式的小桐子种子图像的平均分割误差不超过0.63%,最大分割误差为1.07%,均方误差σ不超过0.006 4,能较为准确地实现小桐子种子图像的背景分割和参数检测.
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  基于离散元法的番茄秸秆立式螺旋混合机理

  吴硕^,*, 李萍萍, 张西良, 徐云峰, 刘继展, 王纪章

  2018, 36(8): 719-724. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1062

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  对番茄秸秆碎料的本征参数和接触参数进行测定,以物料自然休止角为判断依据,通过正交试验法标定离散元仿真参数组合,并分别进行仿真试验和样机试验,分析发现:桶内物料颗粒宏观上为对流混合过程;物料颗粒与叶片表面法向方向形成一定角度做发散运动,距离叶片越远,颗粒速度越小;上下叶片之间存在很多湍流区域,无明显直径方向上扩散运动过程;叶片转速提高、螺距增大、填充高度降低都有利于物料混合均匀,揭示的高效混合机理为后期设备的开发与优化提供理论基础.
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  南方平原灌区稻田涝水过程模拟

  熊玉江, 徐俊增^*, 李亚龙, 李江安, 孙勇

  2018, 36(8): 725-731. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1007

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  基于高邮灌区典型区域降雨涝水过程监测,根据灌区特点对水箱模型进行改进,构建了适合于平原稻区稻田涝水过程模拟模型,采用自适应遗传算法对模型参数进行了率定,并对模型在水稻灌区的适应性进行评价.结果表明:稻田水箱模型对稻田涝水过程模拟具有较高精度.率定期,降雨径流模拟值与实测值均方根误差RMSE为0.17~0.28 mm/h,相关系数r大于0.95,模型纳什系数NSE为0.79~0.96.验证期,降雨径流模拟值与实测值之间均方根误差RMSE为0.06~0.29 mm/h,相关系数r超过0.88,模型模拟纳什系数NSE为0.73~0.93;对稻田蓄水深的模拟,均方根误差RMSE为15~20 mm,相关系数均大于0.95,纳什系数NSE为0.84~0.90.因此,改进的稻田水箱模型能够反映稻田的水循环过程,可为南方平原水稻灌区防洪除涝减灾对策的制定提供决策支持.
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  河套灌区井渠结合地下水数值模拟及均衡分析

  杨洋, 朱焱^*, 伍靖伟, 余乐时, 杨金忠

  2018, 36(8): 732-737. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1022

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  建立了河套灌区三维地下水数值模型,用2006—2013年灌区实测地下水埋深资料对模型进行率定和验证,并在规划的井渠结合区内,设置3种不同井灌区灌溉定额和3种秋浇频率,组合共9种井渠结合节水情景,分别分析了9种节水情景下的地下水动态变化.结果表明:井渠结合后全灌区地下水埋深范围为1.863~2.029 m,较现状条件增加0.084~0.250 m;不同灌域结合区井渠结合后地下水埋深差别很大,解放闸结合区地下水埋深最大,为2.308~2.803 m,永济结合区地下水埋深最小,为2.079~2.455 m;井渠结合后,入渗补给量减少2.01×10⁸ ~3.63×10⁸ m³/a,潜水蒸发量减少1.69×10⁸ ~3.03×10⁸ m³/a.
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  基于公共天气预报的广东青年运河灌区参考作物腾发量预报方法比较

  晏成明^,, 刘梦, 罗玉峰^*

  2018, 36(8): 738-743. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1164

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  为提出高精度适合广东青年运河灌区参考作物腾发量(ET₀)预报方法,制定精准的灌溉预报,降低农业用水量,本研究以灌区内的湛江站为研究对象,收集了该站点2003-01-01—2017-05-31逐日气象观测数据和2016-01-01—2017-05-31日的预见期为7 d的逐日公共天气预报数据,采用FAO-56 Penman-Monteith计算值作为基准,比较Hargreaves-Samani(HS)法、简化Penman-Monteith(PT)、逐日均值修正法的预报效果.结果表明:以上3种方法1~7 d预见期平均绝对误差平均值分别为0.908 3,0.903 1,0.947 9 mm/d,平均绝对误差分别为1.099 1,1.099 9,1.192 4 mm/d,相关系数分别为0.649 5,0.649 8,0.615 9,PT法的平均绝对误差以及相关系数均最好.就每个预见期而言,1~5 d预见期的最优预报方法均为PT法,6~7 d为HS法.因此,建议采用PT法进行青年运河灌区的ET₀预报.
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  中国省区虚拟水流动及对农业用水的影响

