水分环境

2024-05-10

水分环境（精选八篇）

水分环境篇1

本文所进行研究的目标区域为水利局的生态监测实验基地, 这个地区为温带大陆性气候, 常年高温少雨, 降水主要集中在夏季且年平均降水量地域300mm, 年平均蒸发量在2 100mm~2 200mm之间, 十分干燥。该区域以荒漠草原为主, 周边有荒漠分布, 土壤以灰钙土为主, 土壤从上到下依次是沙壤土、灰钙土、沙壤土。整个试验区的植被主要有冷蒿、克氏针茅、冰草等常见的荒漠草原地区的植被。

2 实验设计与方法

本次实验于2013年开始, 分别在河滩洼地、坡地、坡中、坡顶不同的区域放置了TSCⅠ型管式土壤水分仪, 荒漠草原研究区域的土壤厚度40cm~60cm之间, 将土壤水分研究限制在40cm以内, 在4月~9月期间, 每天10:00定时对土壤含水率进行测量, 此外, 在每次降雨之前和之后都要进行测试。

3 结果与分析

3.1 土壤水分特征曲线

土壤水分特征曲线可以很好的表示土壤水含量和水势的关系, 通过定量的研究来土壤水分特征。对于土壤水分特征的研究常用模拟方程来进行。通过模拟方程来算出不同坡位土壤水分的拟合参数, 方程中的系数都保持在0.89左右, 从中可以看出对于土壤水分特征关系的描述相对比较准确, 具有一定的科学性。此外, 通过计算得出对方程系统的分析我们可以找出一些规律从河滩洼地、坡地、坡中、坡顶不同的区域的方程系数分别为149.18、317.53、687.36和768.83, 从数据中可以看出拟合方程系统随着距离地面高度的增加而逐渐增加。

通过曲线拟合模型可以得出各个位置的不同吸力段的水容量。从计算得出的数据可以看出土壤的水吸力和土壤的比热容之间成反比, 随着土壤水吸力的增加土壤的比热容会逐渐减小。在不同的吸力土壤的吸力阶段土壤比热容是不同的, 本文以土壤水吸力为10-4MPa为例, 通过计算得出河滩洼地、坡地、坡中、坡顶不同的区域水容量。从数据中可以明显看出在土壤吸力相同的情况下, 水容量从河滩洼地到坡顶水容量呈现逐渐减小的趋势, 坡顶的供水和持水性能明显不如河滩洼地, 因此, 要注意运用不同区域的特性来改善土壤的水分特征。

3.2 荒漠草原土壤水分垂直分异

要研究荒漠草原土壤水分垂直分异就要对土壤进行垂直分层, 根据垂直分层原则、标准差和变异系数可以将土壤分别速变层、活跃层、次活跃层、稳定层。一般来说变异数>30%, 标准差在4以上可以判断为速变层, 而活跃层的标准值处于3和4之间, 变异系数在20%和30%之间。次活跃层变异系统在10%到20%之间, 标准差在2和3之间。相对稳定层的变异系数小于10%, 标准值<2。

以上按照标准差和变异系数来进行土壤层次划分的标准是处于理想状态下进行的, 在实际的研究中主要按照变异系数来进行土壤垂直变化分层, 通过对不同深度的土壤水分进行统计可以可能出在坡顶0cm~10cm处的变异系数为37.84%, 根据上文的划分标准可以将这段区域划分为速变层, 10cm~20cm处的水分变异系数为29.8%, 接近于30%, 将这段也划分为速变层, 因此, 速变层为0cm~20cm处, 20cm~30cm处的水分变异系数为25.5%为活跃层。为此土壤从上到下可以划分为速变层和活跃层。

结束语

水分环境篇2

第三节水分班级：

第四节土壤与肥料

第五节空气

教材：《花卉栽培》

参考书：

1、包满珠．面向21世纪课程教材《花卉学》北京中国农业出版社20032、刘燕．园林花卉学.北京:中国林业出版社,20023、鲁涤非．花卉学．北京:中国农业出版社，19984、陈俊愉,程绪珂主编.中国花经.上海:上海文化出版社,19905、中国农业百科全书编辑部.中国农业百科全书观赏园艺卷.北京：农

业出版社，1996

教学目标：

1、本次课主要让学生掌握花卉生长发育对水分、土壤肥料、空气等的需求（花卉按其对环境因子的需要如何分类）；

2、明确水分、土壤肥料、空气等对花卉生长发育过程（包括形态建成）的影响。

教学重点：花卉生长发育对水分、土壤肥料、空气等环境因子的需求。

教学难点：水分、土壤肥料、空气等环境条件对花卉生长发育过程的影响规律。教学方法：课堂讲授，结合植物生理学知识及花卉栽培实例进行讲解。辅助手段：多媒体

师生互动：课堂提问

教具：自制电子课件(光盘)

教学准备：多媒体课件的安装。

板书设计：

第三节水分

一、不同原产地的花卉对水分的要求不同

二、花卉栽培对水分的要求

第四节土壤与肥料

一、土壤

(一)土质

(二)土壤的酸碱度(pH)

二、肥料

（一）主要肥料对花卉生长发育的作用

（二）花卉主要用肥

（三）施肥方法

第五节空气

一、空气中的氧气

二、空气中的二氧化碳

三、其他

四、空气中的有害物质与花卉的抗性

教学过程：

组织教学:

1、填写教室日志；

2、教师检查学生出缺席的情况及师生问候；

复习提问：

1、名词解释：春化作用、光周期现象

2、花卉栽培与温度的关系如何?

导入新课：采用启发式教学方法，用问题过渡到本次课内容—1.水分对花卉的影响；2.土壤与肥料对花卉的影响；3.空气对花卉的影响。

讲授新课：

第三节水分

水分是植物的组成部分，也是植物生理活动的必备条件。植物的光合作用、呼吸作

用、矿物质营养吸收及运转，都必须有水分的参与才能完成。

一、不同原产地的花卉对水分的要求不同

1、旱生花卉原产于干旱或沙漠地区，耐旱能力强的花卉。

2、中生花卉原产温带地区，既能适应干旱环境，也能适应多湿环境的花卉。

3、湿生花卉原产热带或亚热带喜欢土壤疏松和空气多湿的环境的花卉。

4、水生花卉长年生长在水中或沼泽地上的花卉。

二、花卉栽培对水分的要求

花卉在栽培中对水分有不同的要求，同一花卉在不同的生长发育时期，对水分的要求也不同。

种子发芽浸泡需足够的水分。种子萌发后在苗期需控水，这种现象称“蹲苗”，有利于根系的生长。营养生长旺盛期需水量最多，增加细胞的分裂和细胞的伸长以及各个组织器官形成。生殖生长期需水偏少，控制生长速度和顶端优势，有利于花芽分化。孕蕾期和开花期，需水偏少，延长观花期。坐果期和种子成熟期，需水偏少，延长挂果观赏期和种子成熟期。

