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基于标准化降水蒸散指数的甘肃省干旱时空特征分析 预览
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作者 李亮 Pich Linvolak 蔡焕杰 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期256-266,共11页
为明确气候变化条件下甘肃省不同时间尺度的干旱特征,选用1951-2015年甘肃省33个气象站点逐日气象数据,计算了不同时间尺度的标准化降水蒸散指数SPEI,同时结合Mann-Kendall突变检验、复小波分析、经验正交函数分解、旋转经验正交函数分... 为明确气候变化条件下甘肃省不同时间尺度的干旱特征,选用1951-2015年甘肃省33个气象站点逐日气象数据,计算了不同时间尺度的标准化降水蒸散指数SPEI,同时结合Mann-Kendall突变检验、复小波分析、经验正交函数分解、旋转经验正交函数分解等方法,对甘肃省65 a来干旱时空格局特征进行了分析。结果表明:在年际变化趋势方面,甘肃省干旱情势为由干变湿再变干,近年干旱趋势逐渐加重;四季均呈现由干变湿然后变干的趋势,近年春季变干趋势显著;干旱强度在全省范围内主要为轻旱和中旱等级,并表现为局域性轻旱和全域性中旱。在周期性变化方面,甘肃省的干旱时间周期性强弱依次为39、13、7、22 a尺度,但不同时间尺度表现出了不同的干湿震荡规律。在空间格局方面,甘肃省整体上呈西北部干旱缓解、东南部干旱加剧的趋势;春季干旱加剧最明显,冬季次之,夏季和秋季干湿状况基本相似。按照干旱区域敏感性强弱可将甘肃省分为东南地区东部(Ⅰ区)、西北地区(Ⅱ区)、中部地区(Ⅲ区)和东南地区西部(Ⅳ区),其中Ⅲ区呈干旱缓解趋势,其他地区基本呈干旱加剧的趋势。 展开更多
关键词 干旱 标准化降水蒸散指数(SPEI) 时空特性 经验正交函数 旋转经验正交函数 甘肃省
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基于LM算法的土壤表层含水率遥感监测 预览
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作者 许景辉 王雷 +2 位作者 王一琛 赵钟声 韩文霆 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期233-240,共8页
为探讨数据挖掘技术中LM(Levenberg-Marquardt)算法在土壤表层(约1 cm)含水率遥感监测中的应用,选取黄绵土、粘黄土、红土为试验材料,配制含水率分别为0、6%、10%、14%、18%、22%的土壤样本,在09:00—10:00和15:00—16:00时间段进行可... 为探讨数据挖掘技术中LM(Levenberg-Marquardt)算法在土壤表层(约1 cm)含水率遥感监测中的应用,选取黄绵土、粘黄土、红土为试验材料,配制含水率分别为0、6%、10%、14%、18%、22%的土壤样本,在09:00—10:00和15:00—16:00时间段进行可见光采样,并对图像亮度进行梯度处理,以此模拟全天光线变化。采用样本实测含水率及图像RGB三阶颜色矩数据作为数据集,对上午、下午样本和两时间段混合样本采用LM算法建立含水率回归模型,并与BP(Back propagation)算法和分类回归树(Classification and regression trees,CART)算法进行比较。结果表明,基于土壤表层RGB颜色矩的LM算法具有较好的应用效果,混合样本不同土样回归模型决定系数 R^2分别为0.958、0.943、0.949,均方根误差(RMSE)分别为1.6%、2.0%、1.9%,相对分析误差(RPD)分别为4.873、4.183、4.440。不同光照时的混合样品分析结果表明,LM算法适用于不同光线采集样品的土壤含水率监测,适用于土壤表层(约1 cm)含水率的监测。 展开更多
关键词 土壤含水率 数据挖掘 LM算法 遥感 监测
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亏缺灌溉对冬小麦农田温室气体排放的影响
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作者 王晓云 蔡焕杰 +2 位作者 李亮 徐家屯 陈慧 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期2413-2425,共13页
