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Effects of excessive nitrogen fertilizer and soil moisture deficiency on antioxidant enzyme system and osmotic adjustment in tomato seedlings

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International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2022年第2期15卷 127-134页

作者： yujie Zhang shuangen yu Zijia Li Tingting Chang Qicong Xu Huilian Xu Jie Zhang College of Agricultural Science and Engineering Hohai UniversityNanjing 210098China International Nature Farming Research Center Matsumoto 390-1401Japan

Long-term excessive application of nitrogen fertilizer induces secondary salinization of soil,which results in inhibiting plant *** addition,soil moisture deficiency also affects plant *** investigate the effects of excessive nitrogen fertilizer and soil moisture deficiency on the antioxidant enzyme system,plant water relations analyzed through pressure-volume(P-V)curve,and photosynthetic light response parameters in tomato(Solanum lycopersicum ***)seedlings,an indoor experiment of about 50 d was conducted using two irrigation water amounts based on field capacity(soil moisture deficiency:50%-80%;adequate water:70%-80%),two nitrogen fertilizer rates(moderate nitrogen;excessive nitrogen fertilizer:0.585 g/pot)and two types of irrigation water(tap water and microbial diluent).The results showed that excessive nitrogen fertilizer(N)and soil moisture deficiency(W)reduced the biomass of tomato *** comparison to CK(combination of adequate water and tap water quality),microbial dilution(EM)increased plant biomass by 5.2%.Also,the nitrogen application increased chlorophyll relative contents(SPAD).The maximum net photosynthetic rate(Pc)decreased with nitrogen application and increased with EM application and irrigation *** nitrogen application increased the plant nitrate reductase activity(NR).The plant NR in the N treatment showed a 13.0%increase compared to CK,and the plant NR in the treatment of nitrogen application with water deficiency(WN)increased 34.0%compared to water deficiency(W).After applying excessive nitrogen,N,EM-N,WN,EM-WN respectively increased the plant nitrate reductase activity by 13.0%,22.9%,34.0%,and 28.6%,compared with the corresponding treatment with moderate nitrogen(i.e.,CK,EM,W and EM-W).In addition,the activities of antioxidant enzymes[superoxide dismutase(SOD),peroxidase(POD)and catalase(CAT)]in four treatments of nitrogen application(N,EM-N,WN,EM-WN)also increased *** soil moisture and nitroge

关键词： antioxidant enzyme nitrogen osmotic adjustment pressure-volume curve stress tomato water

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DRAINMOD-S模型参数的全局灵敏度分析

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水科学进展 2015年第2期26卷 271-278页

作者：俞双恩王宁于智恒王君河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学水利水电学院江苏南京210098 安徽省水利水电勘测设计院安徽合肥230088

为有效进行DRAINMOD-S模型参数的优选,更好地理解参数变化对模拟结果的影响,开展了模型参数灵敏度分析。以南通市九龙垦区暗管排水脱盐试验为例,采用Morris全局定性分析方法检测了DRAINMOD-S模型模拟土壤剖面含盐量时侧向饱和导水率Ksa... 详细信息

为有效进行DRAINMOD-S模型参数的优选,更好地理解参数变化对模拟结果的影响,开展了模型参数灵敏度分析。以南通市九龙垦区暗管排水脱盐试验为例,采用Morris全局定性分析方法检测了DRAINMOD-S模型模拟土壤剖面含盐量时侧向饱和导水率Ksat、水动力弥散系数D、地表最大蓄水深度Sm、相对不透水层深度Im、排水系数Dr及地下水初始埋深W 6个参数的灵敏度。结果表明:Ksat对模拟结果影响最为显著,D、Sm和Dr次之,而W与Im影响最小;各个参数间的非线性作用存在差异,以Ksat最为显著。为保证模型模拟质量,对敏感性参数应提高现场测试精度,在模型运行时,对灵敏度大的参数应进行重点调整,同时也不可忽视非线性作用较强的参数,从而有效地指导模型的参数率定,提高模型的适用性。

关键词： DRAINMOD-S Morris方法灵敏度分析参数率定

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坡面土地利用格局变化的水土保持效应

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农业工程学报 2011年第4期27卷 22-27页

作者：佘冬立邵明安薛亚锋俞双恩河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室南京210098 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 水利部淮河水利委员会蚌埠233001