栽培中如果空气湿度过大，往往使花卉的枝叶徒长，容易造成落蕾、落花和落果。同时也降低了抗病抗虫的能力。观叶植物则需要较高的空气湿度，增加枝叶的亮度和色泽。

第四节土壤与肥料

一、土壤

(一)土质

花卉栽培的土壤要求质地疏松，含腐殖质，物理性状透气性好，有保肥性能、蓄水性能和排水性能，无病虫害和杂草种子。配制培养土的土料常用的有腐殖质土、园土、厩肥、河砂、泥炭、砻糠灰、木屑等。现介绍以下几种：

1、田园土为菜园中或者田园耕作地的表层熟化的壤质土。

2、泥炭土为古代沼生植物埋藏地下而分解不完全的有机物腐物土。

3、腐叶土秋季收集落叶、杂草，与土壤分层堆积，发酵腐熟后的腐物土。

4、河砂、面砂河砂是旧河床被冲刷的冲积土。

5、山泥取于阔叶树或者针叶树林下相对腐熟的土壤。

6、塘泥池塘中的沉积土。

7、腐木屑由锯末堆制发酵而成的腐物土。

(二)土壤的酸碱度(pH)

各种花卉对土壤酸碱度有着不同的要求，可根据花卉对土壤的酸碱度反应分为3种类型：

1、酸性土花卉适合于在土壤酸碱度4~5之间生长良好的花卉，这类花卉

用碱性土壤栽培影响铁离子吸收，使花卉缺铁，叶片发黄。如杜鹃、栀子、茉莉、山茶、桂花及兰科花卉等等。

2、中性土花卉适合于土壤酸碱度6.5~7.5之间生长良好的花卉。如月季、菊花、牡丹、芍药、一串红、鸡冠花、半枝莲、凤仙花、君子兰、仙客来等等。

3、碱性土花卉适合于土壤酸碱度7.5以上生长发育的花卉。如香石竹、丝石竹、香豌豆、非洲菊、天竺葵、柽柳、蜀葵等。

二、肥料

肥料是花卉栽培中的重要环节。施肥方法、施肥量、肥料的理化性能都与花卉的生长发育阶段、花卉种类有关。

（一）主要肥料对花卉生长发育的作用

1、氮肥

2、磷肥

3、钾肥

4、微量元素

（二）花卉主要用肥

1、厩肥厩肥是指家养牲畜的。

2、动物粪肥动物粪肥是家养家禽的粪便肥。

3、饼肥饼肥是指各种油粕，如豆饼、花生饼、菜籽饼的发酵肥。

4、骨粉肥骨粉肥是一种富含磷质的肥料，也是一种迟效肥。

5、草木灰草木灰是指被燃烧的柴草灰肥。

6、复合肥复合肥是指无机肥料的综合肥。

7、过磷酸钙过磷酸钙是一种无机肥料，速效磷肥，连续施用可改良土壤为酸性。

8、石灰石灰可以中和土壤酸性及促进肥料分解，但石灰对花卉的生长发育需要量不是很大。

(三)施肥方法

花卉栽培中常用的施肥方法，主要是基肥、追肥和根外追肥三种方法。

1、基肥

2、追肥

3、根外追肥

第五节空气

空气的各种成分，有的为花卉生长所需要，有的则有害无益。随着城乡的绿化装饰，绿化覆盖面越来越大，净化空气的效果越来越好。随着工业生产的发展，空气时常受到不同程度的污染，有的花卉吸收了有害气体，起到了绿色环保的作用；有的花卉受到危害，影响了正常的生长发育。

一、空气中的氧气

空气中氧气是植物呼吸作用所必需的。空气中的氧气含量可满足花卉的生长需要，但土壤中氧气含量比大气要低得多，通常只有10％～12％，特别是质地黏重、板结、性状结构差、含水量高的土壤，常因氧气不足，植株根系不发达或缺氧而导致植株死亡。各种花卉的根系多数有喜氧性，花卉盆栽选用透气性较好的瓦盆最好。盆栽花卉的根系在盆壁与盆土接触处生长最旺盛。在花卉栽培中的排水、松土、翻盆及清除花盆外的泥土、青苔等工作都有改善土壤通气条件的意义。

不同花卉的种子发芽对氧气的反应不一样。如矮牵牛种子有一定湿度就能发

芽；波斯菊、翠菊、羽扇豆的种子如果浸泡于水中，就会因缺氧而不能发芽。大多数的花卉种子都需要土壤含氧量在10％以上发芽好，土壤含氧量在5％以下时，许多种子不能发芽。

二、空气中的二氧化碳

二氧化碳是植物光合作用的主要原料。空气中二氧化碳的浓度对光合强度有直接影响，如浓度过大，超过常量的10～20倍，会迫使气孔关闭，光合强度下降。白天阳光充足，植物的光合作用十分旺盛，如果空气流通不畅，二氧化碳的浓度低于正常浓度80％时，就会影响光合作用正常进行。露地花卉的栽培株行距或盆花栽培摆放的密度不要太密，应留有一定的风道进行通风。

三、其他

风是空气的流动。轻微的3～4级以下的风，不论对气体交换、植物生理活动或开花授粉都有益。但过强的8级以上的风往往有害，易造成落花、落果现象。栽培中进行花期调节，可适当利用某些气体对植物产生作用的特殊。如对休眠的杜鹃花，在每100kg体积空气中加入100ml的40％浓度的2一氯乙醇，24h就打破休眠，提早发芽开花。郁金香、小苍兰在每100k的空气中加入20～40g的乙醇，经36～48h能打破休眠提前开花。

四、空气中的有害物质与花卉的抗性

目前在工业集中的城市区域，大气中的有害物质可能有数百种，其中影响较大的污染物质有粉尘、二氧化硫、氟化氢、硫化氢、一氧化碳、化学烟雾、氮的氧化物、甲醛、氨、乙烯及汞、铅等重金属及其氧化物粉末等。在这些物质中以二氧化硫、氟化氢、化学烟雾以及氮的氧化物等对花卉植物危害最严重。但是不同的污染物质对不同的花卉植物危害程度不一，有的抗性很强。对有害气体抗性较强的花卉有以下几种：

1、抗二氧化硫的花卉金鱼草、蜀葵、美人蕉、金盏菊、紫茉莉、鸡冠、酢浆草、玉簪、大丽花、风仙花、地肤、石竹、唐菖蒲、菊花、茶花、扶桑、月季、石榴、龟背竹、鱼尾葵等。

2、抗氟化氢的花卉大丽花、一串红、倒挂金钟、山茶、牵牛、天竺葵、紫茉莉、万寿菊、半支莲、葱兰、美人蕉、矮牵牛、菊花等。

3、抗氯气的花卉代代、扶桑、山茶、鱼尾葵、朱蕉、杜鹃、唐菖蒲、一点樱、千日红、石竹、鸡冠、大丽花、紫茉莉、天人菊、月季、一串红、金盏菊、翠菊、银边翠、蜈蚣草等。

4、抗汞的花卉含羞草。

小结：总结本次课主要内容—水分、土壤与肥料、空气对花卉生长发育的影响。作业与思考：

1、花卉按对水分、土壤肥料、空气等环境因子的需求如何进行分类？各举代表花卉2-3种。

2、水分、土壤等条件对花卉的生长发育有哪些影响？

水分环境篇3

节水型设计是城市景观设计中的热点前沿领域,尤其在干旱地区,那里的“城市海绵”长期都是干涸的。节水型设计将水分利用效率与水工工程节水、生活用水、水体验和意义(图1)相关联。我在此领域中的工作始于对17世纪建造的莫卧儿花园(Mughal garden)水系统的研究(它位于印度阿格拉城亚穆纳河岸的泰姬陵的对面)。并在对印度西部拉古斯坦邦沙漠中莫卧儿拉杰普特宫殿花园建筑群的研究、阿布扎比的阿尔艾因拟建聚落供水体系的设计,以及美国的城市雨洪设计工作室中得到了扩展(Wescoat,2007ab,2010)。

