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涌泉根灌土壤湿润体影响因素的试验研究 被引量：16
1
作者 樊晓康 陈俊英 +1 位作者 牛文全 朱德兰 《节水灌溉》 北大核心 2011年第10期1-4,9,共5页
滴头流量、灌水量及埋深与土壤湿润体的关系是涌泉根灌设计的依据。通过室内土槽试验,研究了涌泉根灌的滴头流量、灌水量及滴头埋深对均质粘壤土湿润体变化的影响。结果表明:涌泉根灌土壤入渗湿润体在垂直向下距离和水平扩散距离均与灌... 滴头流量、灌水量及埋深与土壤湿润体的关系是涌泉根灌设计的依据。通过室内土槽试验,研究了涌泉根灌的滴头流量、灌水量及滴头埋深对均质粘壤土湿润体变化的影响。结果表明:涌泉根灌土壤入渗湿润体在垂直向下距离和水平扩散距离均与灌水时间成幂函数关系,相关系数达到0.98以上;滴头流量和灌水器埋深对土壤入渗湿润体影响较大,而灌水量对土壤入渗湿润体无显著影响。 展开更多
关键词 涌泉根灌 土壤湿润体 影响因素 入渗
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考虑日光诱导叶绿素荧光的冬小麦蒸散量模拟
2
作者 李尧 刘江舟 +3 位作者 刘轩昂 赵政鑫 彭雄标 蔡焕杰 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期534-542,共9页
为探究在气象数据缺失情况下机器学习模型对冬小麦生育期实际蒸散量(Actual evapotranspiration,ETa)的模拟效果以及日光诱导叶绿素荧光(Solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)对于机器学习模型模拟ETa的优势,将SIF与气象、作物... 为探究在气象数据缺失情况下机器学习模型对冬小麦生育期实际蒸散量(Actual evapotranspiration,ETa)的模拟效果以及日光诱导叶绿素荧光(Solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)对于机器学习模型模拟ETa的优势,将SIF与气象、作物生理指标、土壤水热条件等因素相结合,构建梯度上升(Gradient boosting,GB)、随机森林(Random forest,RF)和支持向量机(Support vector machine,SVM)3种经典机器学习模型和线性回归(Linear regression,LR)模型模拟冬小麦生育期ETa,并与Penman-Monteith(P-M)模型计算得到的蒸散量ET_pm进行对比。结果表明:SIF与ETa显著相关,但仅通过SIF作为特征参数构建的机器学习模型拟合精度较低;根据基于机器学习模型的特征参数重要度排序以及各情景下的模型模拟精度可知,SIF对机器学习模型模拟ETa的精度有提升效果。机器学习模型在有足够的特征参数时拟合效果明显优于P-M模型,且在平均温度、SIF、日照时数、叶面积指数(Leaf area index,LAI)和土壤含水率的基础上继续添加特征参数对模拟精度提升不大,因此推荐使用上述5个特征参数组成的特征集构建机器学习模型进行ETa预测,模型决定系数R2分别为0.92、0.91和0.91,其中GB模型对冬小麦全生育期ETa的拟合效果最好。该研究可在气象数据缺失情况下为当地蒸散量的精准模拟和合理灌溉制度制定提供参考。 展开更多
关键词 冬小麦 蒸散量 涡度相关系统 日光诱导叶绿素荧光 机器学习模型
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基于无人机遥感的青贮夏玉米水分亏缺指数反演研究 被引量：2
3
作者 李星恕 程双飞 +3 位作者 薛志 熊秀芳 韩文霆 张立元 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期177-185,共9页
