任图生
- 作品数：50 被引量：526H指数：13
- 供职机构：中国农业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：农业科学建筑科学机械工程环境科学与工程更多>>
- 利用热脉冲技术测量土壤表层含水率被引量：2
- 2015年
- 准确测定表层土壤水分对陆地-大气间水热交换研究具有重要意义。由于对土壤结构影响轻微,热脉冲技术在原位监测含水率方面具有较大优越性,但目前田间应用集中在5 cm以下土层。该研究利用多针热脉冲传感器测定土壤容积热容量,然后基于热脉冲含水率法和热脉冲含水率变化法分别得到了3、9、21和39 mm的土壤含水率。结果表明,与烘干法含水率比较,热脉冲含水率变化法含水率在4个深度的均方根误差分别为0.022、0.006、0.004和0.006 m3/m3,均小于相应深度上热脉冲含水率法含水率的均方根误差。另外,热脉冲含水率变化法也降低了4个热脉冲传感器测定含水率的变异性。因此,热脉冲技术能够监测表层的土壤水分动态,表层土壤含水率的均方根误差在0.022 m3/m3以内。
- 张晓王月月任图生
- 关键词：土壤水分热传导热脉冲技术
- 一种测量土壤容重的探头
- 一种测量土壤容重的探头，包括探针手柄（1），垂直穿过并固定在探针手柄（1）上的第一温度探针（2），加热探针（3）和第二温度探针（4），加热探针（3）内部装有由绝缘电阻丝制作的线性热源和一个位于中部的E型热电偶；第一温度探...
- 任图生卢奕丽刘晓娜张猛
- 含水量和容重对旱地耕层土壤热导率的影响及预测被引量：8
- 2018年
- 土壤热导率是研究地表能量平衡和土壤水热运移过程中的一个基础参数。受土壤耕作、干湿交替和根系生长等过程的影响,耕层土壤的含水率和结构呈现较强的变异特征,而目前缺乏关于定量分析耕层土壤热导率变异特征的研究。该研究利用田间定位试验,采用热脉冲技术测定了含水率和容重变化条件下耕层土壤热导率的变异特征,并利用传递函数模型对耕层土壤热导率进行了预测。结果表明:含水率和容重是影响耕层土壤热导率变异的主要因子,而耕作强度和干湿交替是这种变异的关键驱动力;与翻耕和旋耕处理相比,免耕处理提高了土壤容重和含水率,从而增大了土壤热导率;在干湿交替作用下,翻耕后土壤容重逐步增加,耕层热导率也呈现上升趋势,波动幅度与含水率的变化相关。基于含水率、容重和质地信息,土壤热导率传递函数模型可以给出可靠的田间土壤热导率估计值,其均方根误差和平均偏差分别为0.09和-0.01 W/(m·K);考虑耕层土壤容重的动态信息,可以提高该模型预测土壤热导率的准确性。
- 卢奕丽张猛刘晓娜任图生王雅婧
- 关键词：土壤热导率耕作措施容重热脉冲技术
- 原状土与装填土热特性的比较被引量：12
- 2012年
- 土壤热特性是研究土壤—植物—大气系统中能量传输的必要参数。目前的研究集中在室内装填土柱上热特性与含水率、质地、温度和体积质量(容重)等因素的关系,田间条件下土壤结构对热特性影响的报道很少。该研究通过比较2种质地土壤田间原状土和室内装填土热特性的差异,初步探讨了不同含水率范围内结构形成对土壤热特性的影响。采集田间原状土,在室内利用热脉冲技术测定其热容量、热导率和热扩散率;然后将样品磨碎、过2mm土筛,填装后得到相同体积质量和含水率的装填土壤样品,并测定其热特性。结果表明,装填土和原状土的热容量基本一致;在中等含水率区域(砂壤土:0.07～0.24m3/m3;壤土:0.15～0.31m3/m3),重新装填后砂壤土和壤土的热导率分别降低了9.7%和9.8%。另外,结构形成增加了土壤热扩散率,在中等含水率区域尤其明显;在接近饱和区域,原状土与装填土的热扩散率趋于一致。因此,土壤结构形成对土壤热容量没有显著影响,但提高了中等含水率区域土壤的热导率和热扩散率。