这一章节阐述了节水型设计的模型,在图1中标示为“水资源保护”。它聚焦于景观设计和水利用效率之间的联系。这将通过采用水分收支分析,又称为水量平衡分析的方法来实现。本章的第二部分讨论了水分收支分析的历史轨迹。基本的概念包括简单的质量平衡分析,输入(各种形式的降雨量)减去输出(蒸散与径流),加上储存的变化(土壤水分的补给和流失)。这一概念被应用于不同的时间步长(如每日,每月,年代际尺度)和空间尺度(如气象站的数据源自空间中一个点,到场地、城市及区域)时变得十分有趣。它成为了节水设计的一个技术环节,整合了设计中的测量、计算和分析。文章的第三部分将通过一系列南亚和中东地区日益复杂的景观项目来分析说明这些技术进展。

水分收支分析可以帮助回答景观设计中的基本问题:在正常气候条件下的本土植物需水量?城市景观干扰是如何改变这些需水量?需水量的变化是如何应对不同的气候状态和植被改变的?这些问题在干旱和半干旱地区一直是至关重要的,但在其它类型的环境中,也正不断地意识到它们的重要性。

水分收支分析在景观设计和环境规划中已有一个相当长的历史,首先是在灌溉设计领域中对有效降雨与潜在蒸散的比较(Smith,1996)。第二个主要应用是邓恩(Dunne)和利奥波德(Leopold)的经典著作《环境规划中的水资源》其中一个章节中的坡面水平衡模型(1978:236-254);第三是在流域管理中的应用(Qin et al.,2013)。

图1节水型设计的概念模型

尽管如此,这些方法在城市环境设计中的应用依然受到诸多条件的制约。经常是没有现成气候数据提供。景观植物的实际蒸散率是很难准确估算的,以及城市植被还未能如农作物一样,受到同样的科学关注。

为了更好的理解这些关于水分收支分析的进展与制约,下一章节将回顾其在气候、水文和灌溉科技领域中的发展,并指出这些研究是如何在设计和规划运用的。

2 水分收支分析在气候,水利和城市景观规划中的发展

2.1 起源与发展

水文循环的概念在水资源研究中是古老的(见Yi-Fu Tuan's,The Hydrologic Cycle and the Wisdom of God,1980)。直到18世纪中叶西方思想的引入,降雨和径流的定量平衡才得到发展(e.g.,Biswas,1970)。

气候水分收支中降雨量与蒸发量的比较是20世纪中期以后才发展起来的。最初的构想是1948年由气候学家沃伦(Warren Thornthwaite)为“气候的合理分类”而提出的。但主要的研究已应用于农业气象、农学、干旱研究和灌溉科学。他设立了一个气候学实验室——并非如人们想象的在干旱的美国西部,而是在新泽西州南部桑斯威特(Thornthwaite)。实验室在不同的时期附属于约翰斯·霍普金斯大学,德雷塞尔研究所和特拉华大学(Black,2007;Field,2005;Keim,2010;Mather,2001;Mather and Sanderson,1995;Thornthwaite and Mather,1957)。美国西部的科学家发展了类似的经验公式用来估算蒸散量(即一段时间内,土壤通过蒸发和蒸腾作用的耗水总量)。经验公式如Blaney-Criddle公式在西部更为常用。这些公式在农业发展项目中的应用均存在误差,而且无法利用气象记录、称重式蒸渗仪和其他微气象仪器的相关数据以及植物的校准系数。

图2水分收支图:a)广州;b)北京;c)西安;和d)喀什。DEF=赤字;-DST=土壤蓄水的降低;+DST=土壤蓄水的增加;SURP=盈余;PREC=降雨

在20世纪90年代,彭曼-蒙特斯公式(the Penman-Monteith equation)经由联合国粮农组织(U.N.FAO)和其他机构的推广,基本成为估算参考蒸散量的国际标准。水分收支分析的基本概念已融入灌溉设计、时序安排、以及新兴的控制技术中,整合了降雨数据,综合气象数据(温度,风力,湿度等)和土壤湿度传感器的输入(Keim,2010;USEPA,2009)。加利福尼亚州灌溉管理信息系统(CIMIS)的在线工具,已可以提供的每小时,每天、每月和年际的水分收支(CIMIS,2011;http://www.cimis.water.ca.gov/cimis/info Irr Budget.jsp)。一个名为Web WIMP(基于Web的水分收支交互建模程序)的在线工具,能以半栅格分辨率计算全球的水分收支,并能整合土壤深度和渗透速率的变化,以及气候变化的状况(http://climate.geog.udel.edu/~wimp/)(图2)。

2.2 在景观设计和环境规划中的应用

由于水分收支分析与灌溉之间的联系,而被设置在包含灌溉设计的景观构造课程中,因为课程内容。后来,灌溉设计发展成为了景观设计咨询中的一个专业领域。

水分收支分析同样推动了本土和干旱地区适应性种植设计的复兴,也被称为“节水型景观(xeriscape)”和“水智慧(waterwise)”设计,强调了需水量相近的植物组合(e.g.,Knopf,1999)。一个大尺度的应用在加利福利亚州的欧文率先进行了实践,在节约用水的收费政策中运用水分收支分析,并借助了当地的气象数据和用水管理软件(Ash and Lessick 2002;D’Oreo and Mayer 2005;Hildebrand et al.,2009;Mayer,et al 2008)。加利福利亚州的城市节水委员会(CUWCC)发展了针对观赏景观的估算蒸散量和用水量预算的方法(Costello,2000;CUWCC,2011)。美国环境保护局(U.S.Environmental Protection Agency)(2011)建立了“水分收支工具”,通过电子表格和相关的分析方法而成为景观设计中的主流分析方法。

如上所述,水分收支分析已在环境规划中得到了长期应用(Dunne and Leopold,1978;Mather,1972)。它常常等同于水量平衡分析,虽然后者可能相对更关注地表径流,地下通流,和地下水流量。水分收支和水量平衡成为坡地水文学,流域水文学和湿地水文学的核心概念。随着发展,已被应用到边坡加固,侵蚀,和土地容量评估的研究中(for a recent example see Wang et al.2008)。最近的应用扩展包括湿地设计(Armstrong,2007;Ayub,2010;Owen 1995;Rayburg and Thom,2009),棕地和垃圾填埋场再开发(Dujardin et al.,2011;Kostopoulou etal 2010;Nyhan,2005),表层土和土壤改良研究(Pistocchi et al,2008;Savabi et al 2003),雨水收集(Briggs et al.,2010);土地利用和废水再利用(Duan and Fedler,2009;Van Rooijen et al.,2005;Stannard et al,2010);和城市水文学(Claessens et al.,2006;Gobel et al 2004;Mansell and Rollet,2006;Mitchell et al,2008)。

