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有风条件下喷灌水滴微物理特征与抗风性研究 认领
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作者 徐泽辉 赵佳豪 +3 位作者 张义 李明瑞 秦铭 葛茂生 《节水灌溉》 北大核心 2021年第1期46-52,共7页
风力作用易引起喷灌水滴的漂移,造成喷灌水利用系数和喷洒均匀系数的降低。采用2D-Video-Distrometer实测了通过风场水滴的轴比、速度与落地角度等微物理特征,构建了风场中的水滴漂移模型。结果表明:风力作用导致水滴形状发生改变,水滴... 风力作用易引起喷灌水滴的漂移,造成喷灌水利用系数和喷洒均匀系数的降低。采用2D-Video-Distrometer实测了通过风场水滴的轴比、速度与落地角度等微物理特征,构建了风场中的水滴漂移模型。结果表明:风力作用导致水滴形状发生改变,水滴粒径越大,变形越明显。受风力驱动,水滴具有水平分速度,落地角度产生明显的倾角;风场中不同粒径水滴受风力、空气粘滞阻力的影响程度不同,合速度变化趋势存在差异。采用喷洒水滴弹道轨迹模拟的方法构建的水滴漂移模型具有较高计算精度,与实测值吻合良好。粒径小于3mm时各因素对水滴漂移距离影响程度大小顺序为水滴粒径>下落高度>风速,水滴粒径大于3mm时下落高度成为影响水滴漂移距离的最主要因素。 展开更多
关键词 喷灌 水滴 微物理特征 漂移
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偏负荷工况混流式水轮机转轮结构稳定性研究 认领
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作者 冯金海 凌祖光 +2 位作者 赵子文 李欢欢 陈帝伊 《水力发电学报》 北大核心 2021年第1期107-114,共8页
为探究偏负荷运行工况下混流式水轮机转轮结构稳定性,本文基于单向流固耦合方法,对三种典型偏负荷工况下转轮结构进行了静力学分析和模态分析。结果表明:受不稳定水流影响,80%、60%和40%负荷工况下,较大变形分别位于转轮下环、叶片出水... 为探究偏负荷运行工况下混流式水轮机转轮结构稳定性,本文基于单向流固耦合方法,对三种典型偏负荷工况下转轮结构进行了静力学分析和模态分析。结果表明:受不稳定水流影响,80%、60%和40%负荷工况下,较大变形分别位于转轮下环、叶片出水边中部以及叶片迎水刃处中部。预应力对转轮结构影响较小,其导致固有频率增加1 Hz左右;而水介质对转轮结构影响较大,导致固有频率降低15%~36%,且得到转轮固有频率更符合工程实际。受导叶出口处水流扰动影响,转轮结构极有可能发生共振,其振型主要表现为径向、弯曲、弯扭及绕轴旋转变形,其中弯扭变形影响最大,极可能导致叶片断裂。该研究成果可为混流式水轮机柔性运行稳定性提供一定理论参考。 展开更多
关键词 混流式水轮机 偏负荷工况 流固耦合 静力学分析 模态分析 数值模拟
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长期不同施肥措施下[土娄]土细菌群落结构变化及其主要影响因素 认领 被引量:6
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作者 刘平静 肖杰 +4 位作者 孙本华 高明霞 张树兰 杨学云 冯浩 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期307-315,共9页
【目的】研究不同施肥处理下土壤细菌群落的特征,为建立促进土壤生态系统稳定和健康的养分管理制度提供依据。【方法】陕西省杨凌示范区"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"的28年长期定位试验始于1990年秋,种植制度为冬小麦–... 【目的】研究不同施肥处理下土壤细菌群落的特征,为建立促进土壤生态系统稳定和健康的养分管理制度提供依据。【方法】陕西省杨凌示范区"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"的28年长期定位试验始于1990年秋,种植制度为冬小麦–夏休闲,无灌溉。本研究选取定位试验中不施肥(CK)、施用氮磷钾肥(N、P2O5、K2O分别为135、108、67.5 kg/hm^2,NPK)和有机无机肥配施(70%N来自牛粪,MNPK)3个处理。于2018年6月小麦收获后采集0-20 cm耕层土样,测定养分含量、含水量、微生物量碳含量、微生物量氮含量及目标土壤微生物。以1%琼脂糖凝胶电泳法检测土壤中DNA,根据97%相似度对序列进行OTU聚类、α多样性分析(包括Shannon、ACE和Chao1等指数),使用CANOCO 4.5软件对土壤细菌门水平群落结构、细菌相对丰度等与土壤理化性质进行冗余分析。【结果】与CK相比,NPK和MNPK处理显著提高了土壤有机碳、全氮、微生物量碳、微生物量氮、硝态氮和铵态氮含量,显著降低了土壤pH值。