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Tomato and cowpea crop evapotranspiration in an unheated greenhouse

Water Science and Engineering 2008年第2期1卷 112-120页

作者： Xu Junzeng peng shizhang Luo Yufeng Jiao Xiyun State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering College of Water Resources and Environment Hohai University Nanjing 210098 P. R. China Institute of Water-Saving Irrigation Hohai University Nanjing 210098 P. R. China

With the development of protected cultivation of vegetables in China, it is necessary to study the water requirements of crops in greenhouses. Lysimeter experiments were carried out to investigate tomato （2001） and cowpea （2004） crop evapotranspiration （ETc） in an unheated greenhouse in Eastern China. Results showed remarkably reduced crop evapotranspiration inside the greenhouse as compared with that outside. ETc increased with the growth of the crops, and varied in accordance with the temperature inside the greenhouse and 20-cm pan evaporation outside, reaching its maximum value at the stage when plants’ growth was most active. Differences between the variation of crop evapotranspiration and pan evaporation inside the greenhouse were caused by shading of the pan in the later period when the crops were taller than the location where the pan was installed, 70 cm above ground. The ratio of crop evapotranspiration to pan evaporation was not constant as reported in previous studies, and the variation of the inside ratio αin lagged behind that of the outside ratio αout. Simulation of crop evapotranspiration based on 20-cm pan evaporation inside the greenhouse is more reasonable than that based on 20-cm pan evaporation outside, although pan evaporation outside is more consistent with ETc than that inside. The value of αin, calculated based on air temperature, relative humidity, and ground temperature inside, plays a dominant role in the calculation of ETc. As the crop height increases, altering the location of the inside pan and placing it above the canopy, out of the shade, would help to achieve more reasonable values of crop evapotranspiration.

关键词： crop evapotranspiration pan evaporation unheated greenhouse tomato cowpea

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节水灌溉稻田氨挥发损失及影响因素

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农业工程学报 2009年第8期25卷 35-39页

作者：彭世彰杨士红徐俊增河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 河海大学节水研究所南京210098

为了揭示节水灌溉稻田氨挥发特征,开展了不同灌溉模式稻田氨挥发损失的田间试验,分析了节水灌溉稻田氨挥发速率季节变化规律与稻季氨挥发损失量,以及稻田氨挥发速率与影响因素之间的相互关系。结果表明,控制灌溉稻田氨挥发速率与淹水灌... 详细信息

为了揭示节水灌溉稻田氨挥发特征,开展了不同灌溉模式稻田氨挥发损失的田间试验,分析了节水灌溉稻田氨挥发速率季节变化规律与稻季氨挥发损失量,以及稻田氨挥发速率与影响因素之间的相互关系。结果表明,控制灌溉稻田氨挥发速率与淹水灌溉稻田变化规律基本一致,且在分蘖肥引起氨挥发出现峰值后的大部分时间里都要低于淹水灌溉;控制灌溉与淹水灌溉稻田稻季氨挥发损失总量(以纯氮计)分别为125.27kg/hm2和145.64kg/hm2,分别占稻季施氮量的31.06%和36.11%。除了受施肥影响外,稻田氨挥发还与田面水(表层土壤水)铵态氮浓度、空气温度、风速、日照时数及空气湿度等有密切关系。与淹水灌溉相比,控制灌溉减少了稻田氨挥发损失。

关键词：灌溉氨挥发铵化合物氮稻田

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控制灌溉模式对稻田土壤-植物系统镉和铬累积的影响

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农业工程学报 2012年第6期28卷 94-99页

作者：彭世彰乔振芳徐俊增河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 河海大学水利水电学院南京210098

为了揭示不同灌溉模式Cd、Cr灌溉输入量差异及对Cd、Cr在稻田土植系统总累积的影响,基于田间试验开展了不同灌溉模式稻田土-植系统Cd、Cr含量观测。结果表明,控制灌溉与淹水灌溉相比在水稻全生育期可分别减少Cd、Cr灌溉输入量60.8%和59... 详细信息