图3复杂水分收支分析的地下水形态横断面

2.3 应用研究面临的问题

关于水分收支分析有一些重要的注意事项,尤其是地下水的管理。Bredehoeft(1997,2002)特别强调了在估算地下水补给的安全水量时,运用静态质量平衡模型的误区。含水层必须按动态系统建模,其边界条件、传输率和对抽水的反应均是影响取水的关键要素(图3)。与此同时,其他人同意在地下水建模中更加重视补给率,并提升了对水质变量的关注(Alley,2007;Devlin and Sophocleous,2005;Sophocleous 2004)。

在气候变化的条件下,水分收支分析在所有尺度的应用都在增加,从田间到全球的水文循环,但它面临着一系列的问题(Abdulla,2009;Jorgenson and al Tikriti,2002)。哪些过程是取决于尺度的,哪些是与尺度无关的?如何在分析中整合植被的异质性、土壤和水文地质条件的影响?哪种方法处理数据限制是合理的?这些过程中的不确定性相关因素如何在水分收支分析中被有效地界定?这些问题在每个设计项目中以不同的形式出现。接下来的项目介绍将说明它们是如何推动了干旱和半干旱地区节水型设计的进步。

3 水分收支对节水型设计的作用

3.1 概述

下面展示的三个关于南亚和中东地区景观研究中水分收支分析的案例清晰的阐述了该领域的进步。在聚焦于用水效率的同时,剖析了设计中的基础设施,经济,经验和水文化等问题。

3.2 印度阿格拉,玛塔巴(月光花园)(Mahtab Bagh (Moonlight Garden))项目

图4印度阿格拉月光花园建筑群的中央水池和水渠

图6纳高尔堡中心公园,浅蓄水池,睡莲池和灌溉地块

图8印度纳高尔堡,挖掘出的种植坑展现了多孔砂质底层

位于印度阿格拉亚穆纳河岸的玛塔巴与泰姬陵相对。长久以来,导游为该场地编织了一个关于未建成的“黑泰姬陵”的传说。莫卧儿花园在16世纪至18世纪间坐落于阿格拉的滨河地区,但并未被挖掘出来,或进行更详细的分析。1998~2000年间一个国际小组提议对这些历史园林进行科学研究,印度的考古调查组和史密森学会(Smithsonian Institution)选择了玛塔巴作为研究案例。他们发现这是一个不朽的欢乐园,与泰姬陵建筑群同期且可能是其一部分(Moynihan,2000)。

先前对印度伊斯兰园林的研究大多聚焦于花园供水工程(水池、水渠、喷泉等)的物理性能,并对其历史和文化背景进行解释(Wescoat,2007)。玛塔巴的研究增加了对花园基础设施和文化方面的水分收支分析研究(Wescoat 2000)(图4)。它始于一个问题:园林的水池、喷泉和植物的灌溉需要多少用水量。通过对气候水分收支中降雨量和潜在蒸散量部分的粗略估算,灌溉是其中最大的用水量需求(Willmott,1981;图5)。

第二个问题是,“如何将季风降雨、浅滩冲积井和沿河设置的引水槽组合构建为供水系统”?这个问题需要进行水分收支分析。分析揭示了灌溉系统逐月所需的供水量,还提出了关于花园维护抽取地下水对周边村庄用水的潜在影响问题。

图5印度阿格拉地区月度水分收支图。每月虽有季风降雨但净水量仍紧缺。(PE=可能的蒸散量;PREC=降雨;AE=实际蒸散量;DEF=水分收支赤字)

在这个历史园林的早期研究中主要的发现是:(1)最大的水量消耗是植物灌溉用水;(2)历史原有的供水工程是通过利用多种水源供水来满足需水量的;(3)重建历史供水系统需要解决现代景观中的公平和效率问题。

3.3 纳高尔莫卧儿拉杰普特宫花园项目

由梅兰加尔古堡博物馆信托所拥有,位于印度拉賈斯坦邦纳高尔堡的一个园林保护项目探讨以下的问题(图6)。利用威尔莫特(1981)数据库制作的焦特布尔市的水分收支图显示了一年每个月份水文气候的大幅度水量赤字(图7),这些现代数据的综合分析完善了:(1)拉贾斯坦邦的古气候研究;(2)区域中不同蒸散公式的演算;(3)可能影响保护计划的气候变化状况(Nandagiri and Kavoor,2006;Wescoat,2007d)。通过调整有效降雨量、灌溉输水损耗、场地功效、和园丁(mali)的专业等级划分,分析整合了水分利用率系数,超越了玛塔巴的项目。

保护建筑师名那亚·杰恩(Minakshi Jain)(2006)记录和分析了纳高尔古堡中历史遗存的雨水收集集水面,输水管和储存收集雨水的蓄水池,这些是用来收集稀缺的季风期降水。园林考古学家凯瑟琳格里森(Kathryn Gleason)展示了土壤剖面,包括可保持和维持大量植物所需有效水湿环境的多孔砂质底层(图8)。

图7印度纳高尔月度水分收支图。每月赤字的变化

图9印度纳高尔堡,按供水需求将种植区划分为小的灌溉盆地

图10印度纳高尔堡,干旱区种植

图11阿布扎比阿莱茵绿洲,阿夫拉贾(Aflaj)灌溉的椰枣农场

景观保护设计师Priyaleen Singh以当代马尔瓦尔(Marwar)的绘画作为植物设计的基础,在宝石般的小花园内按耗水量差异分区配置植物(Wescoat 2007d)(图9)。有趣的是,通过拉贾斯坦园艺师引入,在加利福利亚适应性景观的水分收支分析方法得以成熟地应用(在科斯特洛(Costello)被称为WUCOLS,2000)。WUCOLS指导手册对应加利福利亚的不同气候分区,按高、中、低三级耗水量做了植物分类,并根据微气候、种植密度以及种类系数调整了参考蒸散量。纳高尔堡大面积区域种植的荒漠植物仅在栽植期间需要补充水分(图10)。蓄水池可以通过水位的高低变化来展现花园的季节性美感(Wescoat 2007a,2010)。场地平整有助于恢复大尺度降雨的雨水收集和地下水补给系统。

在暂时缺水期间,纳高尔堡依靠水罐车解决非饮用水的需求。为了进行保水型设计的效益分析,设计的多个比较方案(耐旱的、中湿度的、湿润的)被转换为增加的水罐车运输量(最高达到每天24卡车);水罐车用水成本(达到每年40000美元);同时生活用水的供给也无法被替代(每年300余人)(Wescoat,2007d)。水分收支分析的这些拓展应用帮助支撑保水型设计多方案比较。

场地尺度的水分收支通过城市和区域水分收支研究得到了完善,确定了现代供水体系的组成部分,目前还不是定量的。关于这些概念扩展应用的进一步计划,是跨越花园的围墙进入纳高尔堡周边的城市和区域。场地尺度的水分收支规划和设计从更大的区域视角来进行,将会在最后一个关于艾恩,阿布扎比的案例研究中进行阐述。

