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非饱和土壤介电特性测量理论与方法的研究

自20世纪90年代以来,随着旱作农业与节水灌溉应用研究热潮的兴起,含水土壤介电行为及测量方法的研究引起了人们的极大关注。土壤物理学的研究结果表明,含水土壤介电行为包含了反映土壤物理与化学性质的丰富信息。深入研究含水土壤介电行为及测量方法,可以直接为农田土壤含水率快速测量技术提供理论上的依据。本文将介质物理、无线电工程和光学测量的理论与实验方法相结合,对非饱和含水土壤介电常数测量方法做了系统的研究并得出了一系列重要的结论。概括起来本文的研究内容主要有以下四点:(1)对基于驻波比原理的土壤水分测量方法从理论与实验两方面进行了深入探讨。理论研究与实验均表明,基于驻波比(SWR)原理的土壤水分测量方法是一种颇有实用价值的测量方法,尤其是它的研制成本大大低于TDR仪器的研制成本,有利于今后在我国节水农业体系实施过程中广泛推广应用。本文在深入进行理论分析的基础上,研制了一种适于田间使用的土壤水分快速测试仪,其测量精度为±3%。虽然在测量精度  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

《云南农业科技》2017年05期
云南农业科技

土壤墒情评价指标研究初探

土壤墒情即土壤中的水分状况,是最重要和最常用的土壤信息,它是科学地控制调节土壤水分状况进行节水灌溉、实现科学用水和灌溉自动化的基础。快速、准确地测定农田土壤水分能够探明作物生长发育期内土壤水分盈亏,以便及时做出灌溉、施肥决策或排水举措。因此,在各种农业水土工程、农业试验、农业气象、灌溉管理、旱情监测中都离不开对土壤墒情的监测[1],所以土壤墒情监测指标评价技术研究对推动农业现代化进程具有重要意义。早期由于对土壤墒情理解的局限性,对土壤墒情信息的监测常常只监测土壤含水量,忽视了作物信息和其他重要信息的收集,导致众多的土壤墒情测报点灌溉试验站都基本是仅向有关部门提供实时监测降水量、土壤含水率等原始数据。近几年来,尚松浩等[2]根据土壤水分变化率与蓄水量成正比这一假设,得出土壤水分的指数消退关系。建立冬小麦生育期土壤墒情预报的经验递推模型,经过试验,模型预报效果较好;蒋洪庚等[3]应用经验公式法,选取平原水文模型,研究建立了区域土壤墒...  (本文共4页) 阅读全文>>

《农业机械学报》2014年03期
农业机械学报

近红外传感器测量不同种类土壤含水率的适应性研究

引言传统的土壤含水率测量方法依靠土壤电导率、介电常数、中子衰减和γ射线等,测量过程费力,对土壤有破坏性,并且测量结果反映的是某一体积内的平均土壤含水率,无法实现对土壤表面水分的测量。近红外反射法以其便携、快速、非接触、重复性强等优点,被广泛应用于土壤含水率的测量,同时,能够满足野外实时、快速测量的要求[1-3]。土壤是由矿物质、有机质、水和空气组成的多孔介质[4]。土壤的近红外光谱图(780~2 500 nm)表明,土壤中的水分对中心波长970、1 450和1 940 nm的光有强烈吸收,其中对波长1 940 nm的光吸收最强烈,由于土壤对近红外光的吸收来自于C—H、O—H和N—H键的振动,因此近红外反射法可以有效定量测量土壤中的碳、水分和氮[5-8]。土壤的反射强度是由土壤颗粒内部的散射和土壤中特定成分对近红外光的吸收决定的,大量学者研究了土壤水分对土壤表面近红外反射光强的影响,结果表明,随着土壤含水率的增加,土壤表面近红外反...  (本文共5页) 阅读全文>>