为了揭示不同灌溉模式Cd、Cr灌溉输入量差异及对Cd、Cr在稻田土植系统总累积的影响,基于田间试验开展了不同灌溉模式稻田土-植系统Cd、Cr含量观测。结果表明,控制灌溉与淹水灌溉相比在水稻全生育期可分别减少Cd、Cr灌溉输入量60.8%和59.8%。灌溉模式的改变显著影响了重金属Cd、Cr在植株地上部分的累积。与淹水灌溉相比,控制灌溉植株地上部分Cd、Cr累积量分别增加了29.5%和5.4%。植株吸收的Cd、Cr大部分储存在根部,只有少量向地上部分迁移,控灌植株根部Cd、Cr吸收富集系数大于淹灌处理。控制灌溉增强了Cd、Cr向水稻植株的迁移能力,以及Cd、Cr向地上部分迁移。因此控制灌溉减少了稻田重金属Cd、Cr的输入风险和土壤累积风险,但会导致水稻植株吸收Cd的增加,需要有针对性地进一步开展相关修复和防治研究。

关键词：灌溉,重金属,吸收,富集,水稻

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控制灌溉条件下寒区水稻茎秆抗倒伏力学评价及成因分析

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农业工程学报 2009年第1期25卷 6-10页

作者：彭世彰张正良庞桂斌河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京21009 河海大学水利水电工程学院南京210098 河海大学节水研究所南京210098

为了评价控制灌溉处理与常规灌溉处理下水稻抗倒伏能力的差异,寻求有利于水稻茎秆抗倒伏的灌溉处理方式,以水稻茎秆为研究对象,研究了不同灌溉条件下水稻茎秆抗倒伏性能。引入茎秆系数,对水稻茎秆进行力学分析,比较了2种控制灌溉和常规... 详细信息

为了评价控制灌溉处理与常规灌溉处理下水稻抗倒伏能力的差异,寻求有利于水稻茎秆抗倒伏的灌溉处理方式,以水稻茎秆为研究对象,研究了不同灌溉条件下水稻茎秆抗倒伏性能。引入茎秆系数,对水稻茎秆进行力学分析,比较了2种控制灌溉和常规灌溉3种水分处理下水稻茎秆抗倒伏能力的差异。结果表明,控制灌溉(KI、KII)处理下的水稻节间充实度高于常规灌溉(CK),KI、KII处理的水稻茎秆壁厚分别比CK高出0.15mm和0.35mm;控制灌溉处理下的水稻茎秆系数显然低于常规灌溉处理,大小顺序为:CK>KI>KII;临界力的大小依次为:KII>KI>CK,因此控制灌溉处理的水稻茎秆更具抗倒伏性。

关键词：控制灌溉力学性质茎秆系数抗倒伏水稻茎秆

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节水灌溉水稻叶片胞间CO_2浓度及气孔与非气孔限制

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农业工程学报 2010年第7期26卷 76-80页

作者：徐俊增彭世彰魏征缴锡云河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 河海大学水利水电学院南京210098

为了揭示节水灌溉水稻叶片光合作用的气孔与非气孔限制特征,在研究节水控制灌溉水稻叶片胞间CO2浓度的动态变化规律基础上,进一步探讨了气孔限制与非气孔限制情况。结果表明:水稻叶片胞间CO2浓度呈现v型的日变化规律,在12:00-14:00达到... 详细信息

为了揭示节水灌溉水稻叶片光合作用的气孔与非气孔限制特征,在研究节水控制灌溉水稻叶片胞间CO2浓度的动态变化规律基础上,进一步探讨了气孔限制与非气孔限制情况。结果表明:水稻叶片胞间CO2浓度呈现v型的日变化规律,在12:00-14:00达到最低值,非气孔限制指标Ci/C与气孔限制值Ls变化规律相反;节水灌溉条件下未出现重度水分亏缺,没有改变胞间CO2浓度与光合作用速率的关系;较低的土壤含水率情况下,控制灌溉水稻的叶片气孔限制值Ls出现增加,非气孔限制没有增加,光合速率没有出现明显降低;气孔限制值增大、光合速率增加的现象表明Ls夸大了叶片光合作用的气孔限制情况。与常规灌溉相比,节水灌溉水稻叶片胞间CO2浓度的变化及其与影响因子间的关系并未发生变化,节水灌溉水稻叶片光合作用的气孔限制有所增加,但光合速率未出现明显降低。