为研究不同时期亏水量对冬小麦农田土壤温室气体排放的影响,优化灌溉管理措施,试验采用静态箱-气相色谱法对关中平原冬小麦(2016年10月~2017年6月)农田温室气体(CO2、N2O和CH4)排放通量进行了监测研究.试验在冬小麦3个生育期(越冬期、... 为研究不同时期亏水量对冬小麦农田土壤温室气体排放的影响,优化灌溉管理措施,试验采用静态箱-气相色谱法对关中平原冬小麦(2016年10月~2017年6月)农田温室气体(CO2、N2O和CH4)排放通量进行了监测研究.试验在冬小麦3个生育期(越冬期、拔节至抽穗期、抽穗至灌浆期)各设置3个灌水水平(充分灌溉,100%;轻度水分亏缺,80%;重度水分亏缺,60%),共6个处理(CK、T1、T2、T3、T4、T5,其中CK处理为充分灌溉处理,其它处理均为不同程度的水分亏缺处理).阐述了3种气体(CO2、N2O和CH4)在全生育期的动态变化特征,并用作物产量、长远增温效应(net GWPL)和当季增温效应(net GWPS)这3个指标综合评估不同生育期亏水水平对关中平原小麦经济效应和生态效应的影响.结果表明,生育期灌溉后CO2、N2O排放通量基本上呈增加趋势,以CK处理最高,而灌溉后土壤CH4吸收通量迅速减小,高水分处理甚至出现排放特征.与CK处理相比,T1、T2、T3、T4和T5处理下小麦季CO2排放总量分别显著降低了13. 32%、25. 98%、5. 55%、15. 47%和17. 52%(P <0. 05),N2O排放总量分别显著降低了12. 20%、18. 00%、5. 63%、11. 54%和13. 53%(P <0. 05),CH4吸收总量分别显著增加了46. 47%、75. 78%、19. 47%、53. 40%和62. 33%(P <0. 05);T1、T2、T3、T4和T5处理net GWPL较CK处理分别显著降低了10. 07%、12. 77%、6. 50%、6. 81%和11. 53%(P <0. 05);除T3处理外,其他处理较CK处理net GWPS分别显著降低了13. 21%、37. 65%、24. 60%和19. 86%(P <0. 05);T1、T2、T3、T4和T5处理小麦产量较CK处理分别显著减少了12. 56%、32. 53%、2. 25%、20. 93%和18. 14%(P <0. 05),T3处理较CK处理减产2. 25%,但无显著性差异(P> 0. 05).亏缺灌溉显著降低了小麦地温室气体的排放,但会造成不同程度的减产,综合考虑不同生育期亏水水平处理下小麦地的经济效应和生态效应,T3处理更有利于关中平原冬小麦的保产节水减排. 展开更多
关键词 亏缺灌溉 冬小麦农田 温室气体(GHG) 净增温潜势(NGWP) 产量
陕西关中冬油菜生长发育不同模型模拟精度研究 预览
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作者 毛鑫 杨建利 +3 位作者 朱晓华 何川 冯浩 何建强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期306-314,共9页
在陕西关中地区进行了连续6年(2009年9月-2015年5月)的冬油菜非充分灌溉试验,利用STICS、DSSAT和APSIM3种不同模型对冬油菜物候期和产量等进行模拟,比较了3种不同模型的模拟精度。结果表明,3种模型中STICS模拟精度最高,平均RARE为3.24%,... 在陕西关中地区进行了连续6年(2009年9月-2015年5月)的冬油菜非充分灌溉试验,利用STICS、DSSAT和APSIM3种不同模型对冬油菜物候期和产量等进行模拟,比较了3种不同模型的模拟精度。结果表明,3种模型中STICS模拟精度最高,平均RARE为3.24%,APSIM模型次之,平均RARE为8.79%,DSSAT模型最差,平均RARE为11.38%。其中STICS模型对物候期和产量的模拟精度均为最高,DSSAT模型对物候期的模拟精度高于APSIM模型,而APSIM模型对产量相关指标的模拟精度高于DSSAT模型。由于2012—2013年生育期内降水量较低,3种模型的模拟精度均较低,说明3个模型对干旱胁迫条件下的作物生长模拟均存在一定不足。综合比较,STICS模型的模拟精度高于DSSAT和APSIM模型,因此推荐STICS模型为关中地区冬油菜生长发育和产量形成模拟的适宜模型。 展开更多
关键词 冬油菜 作物模型 生长发育 STICS模型 DSSAT模型 APSIM模型
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基于结构方程模型的油菜性状和产量关系研究 预览
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作者 毛鑫 杨建利 +4 位作者 周翔 王乃江 姬祥祥 冯浩 何建强 《中国油料作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期33-39,共7页
为量化描述和分析甘蓝型油菜(Brassica napus L.)种植结构的调整以及相关性状变化对产量的影响,本研究利用结构方程模型对连续10年品种选育所得的168组产量和相关性状等数据进行分析,并对不同密度下相关性状和产量数据进行显著性分析。... 为量化描述和分析甘蓝型油菜(Brassica napus L.)种植结构的调整以及相关性状变化对产量的影响,本研究利用结构方程模型对连续10年品种选育所得的168组产量和相关性状等数据进行分析,并对不同密度下相关性状和产量数据进行显著性分析。结果显示,在本实验密度范围内随着种植密度的增加,单株产量显著降低,且主要通过单株有效角果数影响单株产量,但总产量呈上升的趋势。研究所选各个性状对单株产量的总效应为:单株有效角果数>分枝数>千粒重>主花序有效角数>主花序有效长>每果粒数。因此,在培育更具有耐密性和对环境适用性的品种的同时,要选育拥有更多单株有效角果数和分枝数的品种以稳定单株产量,综合提高油菜总产量。 展开更多
