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加氧/增氧灌溉技术创新与理论探索

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作者雷宏军 等

出版社科学出版社

ISBN9787030724083

出版时间2022-12

装帧平装

开本16开

定价120元

货号1202787537

上书时间2024-12-04

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商品描述
目录
前言

第1章绪论1

1.1背景及意义1

1.2国内外研究进展2

1.2.1加氧灌溉在农业领域的应用2

1.2.2加氧灌溉传输特性2

1.2.3加氧灌溉土壤通气性改善效应3

1.2.4加氧灌溉对作物根区环境的影响4

1.2.5加氧灌溉作物响应5

1.3主要内容与创新5

第2章加氧灌溉原理及装备研发7

2.1系统设计原理7

2.2加氧灌溉地下氧灌系统及其控制方法7

2.2.1系统组成7

2.2.2系统控制方法7

2.2.3系统创新8

2.3加氧灌溉装备研发9

2.3.1低成本空气射流加氧灌溉系统9

2.3.2高效射流曝气氧灌系统9

2.3.3智能化水肥气一体化滴灌系统10

2.3.4水肥气热一体化滴灌智能控制装置及其控制方法10

2.4小结12

第3章加氧灌溉水气传输特性及其优化研究13

3.1加氧灌溉水气出流均匀度测量系统与方法13

3.1.1测量系统13

3.1.2测量步骤及计算方法13

3.2掺气比例监测方法及模型研究14

3.2.1基于排水法的微纳米气泡实时监测装置及掺气比例计算方法14

3.2.2基于流体黏度改变的掺气比例计算模型15

3.3加氧灌溉下水氧传输特性研究15

3.3.1试验内容15

3.3.2试验原理16

3.3.3试验设计16

3.3.4测定指标及计算方法16

3.3.5NaCl介质及生物降解活性剂对氧总传质系数的影响18

3.3.6压力及活性剂浓度对氧总传质系数的影响19

3.3.7压力对溶解氧的影响20

3.3.8活性剂浓度对溶解氧的影响21

3.3.9NaCl介质及生物降解活性剂对灌溉均匀性的影响22

3.4加氧灌溉下水气均匀性影响因素分析及管道优化研究22

3.4.1试验内容22

3.4.2试验设计22

3.4.3试验布置23

3.4.4活性剂添加与管道双向传输下掺气比例及出气均匀性23

3.4.5活性剂添加与管道双向传输下溶解氧及溶解氧均匀性25

3.4.6活性剂添加与管道双向传输下滴头流量及流量均匀性26

3.5小结27

第4章加氧灌溉土壤湿润体内水氧变化特性研究28

4.1试验内容28

4.2试验设计28

4.3试验布置29

4.4指标监测及计算方法29

4.4.1土壤充水孔隙度（WFPS）29

4.4.2土壤溶解氧浓度、土壤氧化还原电位和土壤氧气扩散速率29

4.5不同灌水量及溶解氧浓度对湿润体土壤孔隙含水率的影响30

4.6不同灌水量及溶解氧浓度对湿润体土壤充气孔隙度的影响30

4.7不同灌水量及溶解氧浓度对湿润体土壤溶解氧浓度的影响31

4.8不同灌水量及溶解氧浓度对湿润体土壤氧化还原电位的影响32

4.9不同灌水量及溶解氧浓度对湿润体土壤氧气扩散速率的影响33

4.10不同灌水量及溶解氧浓度对土壤表面土壤呼吸速率的影响34

4.11不同灌水量及溶解氧浓度下土壤通气性影响因子相关关系分析34

4.12小结36

第5章加氧灌溉对作物根际环境改善效应研究37

5.1试验区概况37

5.2试验设计37

5.2.1加氧灌溉紫茄根际土壤通气性改善效应试验37

5.2.2加氧灌溉冬小麦根际土壤通气性改善效应试验38

5.2.3加氧灌溉番茄根际土壤通气性改善效应试验39

5.2.4加氧灌溉辣椒根际土壤通气性改善效应试验40

5.3试验观测项目40

5.3.1土壤充气孔隙度40