3.4 艾恩,阿布扎比拟建的住宅发展项目

阿夫拉贾(Aflaj)Al Foah是一个拟建住宅项目的名称,坐落于艾恩,阿布扎比地带的北部边缘,这是由7个历史枣椰绿洲和村庄群组成的连续地带,通过阿拉伯半岛东南部的传统阿夫拉贾供水系统供水(Brook,2008)(图11)。项目的名称和灵感源于阿夫拉贾灌溉体系,即在坡地含水层挖掘取水,通过地道输水至绿洲的地面分水渠。尽管项目最终没有实现,但是其概念设计针对干旱地区的景观规划提出了令人关注的概念。

Al Foah项目是一个现代的椰枣农场,包括了一个配有现代供水体系的新住宅发展项目。它的供水来自100km外阿尔富查伊拉(Al Fujairah)的淡化海水,补充以极少量当地的地下水和偶尔的降雨。这个项目不是将这些传统和现代的供水系统视为相对独立的两种方式,而是通过一系列的水分收支分析寻找它们之间的相互联系。

阿尔艾因的气候水分收支凸显了它的干旱。潜在蒸散量为约2500毫米/每年(mm/yr),降水量只有约100毫米/每年(mm/yr)(图12)。年降水量变化大,最小记录为1mm,最大为303mm。大范围的水分收支为浅层含水层和水井的有限供水量,用以支撑游牧的贝都因人、牧民和原生植被。传统的阿夫拉贾(Aflaj)体系创造了一个高度集约的地方水分收支方式,现代的Al Foah椰枣农场通过灌溉控制器和滴灌配水线路进一步强化这种地方水分收支方式。

“新阿夫拉贾Aflaj”的概念将创造一个多用途集约化的水分收支方式。它利用海水淡化装置(类似于一个母井)进行海水开发,通过管道(类似于阿夫拉贾的主体地道)将水输送到地方配水站(类似于一个shariati子井),通过配水网络(类似于阿夫拉贾的水渠和体系),以及污水收集和回用系统(其中有场地内和场地外的中水回用设施)。其关键的景观类比将在下面进行阐述。

图12阿布扎比艾因气候区的月度水分收支图。每个月均有严重的赤字

在目前海水淡化管道进入场地的配水站位置,将建设一个新的水科学中心。这将是一个景点,而非传统方式的将市政设施隐藏基地的一个角落里。它的景观设计将包含节水示范花园。水科学中心将为项目提供综合的水管理,包括基于蒸散量,土壤湿度和天气变化的灌溉控制器;对用水和回用的科学监测;居民和学校的教育计划;为对水感兴趣的教师和市民科学家设立的研究设施。水科学中心可以管理三种类型的水:椰枣农场用水的供水;家庭生活饮用水的供水;来自市政设施的废水回流(实施空间分隔、紫色管道、水质监测等)

正如传统阿夫拉贾渠道分为主干渠,二级渠道和支渠,阿夫拉贾Al Foah的配水管道体系将沿着主环道和邻里街道布置。中心道路将在裸地上进行树木种植(如,山柑藤表达粗糙的特征,或印度楝表达体量)。

与传统体系的不同,饮用水总管道将沿着基地的边界铺设,并相互连接成为加压环状管网。Al Foah的废水将被排放到艾因市的市政污水处理厂,处理后的污水将用于非接触式公共空间的节水型灌溉。每个邻里均会了解供水系统的源和汇。和传统体系一样,但不同于现代用水收费方式,每个家庭都可以买卖饮用水和中水的配额,通过再分配,将会建立不同的种植和用水模式。

关键的邻里空间和家庭花园都将会设置像传统阿夫拉贾一样的配水渠道,像那些历史绿洲一样,成为营造更多茂盛植物和水体验的一种途径。与人基本不接触的灌溉渠道可以使用处理过的污水。小院落池塘和低的喷泉的水用简洁窄细的排水管道排放到就近的种植池里。在每一个尺度,景观的水分收支方式都将与“绿洲”、“水智慧”和“耐旱”型种植交织在一起。

每个房屋均会有基本的用水量配给预算总额,约每天人均约100加仑(约300L),并根据季节需求调整。居民将支付整个体系建造、运行和维护的费用,及相应的公共用水份额。他们将有内部水表,可以即时读取当前和累积用水量。如果家庭用水量配额没有被足额使用,他可以将其回租给发展商或其他买家,这是传统阿夫拉贾体系文化长期的制度实践。总的来说,这种供水体系提供了一个更加全面的方法,其灵感既来自传统的阿夫拉贾,也来自节水科学和技术上的创新。这将为海湾地区乃至全球的聚落设计建立了一个水分收支方式的先例。

4 水分收支研究和设计的新方向

文章已强调了水分收支分析的贡献,其中一些值得特别的注意。首先,综述部分的参考文献表明只占很小比例关于植被—土壤—大气动态的研究被清晰的整合到环境设计中。

其次,文章重点为水分收支分析的用水方面。它涉及到与给排水基础设施、水体验、生活和意义的联系,正如节水型设计中描述的一样,但它值得更多的研究关注。

第三,该领域正从历史上对供水的强调转向更广泛的事务。如,最近的研究已开始涉及到水分收支分析中的风险和不确定性(Bulygina and Gupta,2009;Engeland et al 2005;Faybishenko,2010)。其他五个前沿也与节水型城市设计有着特殊的联系。

(1)水分收支中的雨水流量,下渗,和最佳管理措施(BMPs)

(2)水分收支中的水质参数和处理工艺

(3)中水回用和循环利用的综合评估

(4)在水决策支撑体系中的实时应用

(5)与环境教育,社会学习和公民-科学项目的整合

这些均是一些有前途的前沿领域,其中水分收支分析可以在干旱和半干旱地区海绵城市的设计中发挥重要作用。

图片来源

图2:Web WIMP on-line water budget program,accessed 4April 2015;

图5,7,12:Web WIMP on-line water budget program,accessed 2 April 2015

水分环境篇4

关键词：种子水分,农作物种子,种子水分速测仪

我国农作物种子检验规程GB/3543.6-1995规定[1],常用的种子水分测定法有烘干减重法和电子水分仪速测法,一般正式报告需采用烘箱标准法进行水分测定,而在种子收购、调运和干燥加工等过程中可以采用电子水分速测仪测定种子水分。根据作物种类和种子含水量,烘干减重法水分测定分为低恒温烘干法、高恒温烘干法和高水分预先烘干法。但前两种方法即耗时间又耗人力,而且繁琐[2,3]。

实际工作中,一些经过烘干、晾晒后的种子,要及时收购入库或包装、出售,从而难以测定种子水分,为了解决这一难题,国内外研制出各种快速水分测定仪。赛多利斯石英红外水分测定仪MA150是已被世界各地数以万计的用户所使用的MA30的升级产品,其测定结构坚固、体积小巧、操作简单,进一步缩短了测定水分所需的时间,确保了在实际应用中对材料检查、过程控制的高效性。为验证其测定结果的可靠性,本文选择了一些有代表性、常用的农作物种子,对应GB/T3543.6-1995农作物种子检验规程,对比研究了MA150水分测定仪与标准烘干法的测定结果。