为了研究不同水分胁迫和不同时间尺度对拔节期青贮夏玉米水分亏缺指数(WDI)和陆气温差监测效果的影响,利用地面数据结合无人机遥感数据建立植被指数温度梯形空间,计算WDI干旱指数,并生成WDI分布图和陆气温差分布图。在不同的时间尺度和... 为了研究不同水分胁迫和不同时间尺度对拔节期青贮夏玉米水分亏缺指数(WDI)和陆气温差监测效果的影响,利用地面数据结合无人机遥感数据建立植被指数温度梯形空间,计算WDI干旱指数,并生成WDI分布图和陆气温差分布图。在不同的时间尺度和水分胁迫梯度下分析WDI、陆气温差与土壤含水率、气孔导度的相关性。结果表明,植被指数温度梯形空间和WDI分布图对短期降雨事件反应敏感;日间尺度下WDI、陆气温差与土壤含水率、气孔导度均表现了较好的相关性(R2为0.4~0.85);旬间尺度下WDI与土壤含水率、气孔导度的相关性(R2>0.68)明显优于陆气温差(R2<0.6);旬间尺度下100%充分灌溉时,WDI、陆气温差与土壤含水率、气孔导度均无显著相关性(R2<0.12);在不同水分胁迫下,WDI与气孔导度、土壤含水率均显著相关(R2为0.7283~0.82),而陆气温差与气孔导度、土壤含水率的相关性则出现较大差异(R2为0.3566~0.8074);与陆气温差相比,采用WDI实时监测青贮夏玉米旱情更为稳定。研究结果可为大田作物干旱信息的实时监测提供参考。 展开更多
关键词 玉米 水分亏缺指数 无人机 多光谱 热红外
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施氮对中国棉田产量和水分利用效率影响的Meta分析 被引量：7
4
作者 蔡焕杰 李府阳 +3 位作者 赵政鑫 张学桂 刘轩昂 王茂东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期316-326,共11页
为系统分析不同气候条件、土壤基础条件和农田管理措施条件下施氮对棉花产量和水分利用效率的影响,收集了国内外已发表的103篇中英文文献,筛选其中37篇文献,共获得301组产量和127组水分利用效率数据。基于Meta分析方法定量分析了不同生... 为系统分析不同气候条件、土壤基础条件和农田管理措施条件下施氮对棉花产量和水分利用效率的影响,收集了国内外已发表的103篇中英文文献,筛选其中37篇文献,共获得301组产量和127组水分利用效率数据。基于Meta分析方法定量分析了不同生产条件下施氮对棉花产量和水分利用效率的影响,同时利用偏相关分析找出施氮条件下棉花产量和水分利用效率的主要影响因素。结果表明,以不施氮为对照,施氮能够显著提高棉花的产量和水分利用率。在年均降水量200~500 mm的地区施氮对产量和水分利用率的提高作用最为明显,效应量分别为34.02%和54.15%;施氮对产量和水分利用率的提高作用均随着日照时数的增大而增大。当土壤pH值为6~8时,施氮对棉花产量和水分利用效率的提高作用最为明显,效应量分别为28.52%和24.59%;在不同土壤质地中施氮对产量和水分利用效率的提高作用均表现为在砂土中效应量最大,分别为46.71%和26.29%;随着施肥频次的增加,施氮对棉花产量和水分利用率的提高作用逐渐增大;施氮对产量的提高作用随灌水量的增加而增加,对水分利用率的提高作用随灌水量的增加呈先增加后降低趋势。当施氮量为300~450 kg/hm2时,施氮对产量和水分利用效率的提高作用最为明显;当种植密度为1.5×10^(5)~2.5×10^(5)株/hm^(2)时,施氮对产量和水分利用效率的促进作用最为明显,效应量分别为38.48%和16.46%。施氮量和土壤pH值是施氮条件下棉花产量的主要影响因子;施氮量和灌水量是施氮条件下棉花水分利用效率的主要影响因子。本研究结果可为不同生产条件下棉花实现高产高效提供参考。 展开更多
关键词 棉花 产量 水分利用效率 施氮 META分析
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关中地区夏玉米和冬小麦不同蒸发蒸腾量估算方法的研究 被引量：7
5
作者 Linvolak Pich 蔡焕杰 +4 位作者 Qaisar Saddique 王云霏 Sereyrorth Ouk 彭雄标 Saleh Shahriar 《节水灌溉》 北大核心 2019年第8期39-47,共9页