关键词 油菜 产量 性状 种植密度 结构方程模型 单株有效角果数
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关中平原冬小麦临界氮稀释曲线建模 预览
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作者 强生才 张富仓 +3 位作者 张燕 闫世程 向友珍 李志军 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期83-90,共8页
临界氮稀释曲线可诊断植株氮营养状况,针对国内目前普遍存在的建模品种单一,可能造成模型普适性偏差的问题,以陕西关中平原主栽的6个冬小麦品种为研究对象,分别设置4个(0、105、210 kg·hm^-2 和315 kg·hm ^-2 )施氮量水平,以... 临界氮稀释曲线可诊断植株氮营养状况,针对国内目前普遍存在的建模品种单一,可能造成模型普适性偏差的问题,以陕西关中平原主栽的6个冬小麦品种为研究对象,分别设置4个(0、105、210 kg·hm^-2 和315 kg·hm ^-2 )施氮量水平,以两季4个冬小麦品种田间数据,建立了冬小麦花期前地上部干物质临界氮稀释曲线,曲线服从负幂指数函数;进一步通过另外2个冬小麦品种共计两季数据对模型进行了验证,验证结果表明,采用临界氮稀释曲线可以较好地区分独立样本中的氮营养亏缺和氮营养过剩数据。依据临界氮稀释曲线建立的氮营养指数和累计氮亏缺模型,可分别用于诊断植株的氮营养状况和量化氮素盈亏量,诊断结果表明施氮量为0 kg·hm^-2 和105 kg·hm^-2 条件下植株氮营养亏缺,210 kg·hm ^-2 和315 kg·hm ^-2 条件下小麦氮营养盈余,0~315 kg·hm^-2 施氮量下的累计氮亏缺量-33.2~50.9 kg·hm ^-2 。通过建立氮营养指数与施氮量之间的线性关系,得出关中平原冬小麦适宜施氮量约为162 kg·hm ^-2 。 展开更多
关键词 关中平原 冬小麦 临界氮浓度 氮营养指数 累计氮亏缺
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区域主要作物生产实体水-虚拟水耦合流动过程解析与评价
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作者 吴普特 卓拉 +4 位作者 刘艺琳 高学睿 王玉宝 赵西宁 孙世坤 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第18期1953-1966,共14页
水安全是粮食安全的刚性基础.在农业生产过程中(产前、产中、产后)自然-经济-社会(三元)因素驱动下,其水资源消耗形成实体水-虚拟水(二维)嵌入转化、互为反馈、相互影响的耦合流动过程.本文基于实体水-虚拟水"二维三元"耦合... 水安全是粮食安全的刚性基础.在农业生产过程中(产前、产中、产后)自然-经济-社会(三元)因素驱动下,其水资源消耗形成实体水-虚拟水(二维)嵌入转化、互为反馈、相互影响的耦合流动过程.本文基于实体水-虚拟水"二维三元"耦合流动理论,集成构建了以水量为参数的区域作物生产广义实体水-虚拟水耦合流动过程量化方法,并应用于我国"丝绸之路经济带"沿线西部六省,对其1985~2013年主要作物实体水-虚拟水耦合流动过程进行解析与评价.揭示了区域作物生产实体水-虚拟水耦合流动现象,发现六省间水资源消耗与流动存在资源与经济效益的此消彼长现象.表明以农田尺度实体节水为目标的资源单视角传统农业水资源管理理念,已不足以实现多空间尺度水资源的资源-经济同步高效利用的管理目标,而具有资源-经济-社会三重意义的区域农业全产业链实体水-虚拟水统筹管理应为有效解决思路.基于此,初步提出三点思考:(1)现代农业节水应实体水-虚拟水统筹考虑;(2)需加快突破农业生产实体水-虚拟水耦合流动量化、评价方法与调控关键技术;(3)建议基于农业全产业链视角,建立基于实体水-虚拟水二维度理论的农业水资源管理体系,确保实现各阶段水资源管理"三条红线". 展开更多
关键词 实体水-虚拟水 “二维三元” 作物生产 水足迹 西部六省
加气灌溉对不同施氮水平的设施甜瓜土壤CO2和N2O排放的影响
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作者 张倩 牛文全 +1 位作者 杜娅丹 崔冰晶 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1319-1326,共8页