1材料与方法

1.1材料

适用于130~133℃高恒温烘干法且不需要磨碎的种子有:番茄、菠菜、黄瓜、南瓜、莴苣、芹菜、胡萝卜和芫荽等;需要磨碎的种子有西瓜、玉米、小麦和水稻等种子。适用103±2℃低恒温烘干法的种子葱、白菜、萝卜、茄子和辣椒等。

供试仪器有干燥箱、电子天平、电动打碎机和MA150水分速测仪。

1.2方法

将供试种子分别混匀,放入磨口瓶中备用,根据GB/T3543.6-1995规程的方法进行测定,得出标准种子水分,剩余种子再根据标准水分值,用AM150种子水分速测仪根据国家规程的温度(130℃和105℃)进行水分测定,分析其在适宜的温度条件下,测试样品水分与标准水分在±0.2%误差范围内所需要测试的种子重量范围。

2结果与分析

2.1MA150水分速测仪对不需要磨碎种子水分的测定结果

MA150温度设定为105℃时,测定结果与标准水分误差较大(见表1)。说明MA150不适于在低恒温105℃时测定不需要磨碎种子的水分。当MA150水分速测仪温度设定到130℃时,测试的结果与标准水分的误差均在允许范围内的试样重量:辣椒测试重量范围为7.105~13.126g;白菜测试重量范围为5.453~5.250g;茄子测试重量范围为11.100~22.245g;葱测试重量范围为19.928~22.650g;只有萝卜的测试重量范围小,为7.794~8.084g(见表2)。种子测试重量不同,测试的水分也有变化。经过多次称取不同的种子重量进行测量,得到与标准水分在允许误差范围内的测试重量范围。超出这个范围,种子水分与标准水分的误差高于0.2% 的机率就会增大。

从表2中可以看出,测试13种农作物种子所需要的平均时间莴苣最短,为8.8min,葱属需要的平均时间最长,为63.7 min。菠菜、茄子和黄瓜次之,平均需要33 min,大大缩短了测定种子水分的时间。从用种量来看,利用国家标准测定种子水分只需要4.000~5.000g,而采用MA150水分速测仪测定种子水分,因作物种类不同需要种子量范围也大不相同,从莴苣用量最小为3.068g,到茄子用量最大为22.245g,用种量范围也不一样,茄子用种量范围也最大11.100~22.245g,而萝卜的用种理范围最小7.794~8.084g,所以实际操作时要特别注意,在这个范围内多做几个重复,取其平均值作为结果。

2.2MA150水分速测仪对高恒温需磨碎种子水分的测定结果

从表3结果可以看出,需要磨碎的种子水分需要用种量比较多,最多为30.150g,范围也比较宽。时间上也相对长一些,这可能与淀粉含量高束缚水不容易从细胞中脱离有关[4]。

3结论与讨论

通过对17种农作物种子采用GB/T35431995.6《农作物种子检验规程》恒温烘干法和MA150水分速测仪两种方法测定结果的比较分析得出,利用MA150水分速测仪采用温度为130℃条件下测定其种子水分,在适合的试样重量范围内是可行的,结果是稳定可靠的。

种子水分由游离水和束缚水组成,游离水又称自由水,存在于种子表面和细胞间隙内,具有一般水的特性,100℃沸点,0℃结冰,易受外界环境条件的影响,容易蒸发。束缚水又称结合水,与种子内的亲水胶体如淀粉、蛋白质等物质中的化学基团牢固结合,水分子与这些胶体物质中的化学基团,如羧基、氨基与肽基等以氢键或氧桥等相连接。不能在细胞间隙中自由流动,不易受外界环境条件影响。种子烘干时,开始水分蒸发较快,这是由于自由水蒸发容易,随着烘干的进程,蒸发速度逐渐缓慢,这是由于束缚水被种子内胶体牢固结合,散失缓慢,只有通过适当提高温度或延长烘干时间才能把这种水分蒸发出来。MA150水分速测仪是一款配有微电脑的电容式水分仪,本身备有天平、自动称重和温度自动补偿,直接显示水分百分率,当试样重量在较长时间内没有变化时,测定程序结束,系统自动停止工作。这说明了采用MA150在105℃温度条件下,测定水分结果与标准水分产生误差大的原因[5]。

种子水分速测仪虽然具有快速,简便等优点,但由于没有国家标准,因此只能用于种子收购、加工、包装、贮藏等环节,不适用于开具种子检验报告。

参考文献

[1]农作物种子检验规程[S].BG/T3545.6-1995.

[2]李亿凡,汪海敏,陈艳霜.快速水分检测仪对不同水分含量稻谷测定结果的研究[J].粮油仓储科技通讯,2009(4):52-54.

[3]李明,杨海伯,吴桂萍,等.用电容式谷物水分测量仪测量不同类型玉米种子水分试验[J].种子科技,2009(8):28-29.

[4]颜启传.国外种子水分测定仪的发展动向[J].种子世界,1985(11):33-35.

运动与水分补充篇5

除了水分以外, 汗液还包含着电解质, 如果因大量出汗而又未能及时补充失去的水分和电解质, 就会降低运动表现, 甚至影响健康。

运动员在训练及比赛中, 可以每小时流失0.5千克～2.0千克的汗液, 当然, 实际的流失速率会因个别运动员、运动项目和气候的不同而有出入。以越野跑为例, 夏天时汗液的平均流失速率可达1.77公升/小时 (范围由0.99公升/小时～2.55公升/小时) ;冬天, 半程马拉松运动员平均汗液流失速率仍可达1.49公升/小时 (范围由0.75公升/小时～2.23公升/小时) 。由此推算, 运动员在一场超过2小时的马拉松长跑赛事中, 可以流失约3公升或以上的汗液。

在较凉快及温和的环境之下, 人体产生的热能可以借着辐射和对流来散发, 依靠汗液蒸发来散热的需求降低, 所以汗液的流失量亦相对较少。在炎热的环境下, 体热主要靠汗液的蒸发来排出体外, 穿着沉重或不通风的衣物, 都会妨碍体热借着汗液的蒸发而排出体外, 汗便会流得更多。反过来说, 当气流增强的时候 (因风、跑速等引起) , 会促进汗液的蒸发, 减少汗液掉到地上。

汗液中电解质 (如钠、钾、钙、镁等) 的流失量要视汗液的总流失量和汗液中电解质的浓度而定, 而且会按遗传、膳食、汗流速率和热适应能力而有出入。然后, 性别、成熟程度和年龄, 对此却无显著影响。虽然汗腺能重新吸收钠和氯化物, 但其吸收能力并不会随着汗流速率的上升而提高, 因而使到汗液中钠和氯化物的浓度会随着汗流加快而升高。热适应能增强再吸收钠和氯化物的能力, 使人体在任何汗液流失速率之下, 汗液中钠的浓度都会较低。