不同处理细菌基因拷贝数为每克干土6.69×10^9~16.46×10^9,与CK相比,NPK和MNPK处理细菌数量分别提高了77%和146%。MNPK处理的土壤细菌Shannon多样性指数显著高于CK和NPK处理,而Simpson指数显著低于CK和NPK处理,NPK与CK处理间两个指数无显著差异。3个处理的细菌丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)和均匀度指数均没有显著差异。在门水平上,共获得35个细菌类群,其中,放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为主要优势菌门(相对丰度>10%),占到全部菌门的80.1%~81.7%。与CK相比,MNPK处理显著降低了放线菌门(F=5.845,P<0.05)的相对丰度,增加了拟杆菌门(F=4.461,P<0.05)的相对丰度,3个处理间其他菌门均无显著差异。冗余分析结果显示,CK与NPK、MNPK处理的土壤细菌群落结构具有明显差异,且MNPK处理对土 展开更多
关键词 [土娄]土 氮磷钾平衡施肥 有机无机配合施肥 细菌群落结构 功能多样性指数 硝态氮 可溶性有机碳
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黄土高原典型区雨水资源化潜力模拟与评价 认领
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作者 高学睿 闫程晟 +3 位作者 王玉宝 赵西宁 赵旗 吴普特 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期275-283,共9页
为充分利用雨水资源应对黄土高原水土流失和干旱缺水的问题,引入分布式水文模拟技术,构建具有物理成因机制的分布式雨水资源化潜力评估模型,解决雨水资源利用的核心问题--评价当地的雨水资源化潜力。通过研究黄土高原典型区域黄河河口... 为充分利用雨水资源应对黄土高原水土流失和干旱缺水的问题,引入分布式水文模拟技术,构建具有物理成因机制的分布式雨水资源化潜力评估模型,解决雨水资源利用的核心问题--评价当地的雨水资源化潜力。通过研究黄土高原典型区域黄河河口镇至龙门段(河龙区间)的雨水资源情况,定量评估该区域雨水资源化潜力,结果表明:在气候变化和人类活动的双重背景下,20世纪80年代后,黄河流域河龙区间的地表径流量、土壤有效水增量和雨水资源化潜力呈现上升趋势;河龙区间大部分地区雨水资源呈增长趋势,雨水资源可基本满足现有条件下区域植被恢复的用水需求。气候变化对雨水资源化潜力起正影响作用,贡献率为63.4%,土地利用/覆盖变化则为负影响,贡献率为-36.6%。人类活动对区域雨水资源利用的影响不容忽视,应大力发展干旱半干旱区降雨-径流调控技术,提高雨水资源化利用率,以保障区域生态-经济协同可持续发展。 展开更多
关键词 黄土高原 雨水利用 退耕还林还草 雨水资源化潜力 分布式水文模型
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施氮和加气灌溉对黄瓜根区土壤环境及产量的影响 认领
5
作者 崔冰晶 牛文全 +1 位作者 杜娅丹 张倩 《节水灌溉》 北大核心 2020年第4期27-32,共6页
为了揭示施氮和加气灌溉对根区土壤环境及黄瓜产量的影响,以期为加气灌溉条件下黄瓜合理施肥、土壤环境改善和作物增产提供一定的理论基础与科学依据。本试验以黄瓜为供试作物,设置0、240、360 kg/hm^23个施氮水平和加气、不加气两种灌... 为了揭示施氮和加气灌溉对根区土壤环境及黄瓜产量的影响,以期为加气灌溉条件下黄瓜合理施肥、土壤环境改善和作物增产提供一定的理论基础与科学依据。本试验以黄瓜为供试作物,设置0、240、360 kg/hm^23个施氮水平和加气、不加气两种灌水模式,共6个处理。结果表明,与不加气地下滴灌相比,加气灌溉下土壤O-2含量提高2.0,土壤温度和充气孔隙度略有增大,土壤呼吸显著提高了25.2(P<0.05),黄瓜的水分利用效率也有所提高,改善了黄瓜根区土壤环境。此外,在施氮量为240 kg/hm^2时进行加气灌溉,为作物根区土壤提供了充足的氮肥供应和良好的水气配合,使土壤中水、肥、气、热达到相对最优平衡状态,对黄瓜土壤呼吸、土壤温度以及水分利用效率的促进作用更为明显,黄瓜产量达到72266 kg/hm^2,显著高于其他处理(P<0.05)。 展开更多
关键词 加气灌溉 土壤环境 施氮 水分利用效率 黄瓜产量
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基于APSIM模型不同水氮处理下N2O的排放研究 认领
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作者 马晨光 蔡焕杰 卢亚军 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2020年第11期120-129,共10页