参考作物蒸发蒸腾量(ET0)是精准估算作物需水量、提高农田水分利用效率的重要依据。基于2013-2017年的田间试验数据以及相关气象观测资料,采用5种计算ET0的方法计算关中地区日平均ET0和年平均ET0,采用Origin对ET0及环境因子进行相关分析... 参考作物蒸发蒸腾量(ET0)是精准估算作物需水量、提高农田水分利用效率的重要依据。基于2013-2017年的田间试验数据以及相关气象观测资料,采用5种计算ET0的方法计算关中地区日平均ET0和年平均ET0,采用Origin对ET0及环境因子进行相关分析,使用标准误差估计(SSE)和决定系数r^2,在FAO-56 PM和其他4种简单替代方法之间进行比较。结果表明:对ET0和气象因子的标准分数的分析表明,ET测量值和5种方法的估计值均高度依赖于太阳辐射和温度,但与相对湿度和风速的关系较小。对5种ET0估算方法,即:FAO-56 Penman-Monteith(FAO-56 PM)、Penman-Monteith(PM)、Priestly-Taylor(PT)、Mankink(MK)和Hargreaves(HG)进行了评估。统计分析表明PM可代替FAO-56 PM方法来预测该地区的ET0值。这与作物蒸发蒸腾量(ETC)的准确估计直接相关,这也取决于作物生理特征和发育阶段、天气参数、环境条件和管理实践。 展开更多
关键词 蒸发蒸腾量 冬小麦 夏玉米 测量值 计算值
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开花期番茄叶片含水率检测仪设计与试验
6
作者 唐林 唐芳婷 +1 位作者 熊秀芳 李星恕 《农机化研究》 北大核心 2024年第12期127-133,共7页
为实时检测开花期番茄叶片含水率,基于阻抗检测原理设计了一种植物叶片含水率检测仪,可检测100Hz~113kHz频率范围内的叶片阻抗,主要由阻抗检测、输入/输出、微控制器和叶片夹等模块组成。使用自制检测仪检测不同含水率的开花期番茄叶片... 为实时检测开花期番茄叶片含水率,基于阻抗检测原理设计了一种植物叶片含水率检测仪,可检测100Hz~113kHz频率范围内的叶片阻抗,主要由阻抗检测、输入/输出、微控制器和叶片夹等模块组成。使用自制检测仪检测不同含水率的开花期番茄叶片,建立基于阻抗特性的叶片含水率偏最小二乘预测模型并进行验证。结果表明:以组合数据为输入的预测模型验证集精度最高,决定系数R^(2)为0.8435,平均绝对误差为4.47%;将预测模型导入到检测仪后对仪器的性能进行了测试,发现在45%~88%含水率范围内,预测值与实际值的平均绝对误差为4.51%,检测时间约为4s,表明检测仪可以实现开花期番茄叶片含水率的实时检测。 展开更多
关键词 开花期番茄 叶片含水率 电阻抗图谱 检测仪
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生育期干旱-复水对夏玉米生化指标的影响 被引量：8
7
作者 赵龙 蔡焕杰 曹玉鑫 《节水灌溉》 北大核心 2021年第6期9-16,共8页
以玉米品种“吉祥1号”为试验材料,通过桶栽试验,在玉米苗期(M)和拔节期(B)进行不同程度[轻度干旱胁迫(W1)、中度干旱胁迫(W2)、重度干旱胁迫(W3)]以及不同时长[5 d(T1)、10 d(T2)、15 d(T3)]的干旱-复水处理,探究夏玉米干旱-复水过程... 以玉米品种“吉祥1号”为试验材料,通过桶栽试验,在玉米苗期(M)和拔节期(B)进行不同程度[轻度干旱胁迫(W1)、中度干旱胁迫(W2)、重度干旱胁迫(W3)]以及不同时长[5 d(T1)、10 d(T2)、15 d(T3)]的干旱-复水处理,探究夏玉米干旱-复水过程中生化指标的变化规律和夏玉米保护酶系统的响应机制,进而探究夏玉米对干旱-复水的响应机理。对夏玉米生育期5个生化指标(MDA、SOD、POD、CAT与GSH)的变化响应进行比较与分析,结果表明拔节期的各指标峰值(活性、含量)均高于对应的苗期峰值,胁迫时长为10 d的中度胁迫处理组各指标峰值(活性、含量)均高于其他处理组。因此夏玉米苗期抗旱能力不强,不宜开展持续时间较久或干旱程度较重的亏水灌溉方案;拔节期适宜采用持续时间为10 d灌水量为55%~65%土壤田间持水量的胁迫处理方案进行灌溉。 展开更多
关键词 夏玉米 生育期 水分胁迫 干旱-复水 胁迫时长 生化指标 亏水灌溉 调亏灌溉 控制灌溉 水分亏缺
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基于DNDC的夏玉米农田控氨稳产氮肥和秸秆措施优化 被引量：6
8
作者 赵政鑫 王晓云 +3 位作者 田雅洁 王锐 彭青 蔡焕杰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期341-350,共10页