关键词：灌溉光合作用土壤水分节水胞间CO2浓度气孔限制非气孔限制

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不同控制灌溉方式下稻田土壤盐分动态变化研究

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农业工程学报 2007年第7期23卷 86-89页

作者：刘广明彭世彰杨劲松河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 中国科学院南京土壤研究所南京210008

对不同控制灌溉方式下稻田土壤盐分在水稻各生育期的动态变化规律进行了深入分析,并结合各生育期水稻冠层叶面积指数和稻田腾发量对土壤盐分动态成因进行了探讨。研究结果表明:控制灌溉或控制灌溉+淋洗条件下,各水稻生育期土壤含盐量均... 详细信息

对不同控制灌溉方式下稻田土壤盐分在水稻各生育期的动态变化规律进行了深入分析,并结合各生育期水稻冠层叶面积指数和稻田腾发量对土壤盐分动态成因进行了探讨。研究结果表明:控制灌溉或控制灌溉+淋洗条件下,各水稻生育期土壤含盐量均有不同程度降低,表现为随着淋洗水量的增加土壤含盐量逐渐降低的规律性,试验条件下不同处理间的差异不太显著;试验各灌溉方式并未引起土壤盐分显著积聚,并且具有重要的节水增产效益,其中水稻控制灌溉(即处理1)从节水增产角度而言是稻田较佳的灌溉管理方式。本项研究内容及其成果对于指导水稻灌溉管理实际具有重要的理论指导意义。

关键词：土壤盐分灌溉管理稻田土壤盐碱地

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参考作物腾发量主成分神经网络预测模型

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农业工程学报 2008年第9期24卷 161-164页

作者：彭世彰魏征徐俊增丁加丽河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室

为解决采用神经网络模型预测参考作物蒸发蒸腾量ET0研究中预测能力不足的问题,将气象因子包括最高、最低和日平均温度、日照时数、气压、水汽压、相对湿度和风速进行主成分分析,提取主成分,建立了基于主成分的三层BP神经网络模型。选取... 详细信息

为解决采用神经网络模型预测参考作物蒸发蒸腾量ET0研究中预测能力不足的问题,将气象因子包括最高、最低和日平均温度、日照时数、气压、水汽压、相对湿度和风速进行主成分分析,提取主成分,建立了基于主成分的三层BP神经网络模型。选取崇川水利科学试验站2001年到2004年的旬气象资料,采用Matlab神经网络工具箱进行模型训练与预测,并以传统BP网络模型作为对照。结果表明,主成分网络模型能够很好地反映诸多影响因子与ET0之间的关系,尤其对训练样本以外的验证样本,主成分网络模型具有显著优于传统BP网络模型的识别能力,取得更为可靠的预测结果。

关键词：主成分分析神经网络参考作物蒸发蒸腾量预测能力

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基于Penman-Monteith方程的节水灌溉稻田蒸散量模型

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农业工程学报 2010年第4期26卷 31-35页

作者：丁加丽彭世彰徐俊增魏征河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 南通市水利局南通226006

为利用Penman-Monteith方程直接计算非充分灌溉条件下的稻田蒸散量,该文根据国家"863"节水农业重大专项试验资料,在K-P表层阻抗模型修正研究基础上,提出改进的稻田蒸散量模拟模型。结果表明:根据土壤相对含水率修正后的K-P模型较好地模... 详细信息

为利用Penman-Monteith方程直接计算非充分灌溉条件下的稻田蒸散量,该文根据国家"863"节水农业重大专项试验资料,在K-P表层阻抗模型修正研究基础上,提出改进的稻田蒸散量模拟模型。结果表明:根据土壤相对含水率修正后的K-P模型较好地模拟了水稻表层阻抗,且反映出不同土壤水分状况下表层阻抗的变化规律;采用改进的Penman-Monteith方程模拟水分胁迫条件下的稻田蒸散量后,误差从改进前的18.57%降低至10.84%,且对冠层未完全覆盖条件下的稻田蒸散量也具有较好的模拟效果;土壤含水率、空气温度和空气湿度是改进的Penman-Monteith方程最为敏感的因子,它们的准确观测对于提高模型的估算精度至关重要;模型回归系数(c1、c0)的变化对模型估算结果的影响较小。表明当某一特定作物的回归系数值确定后,改进的Penman-Monteith方程可应用于不同地区、不同灌溉模式下作物蒸发蒸腾量的估算。