【目的】探究关中平原冬小麦-夏玉米不同施氮量下不同生育期亏缺灌溉对冬小麦-夏玉米轮作体系N2O排放量及产量的影响,优化水氮管理措施。【方法】通过2016年10月—2018年10月田间试验,得到不同亏缺灌溉处理下作物产量、土壤水分和N2O排... 【目的】探究关中平原冬小麦-夏玉米不同施氮量下不同生育期亏缺灌溉对冬小麦-夏玉米轮作体系N2O排放量及产量的影响,优化水氮管理措施。【方法】通过2016年10月—2018年10月田间试验,得到不同亏缺灌溉处理下作物产量、土壤水分和N2O排放量数据;并利用得到的数据对农田生态系统管理模型(APSIM)进行调参,使用验证后的APSIM模型模拟不同施氮水平N50(50 kg/hm2)、N100(100 kg/hm2)、N150(150 kg/hm2)、N200(200 kg/hm2)、N250(250 kg/hm2)、N300(300 kg/hm2)和不同水分处理CK(充分灌水)、T1(苗期和拔节期重度亏水)、T2(苗期重度亏水、拔节期中度亏水)、T3(苗期重度亏水、灌浆期中度亏水)、T4(苗期和拔节期中度亏水)、T5(苗期和灌浆期中度亏水)下,作物产量、N2O排放量、N2O气体排放强度和水分利用效率变化特征。【结果】APSIM模型可以很好的模拟不同水分处理下作物生长发育,随着施氮量的增加,各水分处理N2O排放量均呈上升趋势,施氮量为150 kg/hm2时,每季轮作总产量最大。当施氮水平高于200 kg/hm2时,苗期重度亏水的T1和T2处理N2O排放量显著低于CK。当每季作物施氮量为150 kg/hm2时,整个轮作体系中在苗期和拔节期中度亏水的T4处理水分利用效率显著高于其他处理,为2.37 kg/m3,N2O排放强度则与T1处理之外的其他无显著差异。【结论】综合考虑冬小麦-夏玉米轮作体系经济和生态效应,每季作物施氮量以150 kg/hm2为最佳,水分处理则以在苗期和拔节期亏水的T4处理最佳。 展开更多
关键词 亏缺灌溉 施氮水平 APSIM模型 N2O排放 产量
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不同氮肥条件下补充灌溉对冬小麦生长、产量和WUE的影响 认领
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作者 呼红伟 蔡焕杰 +2 位作者 王鑫宇 孙亚楠 王云霏 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2020年第7期51-59,共9页
【目的】促进农业用水施肥增效,初步探索出适宜于陕西关中地区干旱年冬小麦高产的合理水肥区间。【方法】设置灌水次数和施氮量2个因素,灌水次数分别为全生育期不灌水(I0)、拔节期灌1次(I1)、抽穗期灌1次(I2)、拔节期和抽穗期各灌1次(I... 【目的】促进农业用水施肥增效,初步探索出适宜于陕西关中地区干旱年冬小麦高产的合理水肥区间。【方法】设置灌水次数和施氮量2个因素,灌水次数分别为全生育期不灌水(I0)、拔节期灌1次(I1)、抽穗期灌1次(I2)、拔节期和抽穗期各灌1次(I3),拔节期、抽穗期和成熟期各灌1次(I4),施氮量设置为75 kg/hm2(F1)、150 kg/hm2(F2)、300 kg/hm2(F3),研究了冬小麦生长指标、产量和水分利用效率。【结果】①随着灌水量的增加而增加,旱作雨养种植增加了作物对土壤储水量的吸收利用,在收获后腾出了相应的土壤水分库容。土壤水分的消耗量随施氮量的增加而略有增加。②在同一水分处理下,冬小麦地上部干物质量各生育期均呈高肥>中肥>低肥,增施氮肥能够显著增加地上部干物质量,同一氮肥水平处理下,各生育期的干物质量均随灌水量的增加而增加,且补灌拔节水对增加干物质量有着显著正效应。③灌水对产量有着极显著影响,对水分利用效率无显著性影响;施肥对产量无显著影响,与水分利用效率有着极显著的正相关关系。F1I0处理产量最低3728.00 kg/hm2,F3I4处理产量最大5905.90 kg/hm2,高出F1I0处理58.42%。F2I1处理WUE为1.88 kg/m3,产量为5377.1 kg/hm2,比F1I0处理WUE高出48.77%,比F1I0处理产量高出44.24%。【结论】在干旱年条件下,施氮量150 kg/hm2和在拔节期补灌1次(F2I1)为陕西关中地区较为适宜的高效水肥管理措施。 展开更多
关键词 灌溉 产量 水分利用效率 生物量 冬小麦
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基于迁移学习的卷积神经网络玉米病害图像识别 认领 被引量:12
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作者 许景辉 邵明烨 +1 位作者 王一琛 韩文霆 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期230-236,253共8页