为探讨不同加气灌溉施氮模式下设施甜瓜土壤CO2和N2O排放的动态变化规律及其与土壤温度、湿度的关系,本研究采用密闭静态箱-气相色谱法对加气灌溉不同施氮水平下土壤CO2和N2O排放进行监测,并分析了加气灌溉对不同施氮量下土壤CO2和N2O... 为探讨不同加气灌溉施氮模式下设施甜瓜土壤CO2和N2O排放的动态变化规律及其与土壤温度、湿度的关系,本研究采用密闭静态箱-气相色谱法对加气灌溉不同施氮水平下土壤CO2和N2O排放进行监测,并分析了加气灌溉对不同施氮量下土壤CO2和N2O排放的影响.试验采用加气灌溉(AI)和不加气灌溉(CK)两种灌溉方式,施氮量设不施氮(N1)、传统施氮量的2/3(150 kg·hm-2,N2)和传统施氮量(225 kg·hm-2,N3)3个施氮水平.结果表明:加气灌溉土壤CO2和N2O排放量高于不加气灌溉处理,但是差异不显著;相同灌溉模式下,CO2和N2O排放量随施氮量的增加而显著增加,施氮量是土壤CO2和N2O排放的主要影响因素.加气灌溉条件下,不同施氮处理N2O排放通量与土壤温度和湿度呈显著正相关,CO2排放通量与土壤温度呈显著正相关.加气减氮处理在氮肥减少1/3的情况下,甜瓜产量提高了6.9%,温室气体排放引起的增温潜势值从9544.82 kg·hm-2下降到9340.72 kg·hm-2.综上,通过加气灌溉减少氮肥施用量来抑制农业生产系统中温室气体排放是可行的. 展开更多
关键词 加气灌溉 土壤 CO2 N2O 排放控制 氮水平
覆膜和控/缓释肥互作对春玉米生长与氮素利用的影响 预览
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作者 周翔 陈上 +3 位作者 何川 徐芳 冯浩 何建强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期321-330,共10页
在陕西渭北旱塬地区永寿和长武试验站分别布设田间试验,研究地膜覆盖和控/缓释肥互作对玉米生长和氮素吸收利用的影响。设置了2种栽培方式(双垄沟覆膜、平作)和3种肥料类型(尿素、包膜控释肥和尿素配施双氰胺硝化抑制剂(DCD)缓释肥),共... 在陕西渭北旱塬地区永寿和长武试验站分别布设田间试验,研究地膜覆盖和控/缓释肥互作对玉米生长和氮素吸收利用的影响。设置了2种栽培方式(双垄沟覆膜、平作)和3种肥料类型(尿素、包膜控释肥和尿素配施双氰胺硝化抑制剂(DCD)缓释肥),共6个处理。通过对比分析不同处理春玉米叶面积指数(LAI)、干物质累积量、产量和氮素利用效率,评价不同互作方式对春玉米生长的影响。结果表明:覆膜可提高玉米产量14.0%~34.2%,减少土壤氮素的淋失,并且增加了0~40 cm土壤硝态氮含量,氮素利用效率和氮肥利用效率高于平作处理9.5%~23.7%。覆膜条件下,尿素基施处理的叶面积衰减速率分别高于包膜控释肥处理和尿素加施DCD处理42.0%~51.6%和55.4%~66.3%,开花期到成熟期干物质积累速率分别低于包膜控释肥处理和尿素加施DCD处理112.7%~155.2%和30.3%~44.7%。控/缓释肥延缓了覆膜条件下春玉米叶片的衰老速率和衰老时间,加快了玉米生育后期干物质积累速率,营养器官氮素转运量和转运效率均高于尿素基施处理4.2%~78.1%,并且氮素吸收效率和氮肥利用效率高于尿素基施处理6.6%~24.2%。因此,覆膜和控/缓释肥互作可以在一定程度上缓解覆膜条件下春玉米生长的早衰现象,促进玉米生长发育,提高氮肥利用效率,可以作为渭北旱塬春玉米增产的一项有效措施。 展开更多
关键词 春玉米 早衰 覆膜 控/缓释肥 氮素吸收利用 渭北旱塬
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基于PenPan模型中国蒸发皿蒸发量的时空变化及成因分析 预览
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作者 朱晓华 徐芳 +4 位作者 姬祥祥 毛鑫 周翔 冯浩 何建强 《节水灌溉》 北大核心 2019年第7期87-94,100共9页
蒸发皿蒸发量是衡量大气蒸发能力的重要指标。为了研究中国地区蒸发皿蒸发量的时空变化规律和成因,利用全国751个站点1961-2017年的逐日气象观测资料(平均温度、风速、相对湿度、日照时数),基于PenPan模型对20cm蒸发皿蒸发量进行估算。... 蒸发皿蒸发量是衡量大气蒸发能力的重要指标。为了研究中国地区蒸发皿蒸发量的时空变化规律和成因,利用全国751个站点1961-2017年的逐日气象观测资料(平均温度、风速、相对湿度、日照时数),基于PenPan模型对20cm蒸发皿蒸发量进行估算。对中国地区57a的气象数据和PenPan模型模拟结果进行趋势分析,探究影响蒸发皿蒸发量的主导气象因素。结果发现:在1961-1993年期间,中国地区存在“蒸发悖论”现象,影响蒸发皿蒸发量的主导气象因素为风速;1994-2017年“蒸发悖论”现象消失,此时主导因素为饱和水汽压差;两阶段相比,空气温度对蒸发的作用增大,而风速的作用减小。春夏秋冬4个季节,蒸发量在空间上差异较大。辐射项蒸发量的夏季最大值在西北地区,其余季节在华南地区;动力项蒸发量冬季最大值在华南地区,其余季节在西北地区;随着季节推移,总蒸发量最大区域由西北转移到华南地区。根据蒸发皿蒸发量的时空变化情况,可以得出西北和华南地区需要根据该地区蒸发量的季节变化合理调配水资源。 展开更多