脱水与补水

运动时体重的改变可以用来计算汗液的流失速率。由于汗液的比重为1.0g/m l, 每减轻1克的体重就代表流失了1毫升的汗液。因此, 运动前后体重的相差便可以用作水分补充的指标。对大部分人来说, 水分流失超过体重的2%便会开始影响到有氧运动和认知上的表现 (特别是在炎热的天气) , 但实际情况会因环境温度、运动种类和个人生理特质的不同而有差异。在较寒冷的天气中, 脱水超过体重的3%才会开始影响到有氧运动的表现。不过, 就算脱水程度超过了体重的3%～5%, 仍不会影响到无氧运动和肌肉力量的表现。

脱水不但会影响到运动表现, 而且还可以导致热衰竭, 甚至是中暑的严重后果。另一方面, 适度补充水分 (高于汗液流失量) 而未能适当补充钠, 使到血浆内的钠过少 (低于125μmol/L) , 便会造成运动性低钠血症, 而且血钠的浓度降得越低, 降得越急, 出现脑部疾病 (如水肿) 及肺水肿的风险就越大。低血钠症包括:头痛、呕吐、手及脚部肿胀、不安、不寻常的疲累、混乱和失去知觉 (脑部疾病:水肿) 、呼吸时出现气喘声 (肺水肿) 等。当血钠的浓度低于120μmol/L的时候, 甚至会出现昏迷、呼吸停顿, 乃至死亡的情况。所以在运动时, 要适时补充经过科学配比的专业运动饮料, 如康比特健身饮活性肽型, 补充人体在运动中不断流失的纳。

运动前的水分补充

运动前的4小时, 便应开始按体重补充水分 (约5m l/kg～7m l/kg) , 如果之后未有小便或尿液的颜色仍较深, 便应在运动前的2小时, 再按体重补充水分 (3ml/kg～5ml/kg) 。在运动前数小时开始补充水分, 确保体内的水平衡在运动开始前恢复正常。饮用含钠的饮料及进食加进小量食盐的小食, 能刺激口渴的感觉及保存喝进的水分。一般来说, 摄氏15°～21°的水较为可口。

运动时的水分补充

运动时水分补充的目标就是防止脱水 (超过体重的2%) 和保持电解质的平衡, 补充的分量和速率要按个人的汗液流失速率、运动的持续时间而定。运动的持续时间越长 (超过3小时) , 水分补充与汗液流失之间的平衡越加重要, 否则会造成脱水或运动性低血钠症。对于赛前体内水平衡正常的马拉松运动员来说, 建议随意饮用0.4L/h～0.8L/h的饮料。运动员的跑速越高, 体重越重, 气候越炎热, 饮用量应当较大;反过来说, 个子较小, 体重较轻, 速度较慢的运动员, 可以相对小些。

至于运动饮料的成分, 除了要含有电解质 (钠、钾、氯化物) 外, 还要包含5%～10%的碳水化合物, 以补给能量。碳水化合物的补给有助于维持运动的强度, 每小时饮用约30克～60克的碳水化合物饮料, 能有效保持血糖的水平, 从而保持运动表现。不过, 运动饮料中的碳水化合物亦不宜超过8%的浓度, 否则容易滞留胃部, 妨碍水分的吸收。

运动后的水分补充

葡萄园的水分管理篇6

花前 (灌水期) 这段时期是指从树液流动、萌芽到开花前。此期芽眼萌发, 新梢迅速生长, 花序发育, 根系也处在旺盛生长阶段, 是葡萄需水高峰期。此时又正值我国北方春旱季节, 因此, 应适时足量灌水供应葡萄生长需要。这段时间一般需要灌水3次, 即在萌芽前、萌芽后、开花前各灌1次。

花期 (控水期) 花期是从初花至末花期10～15天。葡萄花期遇雨会影响授粉受精;花期灌水会引起枝叶旺盛生长, 营养物质大量消耗, 影响花粉发芽和授粉受精, 导致落花落果。因此, 葡萄在花期应避免灌水。

浆果膨大期 (灌水期) 这段时间是指从生理坐果到浆果着色前。此期植株生长旺盛, 叶片蒸腾量大, 浆果进入第一个生长高峰, 应每隔10～15天灌水1次。如降雨较多, 可以不灌或少灌。

浆果成熟期 (控水期) 浆果成熟期如水分过多, 就会影响果实着色, 降低品质, 并易发生各种真菌病害, 某些品种还可能出现裂果。此时我国北方正值雨季, 一般不需要灌水, 如雨水过多, 还应注意及时排水。此期控水可提高浆果含糖量, 但如遇天旱, 也应适当灌水。

稻谷水分测定方法的探讨篇7

由于稻谷水分的存在方式与其他粮食不同, 所以稻谷的水分不能用其他粮食的水分测定方法来直接测定。稻谷主要由稻壳和糙米组成, 因此水分也分布于稻壳和糙米中, 其中水分的分配因稻谷水分含量的大小及稻壳与糙米的比例不同而有差异;一般稻谷:稻壳占17%~22%, 糙米占78%~83%, 水分大体也是按此比例进行分配, 所以测得的稻谷水分应该是稻壳和糙米的水分按一定比例的总和。

测定稻谷水分的方法很多, 但目前普遍采用的是定温定时法 (130℃, 40min) , 这种方法经反复分析和探讨, 发现其有不足之处。因此笔者对现行方法进行了改进, 改为谷糙分离烘干法;而130℃、9h稻谷籽粒烘干法与改进后的方法相比, 所用时间较长, 浪费人力和物力;笔者也对前人的计算方法进行了修改, 把四则运算改为指数运算, 使得结果更接近由130℃、9h稻谷籽粒烘干法测得的真实值。

1 试验材料与方法

1.1 材料与设备

材料有稻谷;仪器有电热恒温干燥箱、分析天平 (感量0.001g) 、试验用电动粉碎机、试验用电动砻谷机、备有变色硅胶的干燥器和铝盒 (内径4.5cm、高2cm) 。

1.2 方法

1.2.1 水分测定

现行测定水分的方法中, 样品的粉碎、称量和烘干等诸环节不是按稻壳和糙米的比例进行的, 所测定的结果很难真实反映实际含量, 准确性也无从查考。为了改变现行方法中存在的不足, 笔者把稻谷粉碎测定过程中的样品制备由综合粉碎改为稻壳和糙米分别粉碎, 按照定温定时法分别称取样品、烘干称量及计算各自的水分含量, 然后按照稻壳和糙米总量之间的比值计算出稻谷水分。笔者在前人的基础上对计算方式进行了改进, 把四则运算改为指数运算。

1.2.2 操作方法

(1) 样品制备。从平均样品中分取所需样品3份, 除去杂质和矿物质后, 一份30g为谷糙分离测定样品, 一份30g为稻谷粉碎测定样品, 另一份30g为稻谷籽粒烘干测定样品。将谷糙分离测定样品用砻谷机脱壳后, 立即将稻壳和糙米分别粉碎, 其细度通过1.5mm圆孔筛的不少于90%, 装入磨口瓶中备用;稻谷粉碎测定样品用粉碎机粉碎, 其细度通过1.5mm圆孔筛的不少于90%, 装入磨口瓶中备用;稻谷籽粒烘干测定样品混合均匀, 装入磨口瓶中备用。

