风沙土添加油页岩对花生生长及产量的影响

采用田间试验研究油页岩与有机肥按不同比例配施(0：1,1：1,1.5：1,2：1)对花生生长及产量的影响,试验结果表明：油页岩与有机肥配施对花生产量、农艺性状和生理指标有显著的促进作用,具有良好的氮肥作用,其中油页岩与有机肥按1.0-1.5:1配施的处理最佳,可使花生产量、果实数、双粒数、单株果重、主茎高、侧枝长分别比对照CK增加108%,86%,99%,50%,110%,86.7%;使花生叶绿素含量(SPAD)和净光合速率较CK增14.6%和89.7%。但高用量油页岩对花生植株的生长及光合性能产生一定抑制作用,因此,在实际应用过程中须注意用量,或经有效处理后再行开发利用。     

河套灌区控制排水对油葵生长与养分利用的影响

为系统地从土壤水分、盐分、养分和油葵生长的变化来揭示不同排水方式的调控效应,设置4个处理,生育期暗管控制排水深度分别为40cm（K1）、70cm（K2）、100cm（K3）,春灌排水深度均为100cm,选择明沟排水（深度150cm）作为对照处理（CK）,开展了田间试验。结果表明：K1处理自油葵开花期到收获1m土层平均储水量比K2、K3处理提高了0.01%~4.53%,为作物生长后期提供了有效的水分。K1处理稳定了土壤水消耗的速率,削弱了水平方向土壤水分的消耗差异。春灌后K1、K2、K3处理平均脱盐率分别为49.02%、50.43%、49.70%,处理间无显著差异,而明沟排水仅为35.52%。暗管排水处理暗管中间点与暗管上土壤盐分淋洗率相差7.1~8.2个百分点,处理间无显著差异。CK处理盐分淋洗差异性相对较小,距明沟0.4m处与明沟中间点相差2.8个百分点。至生育后期（开花期）不同处理存在土壤返盐情况,K1、K2、K3、CK较春灌前平均返盐率分别为28.63%、24.20%、20.83%、22.07%。K1、K2处理返盐程度相对较高,但其含盐量不影响油葵后期正常生长。K1处理在现蕾期铵态氮含量显著高于其他处理(P<0.05),较K2、K3、CK处理高30.43%、45.90%、14.83%;开花期铵态氮含量由大到小依次为K1、CK、K2、K3,差异性小于成熟期;成熟期K1、K2处理铵态氮含量与CK处理无显著差异。硝态氮含量在现蕾期、开花期和成熟期含量K1处理最高,K1处理较K2、K3、CK处理分别高13.62%~30.80%、14.33%~53.09%、7.17%~28.10%(P<0.05)。K1处理可减小地下水位波动,使氮素以稳定形态存在,减少硝态氮流失。暗管排水可以提高油葵出苗率2.5~2.7个百分点。K1处理增加有效株占比2.3～5.0个百分点;油葵出苗50d后能显著增加株高5.10%~14.87%、茎粗6.29%~22.46%;提高水分利用效率1.16%~10.8%;提高氮磷钾肥料偏生产力7.69%~11.16%;增产4.52%~11.14%;并且有效地提高了叶片光合能力。从对土壤控盐、保肥、稳产与水肥利用效率多角度综合分析,春灌排水深度100cm,生育期控制排水深度40cm（K1）的控制排水方式是适宜的选择。     