关键词 气象要素 蒸发皿蒸发量 PenPan模型 时空变化 成因分析
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河套灌区膜下滴灌研究进展 预览
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作者 姬祥祥 张体彬 +4 位作者 朱晓华 周翔 毛鑫 冯浩 何建强 《节水灌溉》 北大核心 2019年第1期92-95,101共5页
河套灌区是我国3个特大型灌区之一,也是国家重要的商品粮基地。近年来随着灌溉面积的逐年增加和引黄水量的减少,土壤盐渍化和水资源紧缺的矛盾日益突出。膜下滴灌作为一项先进的节水灌溉技术,在我们西北旱区的农业节水和盐碱地治理中发... 河套灌区是我国3个特大型灌区之一,也是国家重要的商品粮基地。近年来随着灌溉面积的逐年增加和引黄水量的减少,土壤盐渍化和水资源紧缺的矛盾日益突出。膜下滴灌作为一项先进的节水灌溉技术,在我们西北旱区的农业节水和盐碱地治理中发挥着重要的作用,然而该技术在河套灌区的应用和研究还相对较少。在分析河套灌区农业节水现状的基础上,综述了膜下滴灌技术在该地区的研究进展,重点探讨了膜下滴灌在河套灌区应用前景和下一步研究重点。 展开更多
关键词 膜下滴灌 河套灌区 灌溉制度 地下水 井渠双灌
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U形渠道便携式板柱结合型量水槽水力性能研究 预览
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作者 王玉宝 杨娟 +2 位作者 李鑫 王文娥 何武全 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期322-330,共9页
针对灌区小型渠道数目多、需测控的断面多、而宜采用的移动式量水设备仍不够完善的问题,借鉴移动式薄板量水槽和圆柱量水槽的优点,设计了一种便携式板柱结合型量水槽,在分析量水槽测流机理的基础上,开展原型试验和数值模拟研究,并应用... 针对灌区小型渠道数目多、需测控的断面多、而宜采用的移动式量水设备仍不够完善的问题,借鉴移动式薄板量水槽和圆柱量水槽的优点,设计了一种便携式板柱结合型量水槽,在分析量水槽测流机理的基础上,开展原型试验和数值模拟研究,并应用量纲分析法建立测流公式。结果表明,量水槽具有较好的水位流量关系,上游壅水高度在1.85~13.69cm之间,临界淹没度在0.70~0.91之间,槽前弗汝徳数均小于0.5;板柱结合型量水槽比现有的圆柱量水槽和带尾翼的圆头量水槽体型小,便携度高,流线分布稍差,上游壅水高度稍大,临界淹没度稍低,但能满足灌区测流要求;量水槽测流精度高,平均测流相对误差为2.07%。 展开更多
关键词 量水槽 板柱结合型 便携式 U形渠道 试验 数值模拟
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水分亏缺和施氮对春小麦生长和水氮利用的影响 预览
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作者 闻磊 张富仓 +3 位作者 邹海洋 陆军胜 郭金金 薛占琪 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期478-486,共9页
为探寻促进春小麦生长、增产和水氮高效利用的水氮调控模式,通过田间试验,以春小麦品种永良4号为研究对象,设置4个水分条件[苗期-拔节期亏水(W1:土壤含水率下限为55%的田间持水率)、孕穗期-开花期亏水(W2:土壤含水率下限为60%的田间持水... 为探寻促进春小麦生长、增产和水氮高效利用的水氮调控模式,通过田间试验,以春小麦品种永良4号为研究对象,设置4个水分条件[苗期-拔节期亏水(W1:土壤含水率下限为55%的田间持水率)、孕穗期-开花期亏水(W2:土壤含水率下限为60%的田间持水率)、灌浆期-成熟期亏水(W3:土壤含水率下限为55%的田间持水率)、全生育期不亏水处理(W4:三个生育阶段土壤含水率下限分别为70%、70%和65%的田间持水率,对照)]和3个施氮水平(N1:120 kg·hm^-2;N2:180 kg·hm^-2;N3:240 kg·hm^-2),研究了不同生育时期水分亏缺和施氮对河西地区滴灌春小麦的生长、产量和水氮利用的影响。结果表明,随着施氮量的增加,春小麦的株高、叶面积指数、干物质积累量、产量、水分利用效率(WUE)、灌溉水利用效率(IWUE)和氮肥偏生产力(NFP)均呈现先增后减的趋势,其中N2的平均水分利用效率明显大于N1和N3。不同亏水灌溉对春小麦的生长、产量和水分利用效率等指标有不同的影响,W3和W4更有利于春小麦的生长,但其水分利用效率明显低于W1和W2,W2的平均水分利用效率比W1、W3、W4分别高7.4%、11.7%和12.0%。在所有处理中,N2W2处理获得最高产量和较高的水氮利用效率,因此在河西地区滴灌条件下,可将该水氮组合作为最佳的灌水施氮策略。 展开更多