(2) 定温。使烘箱中的水银球距烘网2.5cm左右, 调节烘箱温度在135~140℃。

(3) 试样用量计算。先计算铝盒底面积, 按0.126g/cm2计算试样用量。如直径4.5cm的铝盒, 试样为2g;直径5.5cm的铝盒, 试样为3g。

(4) 用已烘至恒重的铝盒称取定量试样, 送入事先热至135~140℃的烘箱内, 这时烘箱温度已下降, 必须在5min内将温度回升到130℃, 到此温度时开始计时。

(5) 结果计算。

式中:Y为稻谷水分含量, %;m0为铝盒质量, g;m1为烘干前样品和铝盒质量, g;m2为烘干后样品和铝盒质量, g。

2 结果与分析

表1与表2相比, 可以看出表1水分结果都有一定误差, 并且误差很大;而表2比较稳定。通过分析, 主要原因是: (1) 样品粉碎不完全。稻壳成分多为粗纤维, 而样品粉碎过程中多成纤维状, 不易通过粉碎机筛孔;而糙米的淀粉结构, 易粉碎, 易通过粉碎机筛孔。从而造成样品中糙米比稻壳多, 进而造成结果偏高。 (2) 样品称量过程中稻壳与糙米比例混合不均匀。因为稻壳与糙米的比重不同, 导致相互不易搅匀, 造成称量中两者比例不同, 致使测定结果不准确。

本试验在谷糙分离测定过程中, 稻壳占19% (a) , 糙米占81% (b) 。为了改变现行方法中存在的不足, 把稻谷粉碎测定过程中的样品制备由综合粉碎改为稻壳和糙米分别粉碎, 按定温定时法分别称取样品、烘干称量、计算各自的水分含量, 然后按稻壳和糙米总量之间的比值计算出稻谷水分。经过多次试验, 笔者对前人的计算方式进行改进, 把稻壳水分 (Y1) 、糙米水分 (Y2) 与稻谷水分 (Y) 的关系由Y=aY1+bY1修改为Y2=aY12+bY22。因此由表3可以计算稻谷水分为16.0, 与表2中稻谷籽粒水分16.0一致;而按前人的公式计算结果为15.9, 与表2中稻谷籽粒水分16.0偏差稍大, 说明改进后计算公式的结果更准确。在试验过程中, 稻谷籽粒烘干需要9h, 谷糙分离烘干仅需40min, 说明谷糙分离测定比稻谷籽粒烘干节省时间。

3 结论

谷糙分离烘干法比130℃、40min稻谷粉碎烘干法的试验结果更接近由130℃、9h稻谷籽粒烘干法测得的真实值, 而且偏差小、准确度高。改进后的计算公式比前人的更准确, 计算结果更接近真实值。谷糙分离烘干法与稻谷籽粒烘干法的结果一致, 而且节省时间、准确性高。因此改进后的方法和计算公式均具有较高的操作性。

参考文献

[1]李树林.浅析稻谷水分测定方法及其准确性[J].粮食科技与经济, 2005, 30 (3) .

[2]粮油食品分析与检验指导, 西北农林科技大学, 2009.

[3]中华人民共和国国家标准, 食品安全国家标准GB5009.3-2010[S].

柠条林地土壤水分动态分析篇8

柠条是豆科锦鸡儿属植物的俗称, 为多年生落叶灌木。其代表植物主要有小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿[6,7], 主要分布于我国吉林、辽宁、河北、山东、山西、内蒙古、陕西、宁夏、甘肃、青海和新疆等省 (区) , 以内蒙古西部和陕北比较集中。柠条抗逆性强, 易种植, 易成活, 是防风固沙和保持水土的优良灌木[8], 是十分适宜当地生长的土树灌木, 对于水土流失严重的半干旱黄土丘陵沟壑去具有重要意义[9]。

本研究以野外试验资料为基础, 通过对定西市安定区龙滩流域人工柠条灌木林的土壤水分动态及时空分布特点进行研究, 在一定程度上可以反映出该区域植被对水分的利用现状、作用规律与强度。为区域植被恢复和生态环境建设提供依据。

1 研究区概况

龙滩流域位于定西市安定区口镇境内, 区域地貌为梁状丘陵, 海拔2 000~2 300 m, 地形以黄土长梁为主, 呈黄土岭、沟壑谷地起伏景观。年平均气温6.8℃, 1月平均气温-7.9℃, 极端最高气温34.9℃, 极端最低气温-27.1℃, ≥10℃的年活动积温2 124℃, 气温日较差14~19℃;年均降水量386.3 mm, 降水主要集中在7-9月, 多以暴雨的形式降落, 春季降水很少;年平均相对湿度64%, 干燥度为1.9;平均无霜期152 d;年平均日照时数为2 052.7 h。柠条林地为反坡台地, 台宽1.5~2 m, 反坡3˚~5˚, 形成外高内低, 水平阶沿山体水平延伸, 间距300 cm。

2 样地布设

分别在龙滩流域内阴坡、阳坡、半阳坡的上、中、下9个地点进行样地布设, 进行土壤水分的定位观测, 试验样地面积为20 m×20 m, 在小区中心地带分别在台地上和坡地上用TDR方法, 从2015年4月18日-10月17日每一个月对监测样地剖面土壤水分进行连续测定, 测定深度为200 cm, 每20 cm测定1次, 每次每层做1个重复并取平均值作为该次该层的土壤含水量 (%) 。

3 土壤水分季节动态变化差异

3.1 柠条生长节律与土壤水分季节动态相互相应

图1为不同坡向柠条样地的土壤水分动态变化曲线, 不论阴坡、半阳坡还是阳坡, 柠条林地土壤含水量年内变化均呈现不对称的双峰曲线, 4月与7月出现土壤含水量的低值, 5月与9月出现土壤含水量的高值, 且一年当中第二高峰峰值明显高于第一高峰峰值。在柠条的生长初期 (5月) 和生长末期 (9月) 土壤的含水量较高, 而在生长中期 (6月、7月) , 土壤的含水量较低。

3.2 不同立地条件下柠条林土壤含水量差异

由表1可知, 不同立地条件下, 柠条林地的年内土壤水分差异极显著 (P>0.01) , 阳坡柠条林的土壤含水率最高, 为8.80%, 阴坡的土壤含水率最低为7.96%。土壤含水量排序为:阳坡>半阳坡>阴坡。

4 结语

1) 在龙滩流域内, 不论阴坡、半阳坡还是阳坡, 柠条林地土壤含水量年内变化均呈现不对称的双峰曲线。

2) 不同坡向人工柠条林土壤水分具有显著性差异, 具体表现为:阳坡>半阳坡>阴坡。

3) 在土壤水分剖面各土层的含水率中, 土壤水分的利用深度表现为:半阳坡>阴坡>阳坡, 这与柠条的生长状况呈现出相一致的规律。

参考文献

[1]张思祖, 李凯荣, 易亮, 等.黄土高原沟壑区杏树林地土壤水分时空动态变化及适宜性研究[J].水土保持研究, 2010, 17 (5) :21-26.

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