为实现小数据样本复杂田间背景下的玉米病害图像识别,提出了一种基于迁移学习的卷积神经网络玉米病害图像识别模型。在VGG-16模型的基础上,设计了全新的全连接层模块,并将VGG-16模型在ImageNet图像数据集训练好的卷积层迁移到本模型中... 为实现小数据样本复杂田间背景下的玉米病害图像识别,提出了一种基于迁移学习的卷积神经网络玉米病害图像识别模型。在VGG-16模型的基础上,设计了全新的全连接层模块,并将VGG-16模型在ImageNet图像数据集训练好的卷积层迁移到本模型中。将收集到的玉米病害图像数据集按3∶1的比例分为训练集与测试集。为扩充图像数据,对训练集原图进行了旋转、翻转等操作。基于扩充前后的训练集,对只训练模型的全连接层和训练模型的全部层(卷积层+全连接层)两种迁移学习方式进行了试验,结果表明,数据扩充和训练模型的全部层能够提高模型的识别能力。在训练模型全部层和训练集数据扩充的条件下,对玉米健康叶、大斑病叶、锈病叶图像的平均识别准确率为95.33%。与全新学习相比,迁移学习能够明显提高模型的收敛速度与识别能力。将训练好的模型用Python开发为图形用户界面,可实现田间复杂背景下玉米大斑病与锈病图像的智能识别。 展开更多
关键词 玉米病害 迁移学习 深度学习 图像识别 卷积神经网络
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夏玉米苗期对不同时长干旱-复水的生理响应机制 认领
9
作者 肖钢 蔡焕杰 +1 位作者 沐青 赵龙 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2020年第5期57-63,共7页
为探究干旱-复水环境下夏玉米苗期的生理调节机制,采用桶栽的方式,设置3个水分处理:正常处理(CK):75%~85%θf(田间持水量),轻度胁迫(W1):60%~70%θf,中度胁迫(W2):50%~60%θf;设置3个胁迫时长,7 d(T1)、10 d(T2)、13 d(T3);于胁迫与复... 为探究干旱-复水环境下夏玉米苗期的生理调节机制,采用桶栽的方式,设置3个水分处理:正常处理(CK):75%~85%θf(田间持水量),轻度胁迫(W1):60%~70%θf,中度胁迫(W2):50%~60%θf;设置3个胁迫时长,7 d(T1)、10 d(T2)、13 d(T3);于胁迫与复水期间测定夏玉米苗期叶片的渗透调节物质、抗氧化酶及光合指标。结果表明:在轻度和中度胁迫下,脯氨酸(Pro)含量呈先增大后减小趋势,第3天达到峰值,相较于CK分别提高32.7%、44.1%;复水后,胁迫10 d处理的Pro累积量高于胁迫7 d的处理,而胁迫13 d无明显累积效应。超氧化物歧化酶(SOD)活性在胁迫期间呈先增大后减小趋势,第3天达到峰值,相较于CK分别提高22.0%、12.4%;复水后活性增强,且胁迫13 d处理的SOD活性高于胁迫10 d和胁迫7 d处理。过氧化物酶(POD)活性在轻度胁迫处理下呈先增大后减少趋势,在第3天达到峰值,相较于CK提高28.5%,而在中度胁迫处理下POD活性呈减小趋势,且低于CK;复水后酶活性均恢复至正常处理水平。丙二醛(MDA)含量在胁迫期间呈增高趋势,且胁迫时长越长,增幅越大,在胁迫13 d处理下,中度和轻度胁迫下的MDA含量相较于CK分别提高140%和281%;复水后胁迫缓解,所有处理组的MDA含量均恢复至正常处理水平。在轻度和中度胁迫下,夏玉米的净光合速率、气孔导度以及蒸腾速率分别为CK的92.5%和77.7%、93.9%和74.3%、87.9%和74.5%,光合作用受到限制;复水后,中度胁迫处理表现出光合补偿效应,光合指标值均高于其他处理。研究表明,持续10 d维持土壤50%~60%θf较利于夏玉米生长,其复水后出现显著的光合补偿效应。 展开更多
关键词 夏玉米 苗期 干旱-复水处理 抗逆生理 光合
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土壤水分调控对南疆滴灌棉花生长、品质及水分利用的影响 认领
10
作者 何平如 张富仓 +4 位作者 范军亮 侯翔皓 刘翔 张迎春 薛占琪 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期39-46,共8页
针对南疆地区水资源短缺、棉田水分利用效率低等问题,研究膜下滴灌条件下土壤水分下限调控对棉花生长、产量、品质和水分利用效率的影响。以棉花品种新陆中66号为材料,以田间持水量(FC)为土壤水分上限,棉花生育期设置85%FC(T1)、75%FC(... 针对南疆地区水资源短缺、棉田水分利用效率低等问题,研究膜下滴灌条件下土壤水分下限调控对棉花生长、产量、品质和水分利用效率的影响。以棉花品种新陆中66号为材料,以田间持水量(FC)为土壤水分上限,棉花生育期设置85%FC(T1)、75%FC(T2)、65%FC(T3)、55%FC(T4)和45%FC(T5)5个土壤水分下限来调控土壤水分。结果表明:土壤水分下限的提升对株高和生物量有明显的促进作用,土壤水分下限从45%FC增至85%FC,棉花株高和生物量分别增加了25.80%和25.38%;随着土壤水分下限的降低,灌溉定额减少,T1处理灌溉定额最大(378 mm),T2、T3、T4、T5处理与之相比分别节水11.64%、33.07%、33.95%、46.83%;随着土壤水分下限的提升,棉花产量逐渐增大,但土壤水分下限过高,棉花单株有效铃数降低,产量增加不再明显,水分利用效率较低;土壤水分下限为75%FC时棉花单株有效铃数、单铃重增加,产量和水分利用效率分别达到7146.4 kg·hm^-2和1.40 kg·m^-3;土壤水分调控对棉花纤维品质有显著影响,土壤水分下限越低,马克隆值越大,成熟度指数越高,断裂比强度和断裂伸长率减少,采用主成分分析法得出T2为棉花品质综合较优的处理。因此,建议在膜下滴灌方式下南疆盐碱地区棉花土壤水分下限控制在75%FC为宜,非生育期进行冬灌淋盐,冬灌定额为300 mm,生育期灌溉定额为334 mm,整个生育期灌水12次,灌水周期为8 d。 展开更多