5.3.2土壤溶解氧浓度41

5.3.3土壤氧化还原电位41

5.3.4土壤氧气扩散速率41

5.3.5土壤呼吸速率42

5.3.6土壤酶活性42

5.3.7土壤微生物42

5.4加氧灌溉下温室紫茄根际土壤通气性改善效应43

5.4.1温室紫茄根际土壤溶解氧浓度43

5.4.2温室紫茄根际土壤氧化还原电位44

5.4.3温室紫茄根际土壤呼吸速率45

5.5加氧灌溉下冬小麦根际土壤通气性改善效应45

5.5.1水源处溶解氧浓度45

5.5.2冬小麦根际土壤充气孔隙度46

5.5.3冬小麦根际土壤溶解氧浓度46

5.5.4冬小麦根际土壤氧气扩散速率47

5.5.5冬小麦根际土壤氧化还原电位48

5.5.6冬小麦根际土壤呼吸速率50

5.6加氧灌溉下温室番茄根际土壤通气性改善效应51

5.6.1温室番茄根际土壤溶解氧浓度51

5.6.2温室番茄根际土壤氧化还原电位51

5.6.3温室番茄根际土壤氧气扩散速率51

5.6.4温室番茄根际土壤呼吸速率52

5.6.5作物根区土壤通气性指标的相关关系分析53

5.7加氧灌溉下温室辣椒根际土壤通气性改善效应54

5.7.1温室辣椒根际土壤充水孔隙度（WFPS）54

5.7.2温室辣椒根际土壤氧气扩散速率55

5.7.3温室辣椒根际土壤氧化还原电位55

5.7.4温室辣椒根际土壤呼吸速率56

5.7.5温室辣椒根际土壤酶活性57

5.7.6温室辣椒根际土壤微生物数量58

5.7.7温室辣椒根际细菌多样性59

5.8小结63

第6章加氧灌溉作物生理生长特性研究65

6.1试验区概况65

6.2试验设计65

6.2.1草莓试验设计65

6.2.2小白菜试验设计66

6.2.3紫茄试验设计67

6.2.4盆栽番茄试验①设计67

6.2.5微区番茄试验设计68

6.2.6盆栽辣椒试验设计69

6.2.7盆栽番茄试验②设计70

6.3加氧灌溉下草莓响应研究71

6.3.1草莓净光合速率71

6.3.2草莓气孔导度72

6.3.3草莓蒸腾速率72

6.3.4草莓品质73

6.3.5草莓根系指标73

6.3.6小结74

6.4加氧灌溉下小白菜响应研究74

6.4.1小白菜根系指标74

6.4.2小白菜生理指标75

6.4.3小白菜生物量及水分利用效率76

6.4.4小白菜养分吸收量与吸收效率76

6.4.5小结77

6.5加氧灌溉下冬小麦响应研究77

6.5.1冬小麦根系指标77

6.5.2冬小麦气孔导度78

6.5.3冬小麦蒸腾速率79

6.5.4冬小麦净光合速率79

6.5.5冬小麦生物量和产量79

6.5.6冬小麦养分吸收利用80

6.5.7冬小麦籽粒养分积累量和产量的相关关系82

6.5.8冬小麦植株养分吸收量和根系的相关关系82

6.5.9小结83

6.6加氧灌溉下紫茄响应研究83

6.6.1紫茄株高、茎粗83

6.6.2紫茄净光合速率84

6.6.3紫茄蒸腾速率85

6.6.4紫茄气孔导度86

6.6.5紫茄叶片叶绿素86

6.6.6紫茄根系指标87

6.6.7紫茄产量88

6.6.8紫茄植株养分89

6.6.9紫茄养分吸收效率90

6.6.10小结91

6.7加氧灌溉下盆栽番茄响应研究91

6.7.1盆栽番茄净光合速率、蒸腾速率和气孔导度91

6.7.2盆栽番茄生物量92

6.7.3盆栽番茄产量和品质93

6.7.4盆栽番茄养分吸收利用93

6.7.5土壤通气性和番茄生理指标的相关关系分析94

6.7.6土壤通气性和番茄产量、品质及植株养分吸收效率的相关分析95

6.7.7小结96

6.8加氧灌溉下微区番茄响应研究96

6.8.1微区番茄净光合速率96

6.8.2微区番茄蒸腾速率97

6.8.3微区番茄气孔导度98

6.8.4微区番茄生物量积累99

6.8.5微区番茄产量及品质100

6.8.6微区番茄养分吸收利用101

6.8.7土壤通气性和微区番茄生理指标、产量品质的相关关系分析105

6.8.8小结106