《农业机械学报》2014年03期
农业机械学报

干旱区滴灌均匀系数对土壤水氮分布影响模拟

引言灌水均匀性是微灌系统设计和评价的重要指标。采用高的灌水均匀系数虽有利于获得均匀的水分和养分分布,但可能增加系统投资和运行费用[1]。GB/T 504852009中规定,已建成的微灌系统宜采用灌水均匀系数进行灌水均匀性评价,灌水均匀系数Cu不宜小于0.8。文献[2]中建议凯勒均匀系数Eu为0.70~0.95,具体取值需要考虑灌水器类型(点源或线源)、作物、灌水器间距和地形等因素。上述标准中,灌水均匀系数的取值多源于经验值。针对现行微灌均匀系数标准存在的科学依据不足等问题,一些学者在不同气候区针对典型作物研究了滴灌均匀系数对土壤水氮分布的影响[3-5]及作物生长和产量对滴灌均匀系数的响应[6-8],试验结果为滴灌均匀系数标准的完善提供了充分的科学依据。但由于田间试验存在土壤空间变异,可能会对土壤水氮分布产生一定影响。为研究其影响程度,有必要通过模拟方法研究无土壤空间变异条件下滴灌均匀系数对土壤水氮分布的影响,评价土壤空间变异对土...  (本文共11页) 阅读全文>>

《中国农学通报》2017年27期
中国农学通报

不同水分处理对春玉米水分动态和株高的影响

0引言近年来武威市玉米种植面积逐年增加,近5年已增加到耕地面积的47%左右,在气候变暖的影响下,甘肃祁连山雪线上升、民勤绿洲退缩、甘南草场退化、内陆河来水减少等一系列生态问题日趋严重,使甘肃成为一个气候变化敏感和生态环境脆弱区域,平均气温每10年升高0.26℃,变暖幅度明显高于全国平均水平。预计未来10年(2016—2025),全省平均气温仍将呈上升趋势。与1986—2005年相比,河东将上升0.8℃,河西将上升1℃左右,夏、秋季升温幅度大于冬、春季;高温日数将增加,且持续时间加长;北部地区高温日数增加多于南部地区;中东部旱灾风险加大。气候变暖使河西地区暖干化趋势更加明显,而玉米生长各个生育期内发生水分胁迫均会导致减产,种植面临用水安全和粮食安全的双重挑战[1],节水和增产已成为今后玉米可持续发展的主要研究内容。近年来对玉米干旱胁迫的研究很多,张仁和等[1]用盆栽控水试验研究不同干旱胁迫对玉米苗期植株生长和光合特性的影响,干旱胁...  (本文共7页) 阅读全文>>

《节水灌溉》2017年09期
节水灌溉

不同间距交替微润灌对大棚空心菜生长的影响

我国是一个水资源严重匮乏的国家,作为一个农业大国,农业用水已达到总用水量的73.4%[1]。为了在保证产量的前提下减少农业用水,寻找能够高效节水的方法就显得尤为重要。微润灌溉将半透膜技术[2]应用到农业灌溉领域,灌溉水通过管壁上的微孔由内向外呈发汗状渗出,随即通过管壁周围土壤颗粒的吸水作用向土体扩散,给作物根层供水,一次连续性实现作物灌溉[3]。由康绍忠等[4]研究提出的根系分区交替灌溉,是使作物的根系的一部分和另一部分交替处在较干燥和较湿润的土壤中,使不同区域部位的根系交替经受一定程度的干旱锻炼,既可以减少棵间无效蒸发和作物蒸腾,提高根系对水分或养分的利用率,又不会使作物生物学和经济学产量降低而达到节水高产的目的[5]。已有研究表明,微润灌溉和交替灌溉在节水和增产方面较常规灌溉有较大的优势[6-8],微润灌溉和交替灌溉可以有效减少地表蒸发和深层渗漏,节水效率高,适用于环境较差的地区,且具有运行成本低、容易操作等优点[9,10]...  (本文共4页) 阅读全文>>