关键词 滴灌 棉花 土壤水分调控 生长 品质 水分利用效率
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河套灌区不同灌溉方式春玉米耗水特性与经济效益分析 认领
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作者 邹宇锋 蔡焕杰 +2 位作者 张体彬 王云霏 徐家屯 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期237-248,共12页
地处干旱半干旱区的内蒙古河套灌区地表水资源短缺和土壤盐渍化并存。为寻求更加节水高效的灌溉方式,通过连续3年的田间试验,设置畦灌、沟灌和滴灌3种不同灌溉方式,并在沟灌和滴灌下设置高、中、低3个灌水水平,以传统畦灌为对照,分析了... 地处干旱半干旱区的内蒙古河套灌区地表水资源短缺和土壤盐渍化并存。为寻求更加节水高效的灌溉方式,通过连续3年的田间试验,设置畦灌、沟灌和滴灌3种不同灌溉方式,并在沟灌和滴灌下设置高、中、低3个灌水水平,以传统畦灌为对照,分析了春玉米耗水特性、产量响应和经济效益。结果表明,畦灌下平均有10%的灌水通过深层渗漏而损失,而滴灌低水处理每个生长季有10.5~29.0 mm的地下水通过毛管上升进入根区而被作物吸收;滴灌条件下玉米籽粒产量水分响应系数Ky(0.684)小于沟灌(0.8215),说明因作物耗水量的减少所引起的减产幅度更小,这更易于在潜在干旱胁迫下维持较高的作物产量;相对于传统畦灌,沟灌高水处理可以增加玉米籽粒产量和净收益,中水处理可以在保持产量和净收益持平的情况下,节约灌溉水31%;滴灌条件下,维持土壤水势-10 kPa和-30 kPa以上的高水和中水处理相对节水分别为19%和57%,且提高春玉米籽粒产量分别为21%和15%,提高净收益分别为28%和22%,水分利用效率较高。因此,综合考虑黄河引水情况、地下水状况和农民接受程度等因素,建议将沟灌中水处理或滴灌中水处理作为替代传统畦灌的最佳方案。 展开更多
关键词 春玉米 河套灌区 灌溉方式 作物耗水 经济效益 水分生产函数
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整体式U形渠道不同断面结构抗冻胀性研究 认领
12
作者 王玉宝 王亮 +1 位作者 程森浩 胡战峰 《东北大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1341-1347,共7页
针对倾角与渠道衬砌抗冻胀性定量关系存在不足的问题,以河套灌区D80整体式U形渠道为例,结合力学模型和数值模拟,分析不同条件下适用于当地冻胀环境的整体式U形渠道断面结构.结果表明:倾角越小渠道越窄深,渠顶水平冻胀量越大,渠底应力越... 针对倾角与渠道衬砌抗冻胀性定量关系存在不足的问题,以河套灌区D80整体式U形渠道为例,结合力学模型和数值模拟,分析不同条件下适用于当地冻胀环境的整体式U形渠道断面结构.结果表明:倾角越小渠道越窄深,渠顶水平冻胀量越大,渠底应力越大;反之,倾角越大渠道越宽浅,渠底竖向冻胀量越大.渠基土冻胀性、渠道混凝土衬砌强度和厚度对渠道抗冻胀性影响较大.对于亚黏土基土,选择0.07 m厚衬砌,10°倾角为宜;对于粉土基土,选择0.08 m厚衬砌,13°倾角为宜. 展开更多
关键词 U形渠道 力学模型 数值模拟 冻胀
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我国西北地区主要农作物贸易对区域水资源影响 认领 被引量:2
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作者 韩昕雪琦 安婷莉 +2 位作者 高学睿 王玉宝 吴普特 《南水北调与水利科技(中英文)》 CAS 北大核心 2020年第1期82-97,共16页
随着我国粮食生产重心的北移,西北地区在全国粮食安全中的作用日益凸显,然而该地区水资源缺乏,水土资源时空匹配性差对当地的生态安全、粮食安全和水安全构成了巨大威胁。近些年,伴随着城市化和区域贸易的快速发展,西北地区农作物产量... 随着我国粮食生产重心的北移,西北地区在全国粮食安全中的作用日益凸显,然而该地区水资源缺乏,水土资源时空匹配性差对当地的生态安全、粮食安全和水安全构成了巨大威胁。近些年,伴随着城市化和区域贸易的快速发展,西北地区农作物产量和外运量均快速增长,大量的农作物虚拟水伴随贸易输送到全国各地,进一步加剧了西北地区的水资源压力,严重制约当地的可持续发展。基于此,本研究对2000-2015年西北地区主要农作物生产水足迹和伴随着农产品贸易的虚拟水流动格局进行了量化分析,在此基础上评估了西北地区农产品贸易输出引发的水资源压力。结果表明,研究期内2000-2015年西北地区主要农作物生产水足迹呈上升趋势,从2000年的417.16亿m^3增长到2015年的439.87亿m^3。与此同时,农产品贸易伴生的虚拟水流动量显著增加,从2000年的220亿m^3增长到2015年的272.99亿m^3,严重加剧了当地的水资源压力。陕西、内蒙古、新疆和甘肃水资源压力均高于全国平均水平,陕西更是呈重度水资源压力状态。因此,本文从技术发展和宏观战略层面提出了创新农业实体水资源利用效率、建立虚拟水补偿机制以及合理优化调整区域产业结构的应对策略与建议,为保障我国西北地区水资源可持续利用提供了科学参考。 展开更多