关键词 水分亏缺 施氮量 春小麦 生长 产量 水分利用效率 氮肥偏生产力
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覆膜对无人机多光谱遥感反演土壤含盐量精度的影响 预览
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作者 姚志华 陈俊英 +3 位作者 张智韬 谭丞轩 魏广飞 王新涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第19期89-97,共9页
快速、准确地获取农田土壤盐分含量对指导合理灌溉及盐渍土的治理有重要意义。该文以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域内的覆膜耕地为研究对象,利用无人机多光谱相机获取研究区内5月和6月的多光谱遥感数据,并同步采集区域内表层土壤含盐量数据... 快速、准确地获取农田土壤盐分含量对指导合理灌溉及盐渍土的治理有重要意义。该文以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域内的覆膜耕地为研究对象,利用无人机多光谱相机获取研究区内5月和6月的多光谱遥感数据,并同步采集区域内表层土壤含盐量数据,研究覆膜对无人机多光谱遥感图像反演农田土壤盐分含量精度的影响。利用支持向量机(support vector machine,SVM)、反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)和极限学习机(extreme learning machine,ELM)3种机器学习方法,分别构建去膜前后基于原始光谱反射率和优选光谱指数的土壤含盐量估算模型。结果表明,去膜前后的各模型均可有效估测土壤盐分含量,但基于去膜处理后的数据构建的盐分含量估算模型精度较不去膜处理的有所提升,同时,基于光谱指数构建的盐分含量估算模型精度比基于光谱反射率构建的模型精度高;利用ELM构建的盐分含量估算模型在6月份预测效果最佳,其中基于光谱反射率和光谱指数的建模R2和RMSE分别为0.695、0.663和0.182、0.191,验证R2和RMSE分别为0.717、0.716和0.171、0.169。研究结果可为无人机多光谱遥感估算覆膜状态下的农田土壤盐分含量提供参考。 展开更多
关键词 遥感 土壤盐分 光谱反射率 光谱指数 机器学习
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硬水灌溉陶瓷灌水器堵塞特性研究 预览
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作者 聂一品 郝志豪 +4 位作者 高子涵 鲁成泽 陈慧芳 刘燕芳 陈俊英 《节水灌溉》 北大核心 2019年第11期56-61,共6页
受水资源短缺的限制,我国仍有较多地区采用硬水进行灌溉。硬水易引发灌水器堵塞,为探明硬水灌溉下水的硬度对陶瓷灌水器堵塞的规律及堵塞机理,选取砂基陶瓷灌水器,使用杨凌自来水和配制的3种不同总硬度的硬水进行灌溉实验,观察其在55 d... 受水资源短缺的限制,我国仍有较多地区采用硬水进行灌溉。硬水易引发灌水器堵塞,为探明硬水灌溉下水的硬度对陶瓷灌水器堵塞的规律及堵塞机理,选取砂基陶瓷灌水器,使用杨凌自来水和配制的3种不同总硬度的硬水进行灌溉实验,观察其在55 d内流量变化过程,观察灌水器内堵塞物质形态,并借助X射线衍射仪检测堵塞物成分、含量。结果表明:硬水会造成灌水器堵塞,且水质越硬,堵塞越严重;硬水灌溉条件下,陶瓷灌水器流量随时间的变化过程分为"波动阶段"和"下降阶段",且水质越硬,流量下降越明显;堵塞物质分析表明CaCO3沉淀是灌水器堵塞的主要原因。堵塞物影像表明,运行时间越长,水质越硬,堵塞物沉积越严重。研究结果为陶瓷灌水器在水质较硬地区的推广提供了参考。 展开更多
关键词 陶瓷灌水器 硬水 灌溉 灌水器流量 灌水器堵塞
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涌泉根灌灌水器外壳材料对水力性能的影响 预览
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作者 陈瑞 朱德兰 +1 位作者 吴守军 张林 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期358-362,共5页