6.9加氧灌溉下盆栽辣椒响应研究106

6.9.1盆栽辣椒生理活动106

6.9.2盆栽辣椒生物量积累108

6.9.3盆栽辣椒产量和品质109

6.9.4盆栽辣椒产量响应曲面分析110

6.9.5小结111

6.10加氧灌溉下盆栽番茄生长动态响应研究111

6.10.1盆栽番茄生物量积累动态111

6.10.2盆栽番茄产量积累动态114

6.10.3盆栽番茄养分吸收动态116

6.10.4盆栽番茄产量响应曲面分析121

6.10.5小结121

第7章加氧灌溉增产提质机理研究122

7.1加氧灌溉对温室微区番茄土壤环境的改善机理分析122

7.2加氧灌溉对温室微区番茄生长生理的改善机理分析124

7.3加氧灌溉对温室微区番茄产量、品质的改善路径分析126

7.3.1土壤通气性、酶活性、微生物量和植株养分数据的指数化处理126

7.3.2加氧灌溉对温室微区番茄土壤-作物改善的结构模型构建129

7.3.3加氧灌溉对温室微区番茄土壤-作物的改善路径分析130

7.4小结132

第8章加氧灌溉主要温室气体产排效应研究134

8.1加氧灌溉条件下土壤N2O排放特征及影响因素分析134

8.1.1试验内容134

8.1.2试验概况134

8.1.3试验设计134

8.1.4样品采集及指标测定135

8.1.5相关指标计算136

8.1.6加氧灌溉条件下土壤N2O排放特征136

8.1.7加氧灌溉下土壤N2O排放的影响因子137

8.1.8加氧灌溉下土壤N2O排放与各影响因子间的关系139

8.1.9小结140

8.2加氧灌溉对温室桶栽辣椒土壤N2O排放的影响140

8.2.1试验内容140

8.2.2试验地概况140

8.2.3试验材料与试验设计141

8.2.4试验管理141

8.2.5指标测定及计算143

8.2.6加氧灌溉对温室辣椒地土壤N2O排放的影响143

8.2.7加氧灌溉对各影响因子的影响145

8.2.8加氧灌溉下土壤N2O排放的结构方程模型147

8.2.9小结148

8.3加氧灌溉对温室番茄地土壤N2O排放的影响148

8.3.1试验内容148

8.3.2试验地概况148

8.3.3试验材料与试验设计148

8.3.4试验管理149

8.3.5指标测定及计算151

8.3.6加氧灌溉下温室番茄地土壤N2O排放特征152

8.3.7加氧灌溉对各影响因子的影响153

8.3.8加氧灌溉下N2O排放的结构方程模型155

8.3.9小结155

8.4加氧灌溉对温室辣椒地土壤N2O排放的影响155

8.4.1试验内容155

8.4.2试验地概况156

8.4.3试验材料与试验设计156

8.4.4试验管理157

8.4.5指标测定及计算158

8.4.6加氧灌溉下土壤理化指标的影响159

8.4.7加氧灌溉对土壤N2O排放的影响161

8.4.8加氧灌溉下N2O排放的结构方程模型162

8.4.9小结162

第9章结论及展望164

9.1结论164

9.1.1加氧灌溉水力传输机制164

9.1.2加氧灌溉对土壤湿润体内水氧变化特性165

9.1.3加氧灌溉对作物根际土壤通气性改善效应165

9.1.4加氧灌溉作物响应关系165

9.1.5加氧灌溉的增产提质机理166

9.1.6加氧灌溉的环境效应167

9.2创新点167

9.3展望167

参考文献169

内容摘要
加氧/增氧灌溉是节水灌溉领域新兴起的一项水肥气耦合技术。《加氧/增氧灌溉技术创新与理论探索》总结了研究者近年来在加氧/增氧灌溉领域的一系列研究成果，涵盖了加氧/增氧灌溉原理及装备研发、加氧/增氧灌溉水气传输特性及优化、加氧/增氧灌溉土壤湿润体内水氧变化特性、加氧/增氧灌溉对作物根际环境改善效应、加氧/增氧灌溉作物生理生长特性、加氧/增氧灌溉增产提质机理以及加氧/增氧灌溉主要温室气体产排效应等方面。

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