关键词 水足迹 虚拟水 可持续性评价 西北地区 作物生产
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亏缺灌溉与有机肥结合对夏玉米水分及产量影响 认领 被引量:1
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作者 宿顺顺 冯浩 +3 位作者 吴淑芳 胡亚瑾 陈光杰 陈霁菲 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期165-172,共8页
为了解减少灌水量和尿素对夏玉米产量和水分的影响。通过田间试验,以夏玉米为研究对象,选取课题组研发的有机质含量高、保水性能强的有机肥,结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),采用等氮的原则,对有机肥与无机肥混施(F1:100%无... 为了解减少灌水量和尿素对夏玉米产量和水分的影响。通过田间试验,以夏玉米为研究对象,选取课题组研发的有机质含量高、保水性能强的有机肥,结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),采用等氮的原则,对有机肥与无机肥混施(F1:100%无机化肥;F2:24%有机肥+76%无机化肥;F3:48%有机肥+52%无机化肥),研究灌水量与有机无机肥对夏玉米水分利用效率和产量的影响。结果表明:与F1处理相比,在充分灌溉(W1)条件下,F2和F3处理的籽粒产量提高4.8%~6.3%;亏缺灌溉(W2)条件下,有机肥处理的籽粒产量提高1.8%~2.3%。在相同灌溉水平下,有机肥处理显著提高收获时土壤贮水量,为冬小麦发芽和生长提供一定的湿度。施有机肥处理对三叶期和小喇叭口期株高有显著影响,而对其他生育期株高影响不显著。亏缺灌溉(W2)和施有机肥(F2)的处理产量较好,是夏玉米种植管理中的一个有效方案。这种灌溉施肥管理可为关中平原及环境相似地区提供科学依据。 展开更多
关键词 有机肥 聚丙烯酰胺 夏玉米 产量 水分利用效率 亏缺灌溉
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同位素质谱仪测定水中δ^2H和δ^18O值的检测方法研究 认领
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作者 李会 靳静静 +3 位作者 聂俊峰 杨宝平 徐毅 丁瑞霞 《分析仪器》 CAS 2020年第6期106-110,共5页
为准确检测液态水中稳定性同位素δ^2 H和δ^18 O值,对元素分析仪-同位素比质谱仪联用技术(EAIRMS)测定水中稳定性氢氧同位素的方法进行了研究。结果表明,该方法对氢氧同位素标准水样测定精度良好,稳定性氢同位素的标准偏差小于为0.52‰... 为准确检测液态水中稳定性同位素δ^2 H和δ^18 O值,对元素分析仪-同位素比质谱仪联用技术(EAIRMS)测定水中稳定性氢氧同位素的方法进行了研究。结果表明,该方法对氢氧同位素标准水样测定精度良好,稳定性氢同位素的标准偏差小于为0.52‰,稳定性氧同位素的标准偏差小于0.09‰。氢氧同位素标准水样的δ^2 H和δ^18 O的测量值与标准值之间达到显著相关,R^2=1。测得水样样品的δ^2 H值范围为-26.06‰~-71.53‰,δ^18 O值范围为-2.84‰~-11.21‰。试验结果为研究不同类型水中稳定性氢氧同位素差异提供了可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 δ^2H和δ^18O值测定 元素分析仪-同位素比质谱仪联用技术 稳定性同位素
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不同秸秆还田方式对土壤质量改良效应的综合评价 认领 被引量:1
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作者 余坤 李国建 +2 位作者 李百凤 褚晓升 冯浩 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期213-221,共9页