基于动态称量原理的泛函式播种施肥量检测方法

针对动态检测播种施肥量的测量系统易受振动干扰影响且难消除的问题,本文采用高压氮气弹簧的支撑力和S型传感器的拉力组合成称量式播量检测装置,利用压力和拉力之间存在力向相反、幅值呈比例的互补特性,提出了一种泛函式播量检测方法,该方法构建了以目标播量函数为变量的泛函,通过求取泛函极值确定目标播量函数。利用外槽轮式小麦播种施肥机平台,在不同目标播量（225、300、375kg/hm2）和不同车速（3、5km/h,3~7km/h变速）下开展了18组室外车载式小麦播种交叉试验,并应用泛函式播量检测方法获取累积播量和动态播量信息。累积播量的绝对相对偏差的最大值、平均值和标准差分别为5.61%、2.26%和1.58%;动态播量的检测数据在作业面积较小时（少于0.020hm2时）存在较大波动,随着作业面积的增加呈明显收敛趋势,动态播量稳定阶段（作业面积大于0.033hm2）,所有测试最大绝相对偏差为9.61%,单次测试中,最大平均值为4.73%,最大标准差为1.97%。试验结果表明,泛函式播量检测方法能有效获取动态播量和累积播量信息,为播种施肥机的播量检测提供了一种测量方法。     

基于压电作动器驱动的微操作机构设计与运动控制

设计了一种由压电作动器驱动的微操作机构。基于柔顺机构原理设计了桥式位移放大机构,以改善压电作动器的输出位移。利用伪刚体法和Euler-Bernoulli柔性梁理论建立微操作机构的静力学模型,并通过Lagrange方法推导出其动力学方程,进而获得机构的自然频率。借助于差分进化算法进行柔性铰链几何尺寸优化,并与计算机有限元仿真分析进行交叉验证。最后,实验验证了所提出微操作机构能够获得位移放大倍数为9.8和行程为180μm;在基于观测器PID控制下,机构位移均方根误差和最大位移误差分别为0.071、0.128μm。本文提出的微操作机构具有精度高、鲁棒性强的运动效果。     

水氮数据联合驱动的冬小麦数据同化研究

水氮状态的准确估计对于作物生长模拟和产量估计十分重要.数据同化可以集成观测和模型,从而实现更加准确的模拟.然而,传统的数据同化系统大多关注叶面积指数(LAI)、土壤含水量(SM),对于氮素状态估计的研究相对较少,缺乏水氮数据联合驱动的数据同化研究.采用集合卡尔曼滤波(EnKF)方法对SWAP-WOFOST模型构建冬小麦生长的数据同化系统,通过引入叶片氮累积量(LNA)的观测,同时更新SM、LAI、LNA和作物产量等关键状态变量后进行作物生长模拟.结果表明,只加入LAI和SM可以很好更新模型的土壤水分剖面和LAI,但是对于LNA和产量的模拟效果不佳;加入LNA观测后,有效提高了作物LAI、LNA和产量的模拟精度.同时更新模型状态和参数(SSPE)比只更新状态(USO)的模拟效果更好,尤其是在土壤含水量的估计中.无论是水分还是氮素状态模拟出现偏差的情况,都很难准确估计最终的作物产量,而水氮数据联合驱动的结果最优.此外,研究中的数据同化系统在不同观测误差和观测频率下都具有良好的稳健性.该研究有助于深入理解冬小麦生长与水氮状态的关系,对实际应用中的作物生长模拟和产量估计具有一定指导意义.     

沟垄集雨系统垄宽对玉米水分和养分利用效率的影响

为探索沟垄集雨模式下不同垄宽对玉米产量及水分和养分利用效率的影响,2019-2020年采用垄沟集雨种植方式,以传统平作(垄宽60 cm)为对照,研究3种沟垄比对玉米叶面积指数、地上生物量、水分利用效率、养分利用效率和产量的影响.研究结果表明垄沟集雨种植方式下,采用60 cm:60 cm沟垄比,两年平均叶面积指数最大,为2.9,较对照增加42.16％;产量最高,为13.13 t/hm2,较对照增加26.37％;水分利用效率最高,为27.15 kg/(hm2·mm),较对照增加42.37％;养分利用效率最高,为N:7.55 kg/kg;P:48.49 kg/kg;K:4.66 kg/kg,分别较对照增加177.57％,142.69％,59.58％.在华北地区,垄沟集雨种植方式下,垄沟比60 cm:60 cm,能够促进玉米增产和水肥高效利用.     