  郭相平^,, 余涛, 吴梦洋, 高爽, 操信春^,*

  2018, 36(8): 744-749. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1025

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  模拟省区间粮食虚拟水流动格局的基础上,从节水效应和对区域用水效率的改变2方面评价虚拟水流动对中国农业用水的影响.粮食虚拟水呈由北向南流动的总体格局,其中黑龙江与吉林贡献了虚拟水输出量的69.1%,广东、浙江、福建及上海占流入总量的56.2%;虚拟水在全国范围内节约了199.4亿m³的水资源;虚拟水流动提高了全部输入区的单位产品耗水(WFP)和用水量(WUP)和主要输入区的WFP,降低了除黑龙江、吉林之外所有输出区的WUP和WFP.各省区应根据自身状况和在虚拟水流动中的地位制定水资源高效利用与管理策略.其中,东北粮食主产区应从区域视角发展节水农业,提高农业的水资源利用效率.
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  膜下滴灌水氮耦合效应对玉米干物质与产量的影响

  冯亚阳, 史海滨^*, 李瑞平, 戚迎龙, 贾琼

  2018, 36(8): 750-755. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1016

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  通过大田试验研究膜下滴灌水氮耦合效应对玉米干物质与产量的影响,设置3个水分水平,按土壤含水率占田间持水率百分比的上下限不同设低、中、高水:低水 W1(拔节前60%~80%,拔节后55%~80%)、中水W2(拔节前65%~85%,拔节后60%~85%)、高水W3(拔节前75%~95%,拔节后70%~95%).施氮梯度按224,270,330 kg/hm²设低、中、高氮3个施氮水平.寻求适宜于科尔沁左翼中旗的玉米膜下滴灌适宜水氮用量,为玉米膜下滴灌达到高产、高效目标提供理论依据.研究结果表明:生育期中等施氮水平270 kg/hm²与高灌溉水平组合下可获得较高的全株干物质总量,但收获指数低于中水中氮的组合,中水中氮耦合用量下可获得较高的收获指数,能较好地调节光合产物在籽粒与营养器官间的分配;在当地典型地域及气候条件下,玉米采用膜下滴灌种植方式,增加水和氮的投入均能增产,并对产量有报酬递减效应,单因素施用水平的变动引起产量的改变是水分作用大于施氮作用.
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  氮肥调控对夏玉米根区土壤氮素吸收及其生产效率影响

  盖兆梅, 刘继龙^*

  2018, 36(8): 756-761. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.0001

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  为研究不同氮肥调控模式对于夏玉米生产效率的差异性影响,以松嫩平原黑土耕作区为研究对象,设置3种施肥水平(N1:280 kg/hm²,N2:320 kg/hm²,N3:360 kg/hm²),3种施肥比例(F1:20%-30%-50%,F2:33%-33%-33%,F3:50%-30%-20%),组合成9种处理.比较分析了不同处理下植株根系特征、植株氮素累积、作物产量及植株生产效率的差异,采用相关分析揭示植株根表面积对氮素累积量贡献效果,构建植株吸氮量与作物收获指数间的关联函数及其互作效应关系,最终筛选最优的氮素调控模式.结果表明,植株根系受氮素调控驱动影响较为显著,其中N1F2,N1F3处理条件下的植株根系总长较N1F1分别增加了306.4 cm和436.1 cm,且其根表面积和根质量也呈现不同程度的增加;在N2,N3施肥水平下,3种施肥比例分别呈现出相同的规律;植株根表面积与氮素累积量间关系密切,随着氮素的补给量增加,在N2施肥水平下,根表面积的增加对于氮素累积的促进最明显;N2F3处理条件下氮肥偏生产力达33.89 kg/kg,氮肥利用效率达到最优.另外,植株吸氮量与作物产量及收获指数具有显著的二次函数关系,表明在氮素供给与植株生产力之间存在最佳阈值.综合植株根系长势、氮素累积及生产效率状况等因素,最终决策N2F3的调控模式最适宜该区域.
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  BP神经网络与GA-BP农作物需水量预测模型对比

  江显群, 陈武奋^*

  2018, 36(8): 762-766. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1042

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  农作物需水量预测是制定合理灌溉制度的重要依据.针对BP神经网络的不足,利用遗传算法(GA)具有全局搜索能力强的特点,建立基于GA-BP神经网络的农作物需水量预测模型.以广州辣木农庄试验田农作物作为研究对象,结果表明:基于BP神经网络农作物需水量预测模型测试集均方误差和确定性系数分别为0.037和0.648;GA-BP神经网络农作物需水量预测模型测试集均方误差和确定性系数分别为0.013和0.882,GA-BP农作物需水量预测模型收敛速度、确定性系数和性能均优于BP农作物需水量预测模型.
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  泵理论与技术