2011—2016年采取田间定位试验方法,对比研究了秸秆不还田对照(CK),长秸秆(50 mm)覆盖还田(LM),长秸秆(50 mm)翻压还田(LP),粉末秸秆(1 mm)翻压还田(SP),长秸秆(50 mm)氨化翻压还田(ALP)和粉末秸秆(1 mm)氨化翻压还田(ASP)6种不同秸秆... 2011—2016年采取田间定位试验方法,对比研究了秸秆不还田对照(CK),长秸秆(50 mm)覆盖还田(LM),长秸秆(50 mm)翻压还田(LP),粉末秸秆(1 mm)翻压还田(SP),长秸秆(50 mm)氨化翻压还田(ALP)和粉末秸秆(1 mm)氨化翻压还田(ASP)6种不同秸秆还田方式对土壤质量和冬小麦产量的影响。选择土壤体积质量(X1)、饱和导水率(X2)、饱和含水量(X3)、>0.25 mm水稳性团聚体含量(X4)、水稳性团聚体平均重量直径(X5)、水稳性团聚体几何平均直径(X6)、水稳性团聚体分形维数(X7)、总有机碳(X8)、全氮(X9)、可溶性有机碳(X10)、可溶性有机氮(X11)、微生物量碳(X12)、微生物量氮(X13)、土壤呼吸速率(X14)、蔗糖酶(X15)、脲酶(X16)、过氧化氢酶(X17)、碱性磷酸酶(X18)等18个反映土壤质量的物理、化学及生物学指标作为评价指标,采用因子分析方法对不同秸秆还田方式下的土壤质量进行综合评价,并对其进行聚类分析,最后利用冬小麦产量结果进行验证。结果表明:应用因子分析法可将18个土壤指标归纳为2个主因子对土壤质量进行表征,可解释的累计方差为88.583%,各处理土壤质量排列顺序为ASP>ALP>SP>LP>LM>CK,即氨化秸秆还田在土壤质量改良方面优于其它处理。聚类分析结果表明,系统聚类图将6个秸秆还田处理分为4类,分析结果与因子综合得分评价结果较为一致。从不同秸秆还田处理冬小麦产量变化来看,秸秆还田较不还田对照能显著提高冬小麦产量,氨化秸秆还田增产效果优于传统秸秆还田,其中ASP处理5个冬小麦生长季平均产量(7668 kg·hm^-2)最高,这也与土壤质量综合得分的变化趋势比较吻合。在本研究试验条件下,粉末秸秆氨化翻压还田(ASP)改良土壤质量效果最好,为最佳秸秆还田方式。 展开更多
关键词 秸秆还田 秸秆处理方式 土壤质量 冬小麦产量 因子分析 聚类分析
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滴灌技术参数对南疆棉花生长和土壤水盐的影响 认领
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作者 张迎春 张富仓 +5 位作者 范军亮 侯翔皓 王海东 刘翔 何平如 薛占琪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第24期107-117,共11页
为确定最适宜南疆棉花生长的滴灌技术参数,于2018和2019年4-10月在新疆库尔勒31团(86°56′58″E,40°53′03″N)开展大田试验,试验设置3个灌溉定额(W1:60%ETc,W2:80%ETc,W3:100%ETc,ETc为作物蒸发蒸腾量)和2个滴头流量(D(1.8):... 为确定最适宜南疆棉花生长的滴灌技术参数,于2018和2019年4-10月在新疆库尔勒31团(86°56′58″E,40°53′03″N)开展大田试验,试验设置3个灌溉定额(W1:60%ETc,W2:80%ETc,W3:100%ETc,ETc为作物蒸发蒸腾量)和2个滴头流量(D(1.8):1.8 L/h,D2.4:2.4 L/h),研究不同灌溉定额和滴头流量对棉花株高、茎粗、叶面积指数、干物质累积量等生长指标、产量及其构成要素(有效铃数、百铃质量)和土壤水盐分布的影响。结果表明:1)同一滴头流量下,W3处理棉花生长指标、产量及其构成要素显著高于W1和W2处理;W1处理灌溉水分利用效率和水分利用效率显著高于其他灌水处理。2)同一灌溉定额下,D2.4处理棉花生长指标、产量及其构成要素、水分利用效率和灌溉水分利用效率显著高于D1.8处理。2018和2019年,W1、W2和W3处理下,D2.4处理的产量比D1.8分别增加4.81%、8.39%、4.69%和4.98%、7.23%、11.06%。D2.4处理土壤含水率均匀性高于D1.8处理;0~40cm土壤含盐量随生育期推进呈上升趋势,随灌溉定额和滴头流量增加而降低。综合分析,灌溉定额为100%ETc、滴头流量为2.4 L/h时棉花生长较好,产量较高,2年最高产量分别为7 361.44和7 837.91 kg/hm2,是南疆棉花适宜的滴灌技术参数组合。研究结果可为指导该地区棉花节水控盐高效生产提供理论依据。 展开更多
关键词 棉花 土壤 灌溉 膜下滴灌 灌溉定额 滴头流量 产量
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元素分析仪-同位素比质谱仪系统CN模式的日常维护及使用 认领
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作者 李会 丁瑞霞 +3 位作者 靳静静 聂俊峰 杨宝平 徐毅 《分析测试技术与仪器》 CAS 2020年第2期114-119,共6页
介绍了元素分析仪-同位素比质谱仪(EA-IRMS)系统CN模式的组成、功能及工作原理,总结了日常维护、常规操作步骤,以期为相关人员提供参考。
关键词 元素分析仪-同位素比质谱仪系统 维护
