土肥资源高效利用
文章出处:大数据联盟 文章作者: 发布时间:2019-06-27 浏览次数:444
 

1.课题介绍

山东农业大学中心实验站位于泰安市南外环路南,山东农业大学南校区(N36o09′37”,E117o09′07”),占地200亩。主要有以下几个重要部分:

1)肥料养分循环模拟监测站

占地面积315 m2,分为观测池小区和土柱称重肥料养分循环模拟监测系统,双侧并列布置,中间为1米宽道路,观测池周围主体为0.5 m深钢筋水泥板,靠近道路一侧安装了肥料养分循环模拟监测系统(蒸渗仪),此系统为土水重量及渗滤水质实时监测装置(发明专利ZL 201210078734.2)(图17),包括土柱称重系统、渗滤水收集监测系统和数据采集传输系统,由16个大型称重式蒸渗仪组成,单个土体直径为1.5 m,深度2.5 m,土柱重10 t,感量高达25 g,土柱中安装张力计、HYDROLAB水质检测仪等多种监测仪器,监测土壤水分及盐分动态变化、渗滤水养分迁移情况,能够实现自动监测、数据自动储存及无线传输的功能,居于国际领先水平。

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图17 土水重量及渗滤水质实时监测及肥料养分循环模拟装置(蒸渗仪)

通过此装置可以自动监测土水重量的变化和渗滤水质,实时掌握土壤水分变化和养分渗滤迁移情况:监测数据通过数据采集传输系统进行储存、传送和接收,便于及时处理数据。站内观测池建设也适用于冬小麦-夏玉米的控释氮肥用量及配比、控释磷肥用量、控释钾肥用量、氮磷交互、氮钾交互的长期定位施肥试验,可进行肥料试验养分循环的长期定位观测。

2)水肥耦合效应研究旱棚

旱棚试验站园总占地面积2808 m2,配套设施1848 m2,旱棚实用面积约900 m2。旱棚工程主要包括栽培池、配套工作室和棚体,栽培池内设置各类传感器、棚体由电脑控制,具备自动感应降雨及雨水停止功能,配备感光探头与自行设施,具备高度自动化控制,为肥水耦合研究提供高水平的田间设施和快速研究平台。旱棚分为68个观察池,适用于2种不同的研究体系。其中,全气候栽培池长5 m,宽3.6 m,双侧并列布置,共20个,透光与降水与自然环境一致。此外,控水控光观察池长3 m,宽3 m,共48个,上设双叠式自动测湿关闭的活动式防雨棚,主体为混凝土池(图18)。

本旱棚能实时监测土壤水分及盐分动态变化、渗滤水养分迁移情况,实现自动监测、自动储存数据、数据无线传输的功能,在研究水肥耦合效应及其生理基础、建立水肥高效利用的管理体系方面居于国际领先水平。

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图18  水肥耦合效应研究旱棚

3)水肥自动控制温室

本温室面积600 m2,为轻钢结构的智能型日光温室,长50 m,横跨12 m,配置了自动水分、温度和养分检测控制系统,具有物联网田间智能实时监测与数据传输的功能(图19)。本温室为高效节能型日光温室,无柱式几字钢装配式骨架,轻巧坚固;计算机优化采光,升温快,空间利用率高;复合保温被配合复合保温墙体,多重保温效果好;采用电动卷铺机构,自动化程度高;选用涂覆无滴棚膜,透光度高,易清理,耐磨损;内设滴灌与滴箭系统,节约用水,提高了自动化程度;利用物联网田间智能监控系统,可实现对温度、湿度、循环空气等自动或手动调节。

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图19  水肥自动控制温室

为方便灌溉及机械化操作,对约224亩试验田进行平整,达到田块地面坡度小于千分之四,田块地面高差小于5 cm的要求;同时,对土壤地力进行改良与培肥。

完成了300 m的田间道路硬化;修缮200余亩实验站灌溉沟渠以及配电设施,用于确保试验田节水灌溉及电力供应。

于2014年1月10日由中标单位泰安市宏达水利工程有限公司和泰安市泰山区瑞金建筑装饰工程处共同承担完成了深100 m,出水量为20 m3/h的机井2眼,并进行了地面清障与灌溉管网的建设任务。

新建高2.5 m的铁制围栏2400 m,主要用于试验田周边防护等。


2.专家介绍

温孚江于振文张玉龙刘强张民


3.实验室简介

土肥资源高效利用国家工程实验室

研究方向:①新型肥料研制、工艺和装备研究平台;②土壤有机培肥和土壤质量评价与控制研究平台;③养分精准管理工程技术研发平台;④退化土壤治理与生态修复工程技术研究平台;⑤信息服务、培训和技术推广体系

介绍:土肥资源高效利用国家工程实验室是国家发改委委托山东省发改委组织的“促进粮食增产增收创新能力建设专项”项目,由山东农业大学牵头,联合沈阳农业大学、湖南农业大学和山东金正大生态工程股份有限公司共同建设。实验室面向黄淮海、东北、长江中下游三大粮食核心产区,以构建土肥资源高效利用技术研发平台和信息服务、培训、技术推广体系为主要建设内容,以土壤有机培肥、新型肥料创制、养分精准管理、退化土壤治理等共性关键技术研发为手段,创建高产稳产粮田,为全国新增1000亿斤粮食生产能力规划(2009-2020年)实施提供技术支撑。

4.科研成果

【1】专利成果

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【2】软著成果 

实验室建设期间(2011.08-2014.12)主持和参与制定相关标准15项,其中国际标准1项,国家标准2项,行业标准3项,地方标准9项。

实验室建设期间制定标准情况

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【3】论文成果

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5.图说数据

【1】施用缓控释肥对土壤不同耕层硝态氮的影响

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【2】表结构及数据(部分)

(1)肥料养分循环模拟监测站

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(2)水肥自动控制温室

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