为探明黄土坡面土地利用格局变化的水土保持效应,通过模拟野外坡面土地利用格局,在小区内采用柠条林、坡耕地(豆地)和苜蓿地3种土地利用方式进行空间配置形成不同土地利用格局坡面小区,测定各小区表层0～6cm土壤水分和土壤体积质量的时... 详细信息

为探明黄土坡面土地利用格局变化的水土保持效应,通过模拟野外坡面土地利用格局,在小区内采用柠条林、坡耕地(豆地)和苜蓿地3种土地利用方式进行空间配置形成不同土地利用格局坡面小区,测定各小区表层0～6cm土壤水分和土壤体积质量的时空分布特征,并于2007-2008年连续监测各小区产流产沙特性,分析坡面土地利用格局变化的减流减沙效应。Kriging插值结果表明,柠条林、坡耕地(豆地)和苜蓿地3种植被类型混合利用坡面(从坡顶至坡底)小区(包括柠条-豆地-苜蓿小区、苜蓿-豆地-柠条小区、柠条-苜蓿-豆地小区、豆地-苜蓿-柠条小区)土壤表层水分和土壤体积质量呈明显的斑块镶嵌格局,与土地利用结构一致,易于形成径流侵蚀的自我调控系统。相对于单一利用的坡耕地小区,各混合利用格局可以对坡面径流侵蚀有效拦截。其中柠条-豆地-苜蓿小区的年侵蚀模数最低,2年的减蚀率分别达到98%和94%。构建合理的土地利用镶嵌格局是控制水土流失的重要措施之一。

关键词：土地利用空间变异测量土壤保持产流产沙水蚀风蚀交错带黄土高原

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苏北水利现代化评价指标体系赋权研究

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河海大学学报（自然科学版） 2014年第2期42卷 171-176页

作者：张颖俞双恩陆梦恬河海大学水利水电学院江苏南京210098 南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室江苏南京210098

为了能够科学、客观地评价苏北水利现代化发展水平,在江苏省水利基本现代化指标体系的基础上,采用基于变异系数权重的TOPSIS法计算出现状评价指标权重,综合现状评价指标权重和江苏省水利基本现代化评价指标权重,对各指标权重进行重新赋... 详细信息

为了能够科学、客观地评价苏北水利现代化发展水平,在江苏省水利基本现代化指标体系的基础上,采用基于变异系数权重的TOPSIS法计算出现状评价指标权重,综合现状评价指标权重和江苏省水利基本现代化评价指标权重,对各指标权重进行重新赋权,进而综合评价苏北地区6个典型县的水利现代化水平,以验证其合理性。研究结果表明,新权重下的指标体系深入剖析了苏北地区的特点和发展需求,紧密联系苏北地区的水利发展现状,对于苏北地区实现水利现代化的目标具有一定的指示与导向作用。

关键词： TOPSIS法苏北地区水利现代化评价指标体系指标权重

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河网区灌溉水利用系数的尺度转换

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农业工程学报 2015年第8期31卷 147-151页

作者：俞双恩于智恒郭杰顾京李彧玮佘冬立河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室南京210098 河海大学水利水电学院南京210098 水利部长江水利委员会水土保持局武汉430010 盐城市水利局盐城224002

大尺度灌区灌溉水利用系数的测定条件难以保障,而小尺度灌区的灌溉水利用系数可以通过试验测定,如何通过小尺度灌区的灌溉水利用系数来预测大尺度灌区的灌溉水利用系数,就有必要对灌溉水利用系数的尺度转换问题进行研究。河网灌区的特... 详细信息

大尺度灌区灌溉水利用系数的测定条件难以保障,而小尺度灌区的灌溉水利用系数可以通过试验测定,如何通过小尺度灌区的灌溉水利用系数来预测大尺度灌区的灌溉水利用系数,就有必要对灌溉水利用系数的尺度转换问题进行研究。河网灌区的特点是没有统一的水源引水口,通常是由若干个小灌区合并成一个大灌区,是一个典型的自相似系统。论文以地处里下河水网地区的盐城市水稻灌区作为研究对象,于2012-2013年对9个县区不同规模的样点灌区进行了灌溉水利用系数的试验观测,利用分形理论研究了河网灌区的分形特征,运用盒维数法计算了盐城市河网灌区和不同尺度灌区的盒维数,其盒维数介于1.703~1.996之间,并随着面积尺度的增加而增大。基于灌溉水利用系数与灌区面积、盒维数的相关性,建立了河网灌区灌溉水利用系数尺度转换模型,并通过验证,表明该尺度转换模型能够较好地预测河网灌区灌溉水利用系数,同时也能够很好地实现灌溉水利用系数的尺度转换,为分析河网灌区灌溉水利用系数及其尺度效应提供了新途径。

