冬小麦养分专家推荐施肥系统在长江流域的可行性研究

  【目的】  采用基于产量反应和农学效率的冬小麦养分专家系统的推荐施肥方法 (Nutrient Expert for wheat, NE)，在长江流域开展田间试验，并通过与该地农民习惯施肥方法的比较，确定该系统在长江流域冬小麦应用的可行性。  【方法】  2019年于长江流域的四川、云南、安徽、湖北、江苏和浙江6省共布置了50个冬小麦田间试验，每个试验包括5个处理:小麦养分专家系统推荐施肥处理 (NE)、农民习惯施肥处理 (FP)，以及基于NE处理的不施氮、不施磷和不施钾肥处理，从产量、经济效益、肥料利用率、氮损失和温室气体排放5个方面，比较了NE与FP的差异。  【结果】  与FP处理相比，NE处理显著降低了N、P₂O₅和K₂O施用量57、10和8 kg/hm2 (P < 0.001)，降幅分别达到了26.6%、13.3%和12.9%；小麦产量明显提高 (P < 0.001)，平均增产365 kg/hm2，增幅为7.9%；显著降低了肥料成本 (P < 0.001)，平均减少了429 元/hm2，降幅为20.9%；显著提高了经济效益，平均增加了1446 元/hm2，增幅为17.7%，且所有增加经济效益中有55.5%来自于产量的增加 (P < 0.001)。NE处理显著提高了长江流域冬小麦的肥料利用效率 (P < 0.001)，与FP处理相比，氮、磷和钾农学效率分别提高了6.5、8.3和8.6 kg/kg，增幅分别为67.7%、143.1%和159.3%；氮、磷和钾偏生产力分别增加了10.9、17.9和24.8 kg/kg，增幅分别为49.1%、28.8%和34.4%；氮、磷和钾回收率分别增加了15.3、11.9和27.2个百分点，增幅分别为52.9%、132.2%和87.7%。NE处理较FP处理显著增加了地上部氮素吸收量 (P < 0.001) ，且显著减少了氮素损失 (P < 0.001)，地上部氮素吸收量平均增加了3.0 kg/hm2，增幅为2.5%；活性氮损失强度平均减少N 4.0 kg/t，降幅为37.7%；N₂O总排放量平均减少了0.7 kg/hm2，降幅为28.0%；温室气体排放强度平均减少CO₂ eq 308.4 kg/t，降幅为36.5%。  【结论】  在长江流域冬小麦生产中，采用基于小麦产量反应和农学效率的NE推荐施肥方法，可较农民习惯施肥 (FP) 平均分别降低26.6%、13.3%和12.9%的氮磷钾肥施用量，同时提高冬小麦产量7.9%，显著提高经济效益和肥料利用率，并有效地降低活性氮损失强度和温室气体排放量，适用于我国长江流域冬小麦的推荐施肥。     

基于REE示踪的土壤团聚体破碎转化路径定量表征

土壤团聚体破碎转化路径是坡面侵蚀过程研究的难点问题之一。目前团聚体破碎转化路径的定量表征仍不明晰,一定程度上限制了土壤侵蚀过程中泥沙分选搬运机制的深入研究。基于大样带调查选取6种不同质地的典型农耕地土壤为研究对象,结合稀土元素(Rare Earth Elements,REE)示踪方法,综合分析不同粒径土壤团聚体(5~2,2~1,1~0.5,0.5~0.25,<0.25 mm)和不同径流扰动周期(24 h,7天)对REE吸附和解吸能力的影响,探究REE示踪不同粒径土壤团聚体破碎转化的可行性,定量表征了土壤团聚体破碎转化路径。结果表明:REE与土壤团聚体的实际吸附浓度低于施放浓度,2~1,1~0.5,0.5~0.25,<0.25 mm土壤团聚体的REE吸附浓度与黏粒含量呈显著正相关(P<0.05);径流扰动影响对吸附于土壤团聚体的REE解吸作用十分微弱,解吸浓度仅占REE实际吸附浓度的0.001%~0.139%。5~2,2~1,1~0.5,05~0.25,<0.25 mm土壤团聚体经过湿筛后向各粒径转化的路径基本相同,向<0.25 mm微团聚体转化为土壤团聚体破碎的主要路径。相较于粉粒、黏粒含量较高的土壤团聚体,砂粒含量较高的土壤团聚体向1~0.5,0.5~0.25 mm粒径的转化贡献率整体偏低。基于REE示踪得到的>0.25 mm各粒径团聚体质量整体被低估,低估范围为-27.96%^-11.08%;而<0.25 mm团聚体质量则被高估,高估范围为3.65%~22.73%。基于各粒径土壤团聚体的REE量化值建立了校正关系,可将计算相对误差降低至0.04%~16.24%。     