为明确未来气候条件下关中地区夏玉米农田适宜的施肥-秸秆措施以控氨稳产及应对气候变化,基于2019—2020年大田试验,进行不同氮肥种类和不同秸秆还田模式对农田土壤氨挥发和作物产量的影响研究。根据田间实测数据对DNDC模型进行校正与验... 为明确未来气候条件下关中地区夏玉米农田适宜的施肥-秸秆措施以控氨稳产及应对气候变化,基于2019—2020年大田试验,进行不同氮肥种类和不同秸秆还田模式对农田土壤氨挥发和作物产量的影响研究。根据田间实测数据对DNDC模型进行校正与验证,利用验证后模型模拟未来气候条件下不同施肥-秸秆措施对夏玉米产量及土壤氨挥发累积量的影响,综合考虑产量和生产单位产量玉米的土壤氨挥发累积量,最终提出未来气候条件下关中地区夏玉米农田的优化控氨稳产施肥-秸秆措施。结果表明:校正后的DNDC模型可以很好地模拟不同施肥-秸秆措施条件下夏玉米生长和农田土壤氨挥发累积量。在未来气候条件下,秸秆还田会显著提高夏玉米产量并降低生产单位产量玉米的土壤氨挥发累积量。在RCP4.5排放情景下,未来2030—2090年,秸秆全量还田配施180 kg/hm^(2)稳定性氮肥生产单位产量玉米的土壤氨挥发累积量较低且产量较高;在RCP8.5排放情景下,未来2030—2050年和2070—2090年,秸秆全量还田配施180 kg/hm^(2)稳定性氮肥和秸秆全量还田配施162 kg/hm^(2)稳定性氮肥生产单位产量玉米的土壤氨挥发累积量较低且产量较高。因此,在RCP4.5排放情景下,秸秆全量还田配施180 kg/hm^(2)稳定性氮肥为关中地区2030—2090年较为优化的控氨稳产施肥-秸秆措施;在RCP8.5排放情景下,秸秆全量还田配施180 kg/hm^(2)稳定性氮肥和秸秆全量还田配施162 kg/hm^(2)稳定性氮肥分别为关中地区2030—2050年和2070—2090年较为优化的控氨稳产施肥-秸秆措施。本研究可为关中地区实现农业可持续发展及稳产减排提供参考。 展开更多
关键词 夏玉米 秸秆还田 土壤氨挥发 DNDC模型 气候变化
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施氮对关中地区冬小麦农田土壤呼吸的影响及基于植被指数的估算模型 被引量：1
9
作者 王锐 蔡焕杰 +3 位作者 王晓云 赵政鑫 田雅洁 彭青 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期97-106,156,共11页
为探寻不同施氮量对农田土壤呼吸(RS)的影响并快速准确估算RS,以关中地区冬小麦为研究对象,观测了5种施氮量下冬小麦农田RS的变化,研究了环境因子(土壤温度、土壤湿度)及作物因素(叶面积指数、地上部生物量、SPAD值)对于RS的影响,建立... 为探寻不同施氮量对农田土壤呼吸(RS)的影响并快速准确估算RS,以关中地区冬小麦为研究对象,观测了5种施氮量下冬小麦农田RS的变化,研究了环境因子(土壤温度、土壤湿度)及作物因素(叶面积指数、地上部生物量、SPAD值)对于RS的影响,建立了适用于关中地区土壤温度与植被指数下的农田土壤呼吸估算模型。设置秸秆还田下的5种施氮量处理,分别为传统施氮量SN200(200 kg·hm^(-2))、优化施氮量SN150(150 kg·hm^(-2))、60%优化施氮量SN120(120 kg·hm^(-2))、50%优化施氮量SN100(100 kg·hm^(-2))以及不施氮肥SN0(0 kg·hm^(-2))。结果表明:不同施氮量下RS随生育期推进均表现为先升高再降低的趋势,同时添加氮肥促进了RS排放。各处理观测期内RS的均值为:SN200(3.68μmol·m^(-2)·s^(-1))>SN150(3.40μmol·m^(-2)·s^(-1))>SN120(3.06μmol·m^(-2)·s^(-1))>SN100(2.70μmol·m^(-2)·s^(-1))>SN0(2.21μmol·m^(-2)·s^(-1))。不同施氮量下冬小麦冠层近红外波段反射率在拔节期和抽穗期差异明显,反射率从高到低依次为SN200>SN150>SN120>SN100>SN0,而在灌浆期和成熟期差异不大。土壤温度显著影响了RS(P<0.01),土壤湿度与RS没有显著相关关系(P>0.05)。叶面积指数、地上部生物量、SPAD值和植被指数均与RS呈显著相关关系(P<0.05)。通过多种模型评估,建立基于植被指数和土壤温度的最佳农田土壤呼吸估算模型,显著高于基于土壤温度的单因子模型,模型精度可达到0.6以上(n=120)。 展开更多
关键词 冬小麦 土壤呼吸 施氮量 估算模型 植被指数 关中地区
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