关键词：灌溉尺度模型分形理论盒维数河网灌区

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水稻控制灌排模式的节水高产减排控污效果

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农业工程学报 2018年第7期34卷 128-136页

作者：俞双恩李偲高世凯王梅孟佳佳汤树海河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室南京210098 河海大学水利水电学院南京210098 淮安市水利局淮安223001 涟水水利科学研究站淮安223001

为合理地集成控制灌溉和控制排水技术,实现节水、高产、减污目标的统一,该文应用控制灌排技术于2015-2016年在涟水县水利试验站开展大田小区试验,对稻田灌溉用水量、产量及氮磷流失情况进行监测和分析。2 a研究结果表明:与对照处理(控... 详细信息

为合理地集成控制灌溉和控制排水技术,实现节水、高产、减污目标的统一,该文应用控制灌排技术于2015-2016年在涟水县水利试验站开展大田小区试验,对稻田灌溉用水量、产量及氮磷流失情况进行监测和分析。2 a研究结果表明:与对照处理(控制灌溉)相比,采用轻旱控制灌排技术并不导致水稻减产,且稻田灌溉定额能够降低11.89%(P<0.05),同时由于排水峰值和排水次数明显减少,总磷、铵态氮、硝态氮稻田表面径流流失负荷分别降低54.58%、36.29%和60.10%(P<0.05),但在雨量较多的年份会增加渗漏量,从而造成总磷、铵态氮淋失负荷升高;采用重旱控制灌排技术时,水稻减产不显著,稻田灌溉定额减少29.88%,排水定额减少58.95%,总磷、氨态氮、硝态氮地表径流流失负荷分别降低59.23%、38.88%和62.97%,但淋失负荷分别增加了24.57%、30.17%和15.88%,可能造成地下水污染。应用基于序关系分析法和熵值法组合权重的TOPSIS理想解法对水稻灌排方案进行优选决策,结果表明轻旱控制灌排在保证粮食生产量的前提下具有良好的节水减排控污效果。

关键词：氮磷排水稻田控制灌排模式优选

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水稻不同生育阶段稻田水位调控对产量因子及产量的影响

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河海大学学报（自然科学版） 2012年第6期40卷 664-669页

作者：王君俞双恩丁继辉胡哲肖梦华河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学水利水电学院江苏南京210098 浙江省桐乡市水利局浙江桐乡314500

以稻田水位作为调控指标,对水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期和乳熟期进行受旱试验,根据试验资料分析水稻不同生育期受旱对产量及其构成因子的影响。研究表明:水稻分蘖期受旱,对有效穗数最为不利,反而复水后会使穗粒数、结实率有所增... 详细信息

以稻田水位作为调控指标,对水稻分蘖期、拔节孕穗期、抽穗开花期和乳熟期进行受旱试验,根据试验资料分析水稻不同生育期受旱对产量及其构成因子的影响。研究表明:水稻分蘖期受旱,对有效穗数最为不利,反而复水后会使穗粒数、结实率有所增加,对千粒质量影响不大,如分蘖期严重受旱,将导致严重减产;拔节孕穗期对水分很敏感,受旱对穗粒数和结实率均产生不利影响,会严重降低产量,而对千粒质量影响并不显著;抽穗开花期受旱对穗粒数、结实率和千粒质量均产生不利影响;乳熟期受旱主要对千粒质量产生不利影响。通过灰色关联度分析,得出水稻产量构成因子对产量贡献最大的为有效穗数。

关键词：水稻受旱稻田水位产量因子灰色关联度分析

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暴雨条件下不同灌排模式稻田排水中氮磷变化规律

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河海大学学报（自然科学版） 2014年第5期42卷 455-459页

作者：孙亚亚俞双恩陈军肖梦华王宁河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学水利水电学院江苏南京210098 宿迁市宿城区水务局江苏宿迁223800