基于SWAP模型的桓台县主要农作物灌溉制度优化

为实现节水增产,以山东省桓台县冬小麦和夏玉米为例,运用SWAP模型模拟了不同灌溉方案组合下的土壤含水率以及作物产量,优化了灌溉制度.研究结果表明:SWAP模型能够较好地模拟桓台县冬小麦和夏玉米的生长过程,模拟效果理想;通过利用率定好的SWAP模型模拟3种ETc条件下不同降雨年型的作物相对产量和水分利用效率,结果发现,小麦灌3水和玉米灌2水的模式能够提高作物产量,并且能明显提升水分利用效率;根据模拟结果获得最优灌溉制度为:80％ETc下,不同生育期冬小麦平、枯水年的灌水额应为,拔节(87.3、92.9 mm)、抽穗(124.7、132.7 mm)和灌浆(62.4、66.4 mm);不同生育期夏玉米的灌水定额为,拔节(19.8、40.2 mm)和抽雄(29.8、60.6 mm).优化后的方案可保证研究区冬小麦和夏玉米的产量,并且能提高作物灌溉水利用效率.     

高产、优质、多抗玉米新品种嫩单22的选育

玉米新品种嫩单22是黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院于2009年选育的玉米杂交种.该品种组合为N8924xN2035,2016 ～ 2017年参加黑龙江省区域试验,两年平均产量10 428.9 kg/hm2,比对照品种誉诚1号(2016年)和先玉696(2017年)平均增产11.2％;2018年参加黑龙江省生产试验,平均产量10 419.3 kg/hm2,比对照品种先玉696平均增产15.7％.该品种在适应区出苗至成熟125 d,需≥10℃活动积温2 600℃·d,具有高产、优质、多抗和适应性广及适宜机械化收获等特点,2019年黑龙江省审定推广,适应黑龙江省第一积温带种植.     

氮肥及拿敌稳施用量对水稻病害及其产量的影响

为探究氮肥及拿敌稳对水稻稻瘟病和纹枯病的防治效果及产量的影响,通过田间小区试验,对各个处理施用不同氮肥及药量.结果表明:拿敌稳对水稻稻瘟病及纹枯病均有较好的防治效果且随浓度的增加防治效果增强;与常规施氮相比较,减氮20％有利于对稻瘟病的防治;施用拿敌稳300 g/hm2并减氮20％对病害的防治效果最好且产量最高.     

nirS和nirK型反硝化细菌在水稻根中的分布

为了解nirS和nirK型反硝化细菌在水稻根中的分布,利用MiSeq测序平台,对水稻根部的nirS和nirK反硝化功能基因进行高通量测序,并对测得序列进行生物信息学分析,揭示nirS和nirK型反硝化细菌在水稻根中的分布特征.结果表明:nirK型反硝化细菌的种类丰富度虽高于nirS型,但种类分布的均匀度却低于nirS型.nirS和nirK型反硝化细菌隶属于3门5纲12目26属.在门水平,变形菌门是nirS和niK型反硝化细菌的共同优势门.在纲水平,α-变形菌纲是nirS和nirK型反硝化细菌的共同优势纲.在目水平,红螺菌目是nirS型反硝化细菌的优势目;根瘤菌目是nirK型反硝化细菌的优势目.在属水平,磁螺菌属是nirS型反硝化细菌的优势属;氏菌属、红假单胞菌属、慢生根瘤菌属是nirK型反硝化细菌的优势属.nirS和nirK型反硝化细菌在水稻根中的分布特征与前人对其他地理环境的同类研究结果相一致.固氮螺菌属等5个类群细菌仅存在于nirS型反硝化细菌中;氏菌属等17种类群细菌仅存在于nirK型反硝化细菌中,呈现出分布特异性.