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旱作覆膜玉米生长和水分利用对气候变化的响应 认领
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作者 董文俊 刘健峰 +4 位作者 丁奠元 陈紫薇 李悦 王乃江 冯浩 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2020年第1期1-12,21共13页
基于3a连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验校准和验证AquaCrop模型的适用性,模拟研究了气候变化对夏玉米生长、产量和水分利用的影响,分析了覆膜措施对气候变化的应对效果。结果表明:关中地区(以武功、宝鸡和西安地区为例)年平均温度呈逐年... 基于3a连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验校准和验证AquaCrop模型的适用性,模拟研究了气候变化对夏玉米生长、产量和水分利用的影响,分析了覆膜措施对气候变化的应对效果。结果表明:关中地区(以武功、宝鸡和西安地区为例)年平均温度呈逐年递增趋势,温度增加幅度由高到低依次为宝鸡、西安和武功,增温速率分别为0.20、0.12℃·10a^-1和0.09℃·10a^-1;降雨量呈逐年递减趋势,减少幅度大小依次为西安、宝鸡和武功,减小量分别为3.59、3.23 mm·10a^-1和2.64 mm·10a^-1。AquaCrop模型在关中地区表现出了良好的适用性,可以较好地模拟连续覆膜条件下作物的产量指标、水分利用和生长的动态变化,冠层覆盖度模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)介于1.1%~15.3%,生物量模拟值和实测值之间的RMSE介于0.626~2.540 t·hm^-2,土壤贮水量模拟值和实测值之间的RMSE介于12.6~47.4 mm。模拟研究表明,上世纪60年代以来,随着气温不断升高,武功、宝鸡和西安地区的夏玉米生育期均呈逐年缩短趋势,特别是1980s以来,减少幅度达2.76、4.82 d·10a^-1和5.94 d·10a^-1;在不同的降水年型下,覆膜处理产量均高于裸地处理,且其变异系数较小;在干旱气候条件下,覆膜处理依然可以获得一定的籽粒产量,与裸地处理相比,覆膜处理表现出了较好的稳产效应。同时,覆膜处理有效减少了玉米苗期土壤表层蒸发(平均减少7.6 mm),从而在土壤中保蓄更多的降雨;覆膜处理虽然增加了土壤耗水量,但其通过保蓄土壤水分,稳定作物产量,有效提高了玉米的水分利用效率。因此,关中地区旱作覆膜可以有效适应当地气候变化,在一定程度上应对干旱气候,具有较好的增产稳产效应。 展开更多
关键词 AquaCrop模型 全球变暖 冬小麦-夏玉米覆膜轮作 产量 蒸发蒸腾
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播期对江苏省冬小麦产量及其构成的影响 认领
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作者 严惠敏 周铭瑞 +5 位作者 徐志鹏 王清颐 刘健峰 周杨阳 王乃江 丁奠元 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2020年第4期293-302,共10页
以江苏省冬小麦播期为主要研究对象,利用近20年冬小麦大田播期试验数据相关文献,按照晚播天数、品性、区域、年代进行分组,利用Meta分析方法定量研究了播期变化对江苏省冬小麦产量及其产量构成的影响。结果表明:近20年江苏省冬小麦的播... 以江苏省冬小麦播期为主要研究对象,利用近20年冬小麦大田播期试验数据相关文献,按照晚播天数、品性、区域、年代进行分组,利用Meta分析方法定量研究了播期变化对江苏省冬小麦产量及其产量构成的影响。结果表明:近20年江苏省冬小麦的播期随时间的推移总体呈现出延迟的趋势,约5.5 d·10a^-1,苏北和苏南地区冬小麦均在晚播18~22 d开始出现减产趋势,苏中地区冬小麦在晚播23~27 d开始出现减产趋势;整体上江苏省晚播13~17 d左右的冬小麦有显著增产效应,增产达3.1%(95%置信区间0.4%~5.8%),晚播18~22 d及以上时,冬小麦产量开始呈现减产趋势。随着年代不断向后推移,晚播的减产效应出现的越来越早。2000—2010年,晚播23~27 d开始出现减产趋势;2011—2017年,晚播18~22 d开始出现减产趋势;(弱)春性冬小麦从晚播18~22 d开始出现减产效应,(半)冬性冬小麦从晚播8~12 d开始出现减产趋势,冬小麦的选择偏于春性化。Meta分析的数据中,冬小麦穗数对产量的影响更大(P<0.05,R2=0.3166)。适当晚播是江苏省稳定冬小麦产量,适应气候变化的有效手段,其主要是通过影响晚播小麦穗数进而影响冬小麦产量。 展开更多
关键词 播期 冬小麦 产量 产量性状 气候变化 晚播 META分析
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