- 邸佳颖刘晓娜任图生
- 关键词：土壤水分原状土热特性含水率
- 多针热脉冲技术测定土壤热导率误差分析被引量：16
- 2010年
- 土壤热导率是研究土壤热传输、水热耦合运移的基本物理参数。为了探知多针热脉冲技术的误差,该研究以能够准确测定热导率的单针法作为参比,在4种质地土壤上,对多针热脉冲技术在不同体积质量、含水率和气压条件下测定的热导率进行了分析。结果表明,多针热脉冲技术的热导率结果与单针法总体符合较好,其热导率测定值的平均误差为0.074W/(m·K)。干土热导率随气压增大呈现对数增长,这是由于气体分子平均自由程下降的原因。多针热脉冲技术的测定误差主要出现在中等含水率区域,关键问题是加热针的温度升高偏大,促进了水汽潜热传输。另外,土壤与探针之间的热接触阻力、探针导致的土壤体积质量改变、温度梯度引起的液水流也影响测定结果的准确性。该研究可为农业水土工程中的土壤热导率模拟提供依据。
- 陆森任图生杨泱孙世友巨兆强
- 关键词：土壤热导率热传递
- 探针有限特性对热脉冲技术测定土壤热特性的影响被引量：7
- 2014年
- 在利用热脉冲方法测定热特性时，通常对探针形状做理想化处理，即假设探针为线性热源，热导率无限大而热容量为零。在实际应用中，探针本身的有限特性（有限半径以及有限热容量）会导致热特性测定误差。为了研究探针有限特性对热脉冲技术测定土壤热特性的影响，该研究采用改进的热脉冲探针（直径2mm、长度40mm、间距8mm）测定土壤热特性，并分别使用PILS（pulsed infinite line source，无限长线性脉冲热源）和ICPC（identical cylindrical perfect conductors，近似圆柱形完美导体）2种理论估计土壤热特性，比较分析了探针有限特性对热脉冲技术测定热特性结果的影响。结果表明：1）与PILS理论相比，利用ICPC理论拟合得到的温度升高曲线，可以有效减少探针有限半径和热容量对土壤热特性测定结果的影响。与ICPC理论相比，在0.03～0.25m3/m3的含水率范围内，用PILS理论得到的砂土热扩散率和热导率分别偏低11.8%和5.2%；与模拟热容量相比，PILS和ICPC理论分别将热容量高估16.1%和7.9%；2）探针有限特性对土壤热特性的影响与含水率有关：在干土上最大；随着土壤含水率的增加，其影响逐渐降低。该研究对提高热脉冲技术测定土壤热特性的准确性具有指导意义。
- 付永威卢奕丽任图生
- 关键词：土壤热传递含水率热脉冲技术
- 土壤剖面基础性质差异对农田水氮过程和作物产量的影响被引量：6
- 2015年
- 【目的】华北平原地区是中国最重要的冬小麦和夏玉米生产基地,不同农田土壤基础性质差异是造成该地区农田生产力空间变异的基本原因。通过研究该地区冲积始成土冬小麦-夏玉米轮作农田土壤剖面性质对水氮过程以及作物产量形成的影响,以期为该地区高产农田的水氮利用与管理提供参考。【方法】选取位于山东省泰安市研究区3块具有不同土壤基础性质且产量存在显著性差异的农田,进行3年田间试验,测定土壤剖面的土壤基本性质,具体包括机械组成、饱和导水率、田间持水量、永久萎蔫点、有机碳、全氮;监测土壤剖面0—160 cm的水分和硝态氮的动态变化以及作物生物量、叶面积指数和产量等。