对使用ABS、纯HDPE、HDPE+20%EVA、LDPE+20%EVA以及40%HDPE+40%LDPE+10%LLDPE+10%EVA这5种不同外壳材料制造的涌泉根灌灌水器,从外壳材料的收缩率、弹性模量、拉伸应变特点等方面研究了外壳材料对涌泉根灌灌水器出流特性的影响.结果表明... 对使用ABS、纯HDPE、HDPE+20%EVA、LDPE+20%EVA以及40%HDPE+40%LDPE+10%LLDPE+10%EVA这5种不同外壳材料制造的涌泉根灌灌水器,从外壳材料的收缩率、弹性模量、拉伸应变特点等方面研究了外壳材料对涌泉根灌灌水器出流特性的影响.结果表明,外壳材料对涌泉根灌灌水器的水力性能影响明显:外壳材料的模塑收缩率越大,灌水器外壳与内芯流道贴合越紧密,流量就越小;灌水器外壳的刚性越强,即材料的弹性模量越大,不同压力作用下灌水器的流量相差越小;相同制造工艺下,外壳材料的自然回弹率影响灌水器的制造偏差,材料的回弹性越好,得到的灌水器流量偏差越小.因此,为了得到制造偏差小、水力性能良好的涌泉根灌灌水器,对外壳材料的选配应平衡刚性及自然回弹性.推荐使用混合材料40%HDPE+40%LDPE+10%LLDPE+10%EVA用以制备涌泉根灌灌水器外壳. 展开更多
关键词 涌泉根灌灌水器 外壳材料 水力性能 制造偏差 材料性能
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提取方法对土壤水同位素和植物水源分割的影响
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作者 马小军 靳静静 +2 位作者 司炳成 向伟 王洪秀 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1840-1846,共7页
选取理化性质不同的两种土壤(壤土与砂土),通过烘干后加入已知同位素值的矿泉水作为参考水进行标记,组成不同质量含水量(壤土:0.15、0.20、0.30 g·g-1;砂土:0.10 g·g-1)的土-水混合物,随后设置不同的平衡时间(壤土:3、6、12... 选取理化性质不同的两种土壤(壤土与砂土),通过烘干后加入已知同位素值的矿泉水作为参考水进行标记,组成不同质量含水量(壤土:0.15、0.20、0.30 g·g-1;砂土:0.10 g·g-1)的土-水混合物,随后设置不同的平衡时间(壤土:3、6、12、24、48、72、96 h;砂土:96 h),确保干燥的土壤颗粒与加入的水分达到很好的混合;采用机械离心和真空冷凝抽提法对平衡后的土壤进行水分提取,并分析其同位素组成.结果表明:同一含水量、不同平衡时间,机械离心法提取的土壤水同位素组成没有显著差异,但均比参考水的同位素值富集,氢、氧同位素最大差异分别可达7.38‰和1.24‰;然而,真空冷凝抽提的土壤水同位素比参考水偏贫化,氢、氧同位素最大差异分别可达6.27‰和1.03‰,且在低含水量下,其同位素组成随平衡时间(24 h以内)的增加贫化程度不断增大,24 h以后趋于稳定.随土壤含水量增大,两种提取方式对土壤水同位素的影响程度减弱;黏粒含量高的壤土水同位素值比黏粒含量低的砂土更容易受提取方式的影响.通过举例分析发现,提取方式引起的同位素组成差异并不显著影响植物水源分割. 展开更多
关键词 提取方式 平衡时间 土壤水同位素 植物水源划分 土壤质地
不同粘粒含量浑水对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响 预览
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作者 董爱红 张林 +2 位作者 蔡耀辉 赵笑 葛茂生 《南方农机》 2019年第17期I0001-I0001,1,2,14共4页
为了揭示不同粘粒含量浑水对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响与作用机理,笔者研究了粘粒含量不同的泥沙和粘土(2g/L)对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响,并利用XRD分析灌水器内沉积物成分。研究结果表明:泥沙沉积是导致微孔陶瓷灌水器物理堵塞的主要... 为了揭示不同粘粒含量浑水对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响与作用机理,笔者研究了粘粒含量不同的泥沙和粘土(2g/L)对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响,并利用XRD分析灌水器内沉积物成分。研究结果表明:泥沙沉积是导致微孔陶瓷灌水器物理堵塞的主要原因。灌溉前期(0~216h),浑水中泥沙粘粒含量对微孔陶瓷灌水器平均相对流量影响较大,泥沙粘粒含量越高,影响越大,灌水器越易发生堵塞。但是,灌溉后期(216h后),灌水器平均相对流量均稳定在72%附近,泥沙粘粒含量对灌水器平均相对流量影响较小。进入微孔陶瓷灌水器内的泥沙全部沉积在灌水器内壁,形成一层泥沙膜,泥沙颗粒不会进入灌水器陶瓷微孔中。 展开更多
关键词 微孔陶瓷灌水器 堵塞 泥沙 粘土含量 流量
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有机材料结合集雨措施对山地果园理化性质的影响 预览