为研究暴雨条件下不同灌排模式稻田排水中氮磷质量浓度变化规律,减少农田面源污染,提高氮肥的利用效率,在江苏省宿迁市宿城区运南灌区开展田间试验。试验结果表明:与常规灌排模式(CK)相比,控制灌排模式节水18.7%,排水总量减少50.6%,水... 详细信息

为研究暴雨条件下不同灌排模式稻田排水中氮磷质量浓度变化规律,减少农田面源污染,提高氮肥的利用效率,在江苏省宿迁市宿城区运南灌区开展田间试验。试验结果表明:与常规灌排模式(CK)相比,控制灌排模式节水18.7%,排水总量减少50.6%,水稻产量减少3.6%;控制灌排模式由于增加了稻田蓄水深度,减少了雨后排水量,延迟了雨后排水时间,稻田排水中NH+4-N、NO3--N、TN和TP流失总量分别比CK减少48.15%、49.09%、45.54%和49.10%,节水减排效果显著。

关键词：稻田暴雨控制排水控制灌溉氮磷质量浓度氮磷流失

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河网区不同尺度灌区节水潜力分析

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排灌机械工程学报 2015年第11期33卷 971-976页

作者：费远航佘冬立孟佳佳郭杰俞双恩河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室江苏南京210098 淮安市水利规划办公室江苏淮安223005

针对河网地区回归水的存在及其重复利用加大了节水潜力的尺度效应,也导致了关于真实节水潜力的诸多争论的问题,采用首尾法对比研究了河网区不同尺度灌区灌溉水利用系数,并对不同尺度灌区灌溉水利用系数提高阈值与真实节水潜力进行了综... 详细信息

针对河网地区回归水的存在及其重复利用加大了节水潜力的尺度效应,也导致了关于真实节水潜力的诸多争论的问题,采用首尾法对比研究了河网区不同尺度灌区灌溉水利用系数,并对不同尺度灌区灌溉水利用系数提高阈值与真实节水潜力进行了综合评价.结果表明,大中型灌区灌溉水利用系数显著低于小型灌区的,且各小型灌区之间的灌溉水利用系数变异系数大.影响灌溉水利用系数的各因素中,节水灌溉因子所占的比重较大,可通过实施节水灌溉工程以提高灌溉水利用系数.大中型灌区单位面积的真实节水潜力显著低于小型灌区的.但同时,由于试验区灌区大中型灌区面积大,节水潜力主要依赖于大中型灌区,特别是大型灌区,试验区各大型样点灌区的近期真实节水潜力为(0.800~6.372)×10~7m^3;远期真实节水潜力为(1.095~8.201)×10~7m^3.不同尺度灌区应采取不同的相应节水措施,以提高灌溉水利用系数.

关键词：灌区灌溉水利用系数首尾法尺度效应节水潜力

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坡度对扰动黄棕壤土壤侵蚀的影响

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河海大学学报（自然科学版） 2016年第1期44卷 20-24页

作者：李叶吴玉柏俞双恩金秋黄明逸河海大学水利水电学院江苏南京210098 江苏省水利科学研究院江苏南京210017

通过人工模拟降雨试验,研究坡度对扰动黄棕壤的土壤侵蚀规律。结果表明：在坡度20°以内,随着坡度的增大,入渗量逐渐减少,径流量逐渐增大;坡度在20°~26.5°范围时,入渗量和径流量趋于平稳。土壤侵蚀量与径流量基本同步,在一定坡度内随... 详细信息

通过人工模拟降雨试验,研究坡度对扰动黄棕壤的土壤侵蚀规律。结果表明：在坡度20°以内,随着坡度的增大,入渗量逐渐减少,径流量逐渐增大;坡度在20°~26.5°范围时,入渗量和径流量趋于平稳。土壤侵蚀量与径流量基本同步,在一定坡度内随着坡度的增大,侵蚀量增大;当降雨强度为40 mm/h和60 mm/h时,供试土壤侵蚀的临界坡度在20°~26.5°之间;当降雨强度增加至80 mm/h时,临界坡度大于26.5°。在试验坡度范围内,径流量、侵蚀量与降雨量均存在显著的线性关系。

关键词：模拟降雨扰动条件黄棕壤临界坡度土壤侵蚀

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