运用根区水质模型(RZWQM)对各农田的水氮过程进行模拟计算。【结果】RZWQM模型在整体上可以很好地模拟2009年10月至2012年9月3年不同基础土壤性质农田水分、无机氮、作物产量、地上部生物量和叶面积动态特征,并计算各农田水氮平衡项。各农田土壤基础性质差异对水氮过程及产量形成的影响具体为:高产农田0—160 cm剖面的最大有效贮水量为223 mm,分别高出中产和低产农田28和56 mm,同时30 cm深度以下土层具有相对较低的饱和导水率。该基础性质差异使得高产农田年均水分损失(地表径流+深层渗漏)仅为150.3 mm,分别低于中产和低产农田5.7和26.4 mm,从而使高产农田作物受到相对低的水分胁迫。高产农田土壤表层土壤有机碳含量较中低产田高,而碳氮比则较低,使得高产农田具有更高的净矿化氮量(较中产和低产农田高52.0和82.6 kg·hm-2),且较低的氮损失(氨挥发+氮淋洗+反硝化作用),较中产和低产农田分别少6.9和10.9 kg·hm-2。高产农田的水分利用效率(WUE)为2.32 kg·m-3,分别较中产和低产农田高12.1%和6.8%,这是因为高产农田受到较低的氮素胁迫。在本研究区不同土壤基�
- 刘海涛胡克林李保国任图生
- 关键词：夏玉米
- 耕作及残茬管理对作物产量及土壤性状的影响被引量：73
- 2004年
- 在河北低平原的壤质潮土上进行了保护耕作长期定位裂区试验 ,研究了深浅轮耕、浅耕、少耕、免耕以及残茬管理对作物产量及土壤性状的影响。结果表明 ,连续少耕和免耕处理的前 3年对作物产量没有影响 ,之后小麦产量显著降低 (最大降幅达到 31 83% ) ;连续免耕对玉米产量并没有明显影响 ;深耕并不增加作物产量 ;秸秆覆盖有时影响小麦生长 ;免耕处理的土壤有机质和全氮含量增加 ,但速效氮含量降低。
- 贾树龙孟春香任图生杨云马
- 关键词：作物产量残茬土壤性状耕作少耕降幅
- 土壤中硝态氮流失的机理及系统模拟
- 任图生胡春胜郜建英李晓欣巨兆强
- 该研究利用TDR技术动态测定了土壤含水量和电导率，通过室内原状土实验确立了褐土土壤含水量、导电率及土壤NO3-N浓度间的关系，观测到了土壤NO3-N浓度的动态变化，并研究了灌水量、施肥量、土壤质地和土壤温度等因子对土壤N...
- 关键词：
- 关键词：土壤硝态氮
- 轮作、耕作及行距对麦田土壤温度动态的影响被引量：4
- 2002年
- 研究了加拿大南部冬小麦田在轮作、耕作和行距共同作用下的土壤温度动态。田间裂区试验主区为3个轮作（冬小麦连作、冬小麦／油菜轮作和冬小麦／夏休闲），副区包括两种耕作技术（免耕和常规耕作），小裂区包括两种种植行距（等行距和大小行）。结果表明，免耕处理下秸秆覆盖有效地降低了冬季土壤的冻结深度。在1993－1994年度，连作小麦免耕土壤的－5℃等温线要比常规耕作浅22cm。免耕秸秆覆盖的温度效应在冬小麦连作和冬小麦／油菜两种轮作上比在冬小麦／夏休闲上更为明显。在冬小麦连作和冬小麦／油菜轮作下，免耕土壤2．5cm的春季温度连续4个月显著低于常规耕作土壤。1994年4月8日，免耕和常规耕作农田2.5cm处的温差在冬小麦连作处理上达到4．1℃。对于冬小麦／夏休闲处理，由于秸秆覆盖量较少，耕作措施对土壤温度的影响不太明显。在1994年春季，大小行种植的土壤温度显著高于等行距种植的土壤温度。因此，免耕主要通过秸秆覆盖来改变土壤的温度状况。通过轮作、耕作和行距等措施，可以在一定程度上实现土壤温度的人为调节。
- 任图生FrancisJ.Larneytffu
- 关键词：轮作耕作行距麦田土壤温度