关键词：灌溉蒸散模型 Penman-Monteith方程表层阻抗 K-P模型水稻

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控制灌溉水稻叶片水平的水分利用效率试验研究

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农业工程学报 2006年第11期22卷 47-52页

作者：彭世彰徐俊增黄乾吴宏霞河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室河海大学节水研究所南京210098 河海大学节水研究所山东省水利科学研究所济南250013

根据现场试验资料，分析了晚稻叶片水平的水分利用效率的日变化与全生育期变化，叶片的水分利用效率与气孔导度及外界影响因子包括光合有效辐射、土壤水分、叶气温差等的相互关系。结果表明：控制灌溉水稻叶片的水分利用效率在较高土壤... 详细信息

根据现场试验资料，分析了晚稻叶片水平的水分利用效率的日变化与全生育期变化，叶片的水分利用效率与气孔导度及外界影响因子包括光合有效辐射、土壤水分、叶气温差等的相互关系。结果表明：控制灌溉水稻叶片的水分利用效率在较高土壤水分时与对照处理差别不明显，适度土壤水分调控可以获得较高的水分利用效率；全生育期水稻叶片的水分利用效率随土壤水分变化而波动，过高过低的土壤水分均不利于水分利用效率的提高；叶片的光合速率、蒸腾速率与水分利用效率均随气孔导度的增加表现出先增后减的变化规律。水稻叶片的水分利用效率影响因素分析显示：水分利用效率随叶气温差、二氧化碳浓度和空气湿度的增加而增加；有利于获得较高水分利用效率的气孔导度、光合有效辐射、空气温度和土壤水分范围分别是200～350μmol·m^-2·s^-1、400～900μmol．m^-2·s^-1、28～34℃和85％～90％的土壤饱和含水率。

关键词：水分利用效率水稻控制灌溉

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Field experiments on greenhouse gas emissions and nitrogen and phosphorus losses from rice paddy with efficient irrigation and drainage management

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Science China(Technological Sciences) 2011年第6期54卷 1581-1587页

作者： peng shizhang1,2,YANG ShiHong1,2,XU JunZeng1,2 & GAO HuanZhi1,2 1State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering,Hohai University,Nanjing 210098,China 2College of Water Conservancy and Hydropower Engineering,Hohai University,Nanjing 210098,China State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering Hohai University Nanjing China College of Water Conservancy and Hydropower Engineering Hohai University Nanjing China

Greenhouse gas emissions,nitrogen and phosphorous losses through ammonia volatilization,leaching and surface drainage from rice paddy under efficient irrigation and drainage were analyzed based on field experimental data in order to reveal the eco-environmental impacts of efficient irrigation and drainage on rice *** results showed that total methane emission from rice paddy under the controlled irrigation was reduced by more than 80% and total nitrous oxide emission increased by 15.9% compared with flooding *** comprehensive global warming potentials(GWP) of methane and nitrous oxide were 62.23 gCO2 m-2 for rice paddy under the controlled irrigation,reduced by 68.0% compared with flooding *** to large reduction in seepage and surface drainages,nitrogen and phosphorous losses through leaching were reduced by 40.1% and 54.8%,nitrogen and phosphorous losses through surface drainage were reduced by 53.9% and 51.6% from rice paddy under efficient irrigation and drainage compared with traditional irrigation and *** loss through ammonia volatilization was reduced by 14.0%.Efficient irrigation and drainage management is helpful to mitigate greenhouse gases emission,nitrogen and phosphorus losses and their pollution on groundwater and surface water.

关键词： efficient irrigation and drainage nitrogen and phosphorus greenhouse gas ammonia volatilization paddy field

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