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作者 张彬彬 吴淑芳 +2 位作者 冯浩 陈光杰 宋小林 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期241-247,共7页
为了解黄土丘陵区雨养条件下山地果园有机材料结合集雨措施(organic materials combined with rainwater collection measures,OMR)对苹果园土壤理化性质的影响,2016年4月在陕西延安山地苹果园,以果树树冠投影面反坡修建鱼鳞坑和集雨坑... 为了解黄土丘陵区雨养条件下山地果园有机材料结合集雨措施(organic materials combined with rainwater collection measures,OMR)对苹果园土壤理化性质的影响,2016年4月在陕西延安山地苹果园,以果树树冠投影面反坡修建鱼鳞坑和集雨坑,研究了有机材料用量分别为5 250 kg/hm^2(OMR1),4 500 kg/hm^2(OMR2),3 750 kg/hm^2(OMR3),0 kg/hm^2(CK)以及传统处理T对苹果园土壤理化性质的影响,测定了0—300 cm土层土壤含水率和土壤电导率,0—200 cm土壤土层硝态氮含量和0—100 cm土层土壤容重和饱和导水率。结果表明:有机材料结合集雨措施能够显著增加果园0—300 cm土层土壤含水率,OMR2处理土壤平均含水率增加最显著,有机材料结合集雨措施处理(OMR1、OMR2、OMR3)的土壤根系湿润区主要集中在0—100 cm土层。0—300 cm土层OMR2处理土壤多次平均含水率值最高,为14.87%;OMR1、OMR3、CK和T处理的土壤多次平均含水率分别为14.74%,14.80%,12.79%和8.66%。有机材料结合集雨措施处理能够显著增加0—200 cm土层土壤硝态氮含量,尤其增加40—100 cm土层土壤的硝态氮含量;有机材料结合集雨措施能够显著降低土壤容重,尤其是20—60 cm土层的土壤容重;有机材料结合集雨措施能够增加土壤饱和导水率,尤其增加0—40 cm土层土壤的饱和导水率;有机材料结合集雨措施能够增大土壤的电导率,并且峰值出现在60—100 cm土层中,0—300 cm土层土壤电导率呈现OMR2>OMR1>OMR3>CK>T。总体而言,在陕西延安采用有机材料结合集雨措施能够显著提高山地苹果园土壤含水率和土壤硝态氮含量,降低土壤容重,增大饱和导水率和电导率,使果树在适宜的环境中生长,促进当地山地果业可持续发展。 展开更多
关键词 有机材料 集雨措施 土壤含水率 硝态氮含量 土壤容重 饱和导水率 电导率
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灌溉施肥对河套灌区垄膜沟灌春玉米土壤水热运移的影响 预览
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作者 李成 冯浩 董勤各 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期44-51,共8页
为探究灌溉施肥对河套灌区垄膜沟灌条件下土壤水热时空分布规律及春玉米产量的影响,于2017年4-9月,以春玉米“西蒙6号”为材料,通过4次垄膜沟灌试验,分别对比研究了400mm(I1),300mm(I2),200mm(I3)灌水和600kg·hm^-2磷酸二铵+300kg&... 为探究灌溉施肥对河套灌区垄膜沟灌条件下土壤水热时空分布规律及春玉米产量的影响,于2017年4-9月,以春玉米“西蒙6号”为材料,通过4次垄膜沟灌试验,分别对比研究了400mm(I1),300mm(I2),200mm(I3)灌水和600kg·hm^-2磷酸二铵+300kg·hm^-2尿素(F1),300kg·hm-2磷酸二铵+150kg·hm^-2尿素(F2)施肥组合,即高水高肥(I1F1)、高水低肥(I1F2)、中水高肥(I2F1)、中水低肥(I2F2)、低水高肥(I3F1)、低水低肥(I3F2)等6个处理对土壤水分、温度时空变化的影响,并分析了春玉米产量及其水分利用状况。结果表明:整个生育期内各处理土壤温度和含水率受灌溉影响较大,每次灌溉后土壤温度显著降低,而土壤含水率显著升高;整个生长季内300mm灌水处理不同土层土壤温度均最高,比I3、I1处理分别高0.1℃、0.6℃;其中I2F2处理不同土层土壤含水率比I1F1、I1F2处理分别低8.3%、9.2%,比I2F1、I3F1、I3F2处理分别高1.6%、11.1%、14.1%,为作物生长发育提供了良好的水热环境。I2F2水肥处理亦显著提高了玉米产量,与低水处理I3F2和I3F1相比分别提高了33.80%和21.95%,与高水处理(I1)无显著差异。因此,中水低肥处理适于春玉米垄膜沟灌种植模式在河套灌区的推广。 展开更多
关键词 垄膜沟灌 春玉米 水热运移 产量 水分利用效率 河套灌区
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