  膜下滴灌棉田土壤呼吸特征及其影响因素

  刘芳婷^,, 范文波^,*, 张金玺^,, 江煜^,, 杨海梅^,, 董倩倩^,, 李长晓^,

  2018, 36(8): 767-772. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1014

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  为探讨膜下滴灌条件下棉田土壤呼吸的动态变化及其影响因子,在棉花生长期采用Li-8100A土壤碳通量自动测定仪连续观测垄上、垄间和裸地土壤呼吸速率及环境因子.结果表明:3种样地的土壤呼吸速率日变化均表现为单峰型曲线,峰值出现在14:30;月变化呈现先升高后降低的趋势,7月中下旬土壤呼吸速率最高.3种样地的土壤呼吸速率和土壤有机碳质量比差异性显著,由高到低依次为垄上、垄间、裸地,且垄上的土壤呼吸总量最大,是垄间和裸地的1.5倍和2.8倍,而土壤温度的差异性由大到小依次为裸地、垄上、垄间.采用相关分析法研究表明,土壤呼吸速率与土壤含水率的相关性较弱,与土壤有机碳质量比呈显著正相关.土壤温度能够解释土壤呼吸速率变异性的75.1%~84.4%,两者表现出较高的指数正相关关系;3种样地的土壤呼吸对温度的敏感系数差异显著,敏感系数由大到小依次为垄上(2.208)、垄间(2.160)、裸地(1.675).
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  泵理论与技术

  不同喷灌水氮组合对马铃薯耗水、产量和品质的影响

  臧文静, 李晶晶, 裴沙沙, 黎耀军, 严海军^*

  2018, 36(8): 773-778. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1216

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  为了探讨黑龙江省克山县圆形喷灌机条件下不同水氮组合对马铃薯的耗水规律、产量和品质的影响,同时确定节水、节肥、高产目标下适宜的水氮组合方式,试验设置了2个灌水水平:灌水总量W1(80 mm)和W2(100 mm);4个追氮量水平:F1(45 kg/hm²),F2(56.6 kg/hm²),F3(70 kg/hm²)和F4(86.6 kg/hm²);2个施氮频次:C1为块茎膨大期1次施入,C2为块茎膨大期分2次施入,并选择雨养区作为对照.结果表明:马铃薯全生育期耗水量为313~332 mm,块茎膨大期耗水量最大,占全生育期耗水总量63.4%~66.0%,幼苗期和块茎形成期是需水关键期,应结合马铃薯生长状况和当地雨水情况,适当进行补充灌溉;相比于其余处理,W2F4C2处理产量最高,达到46 525 kg/hm²;不同水氮组合间马铃薯的淀粉、维生素C、粗蛋白含量及商品薯率无显著差异,粗蛋白含量随着施氮量的增加呈现先降低后升高的趋势.综合比较,建议在黑龙江半湿润地区,可采用高水(100 mm)高肥(86.6 kg/hm²)高频次(块茎膨大期分2次施入)的方案.
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  泵理论与技术

  基于ELM的西北旱区参考作物蒸散量预报模型

  张皓杰, 崔宁博^,*, 徐颖, 钟丹, 胡笑涛, 龚道枝

  2018, 36(8): 779-784. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.18.1153

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  为实现气象资料缺失情况下ET₀的精确预报,选取中国西北旱区4个代表性站点的气象资料,建立15种基于极限学习机(ELM)的ET₀预报模型,并通过与其他ET₀计算模型对比和可移植性分析探究ELM在西北旱区的适用性.结果表明:基于温度和风速的ELM₇预报精度较高(整体评价指标GPI排名第4);基于温度和辐射的ELM₅预报精度(GPI排名第6)明显高于Iramk模型和Jensen-Haise模型;仅基于温度的ELM₉预报精度(GPI排名第8)高于Hargreaves-Samani模型.通过模型可移植性分析发现,ELM₇在西北旱区内各训练站点和预测站点组合下预报精度良好.因此,可将ELM₅(输入温度和辐射)、ELM₇(输入温度和风速)和ELM₉(输入温度)作为西北旱区较少气象参数输入情况下精确预报ET₀的推荐模型.