人粪与不同废弃物混合厌氧发酵的效果

采用中温批式发酵方式,研究人粪分别与稻秸、尾菜、牛粪按1∶1、2∶1、3∶1的干物质质量比混合发酵的产沼气效果和无害化处理效果。结果表明,纯人粪发酵40 d的产气率仅140.64 mL·g ^-1(以总固体计),而通过添加其他有机废弃物进行混合发酵能较好地提高其产气效率,且对产气效率的提升效果表现为稻秸＞牛粪≈尾菜。纯人粪经37 ℃发酵40 d后对粪大肠菌群和蛔虫卵的杀灭率分别达98.18%和100%,混合发酵有利于进一步提高其无害化处理效果,但发酵结束后的粪大肠菌群数值接近于NY/T 2596—2014《沼肥》限值要求,故后续需强化人粪无害化的热处理关键参数研究。     

促进科技成果转化 激活科技研发动力

科技成果转化体系为国家创新体系中非常重要的组成部分,更会直接促进我国经济向前发展。但是,我国目前在科技成果转化的过程中会出现概念界定不清、成果转化效果不佳和其他方面的问题。因此,如何促进科技成果更好地转化,激活科技研发的动力成了大家都需要解决的问题。     

杉木连栽对土壤氮含量和氮转化酶活性的影响

连栽严重影响了杉木人工林的可持续经营,为探讨连栽杉木林地土壤氮循环的障碍机理,以湖南会同森林生态系统野外观测站天然次生林、1代和2代杉木人工林为对象,分析了杉木连栽过程中土壤不同形态氮(铵态氮、硝态氮、微生物量氮、全氮)含量的变化特征,以及土壤氮素含量和土壤氮转化酶(土壤脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、天冬酰胺酶、N-乙酰氨基葡萄糖核苷酶)活性之间的相关关系。结果表明:(1)随着连栽代数的增加,土壤中硝态氮含量显著增加(P<0.05),2代杉木人工林显著高于天然次生林,而其它土壤理化指标变化不显著;(2)土壤亚硝酸还原酶、蛋白酶及天冬酰胺酶活性随连栽代数增加而发生显著变化,亚硝酸还原酶活性表现为1代>2代>天然次生林,蛋白酶活性随着连栽代数增加而增加,天冬酰胺酶活性表现为天然次生林>2代>1代;(3)土壤亚硝酸还原酶活性与微生物量氮(MBN)呈极显著负相关,与土壤pH值呈显著正相关;蛋白酶活性与土壤含水率和硝态氮(NO3--N)含量呈显著正相关;天冬酰胺酶活性与土壤pH值呈显著正相关;硝酸还原酶活性与土壤全氮(TN)呈极显著正相关。     

基于GF-1卫星数据与面向对象分类的达里诺尔湿地自然保护区土地覆盖信息提取

以达里诺尔湿地自然保护区为研究区，基于国产GF-1遥感影像，采用面向对象和传统目视解译的分类方法对研究区土地覆盖遥感信息进行提取，并对其结果进行对比分析，采取混淆矩阵对面向对象分类结果进行精度验证。结果表明：（1）充分利用了GF-1遥感影像的光谱信息，面向对象分类采取试错法确定最优分割尺度为550，形状和紧致度因子分别为0.6和0.5，各波段权重均为1。（2）面向对象分类总体分类精度达98.22％，KAPPA系数为0.96；（3）面向对象分类方法可快速准确提取类型较为复杂的土地覆盖信息，为内陆湿地精准快速提取研究区土地覆盖分类信息提供参考，以期为湿地遥感业务化监测提供技术规范。     

长期不同施肥措施下华北潮土土壤有机碳的固存变化

为揭示小麦秸秆还田及施肥对潮土土壤有机碳演变的影响,以指导华北潮土培肥增产。在辛集马兰设置22 a潮土长期定位试验(1992-2014年,试验包含4个处理,NP:不施钾+秸秆不还田; NPK:平衡施肥+秸秆不还田;NPS:不施钾+小麦秸秆还田; NPKS:平衡施肥+小麦秸秆还田),研究不同施肥措施下试验年限、碳投入、碳平衡与土壤有机碳含量的响应关系。结果表明:所有处理表层(0～20 cm)土壤有机碳含量随时间均呈增加趋势,NP、NPK、NPS、NPKS增加速率分别为0. 06,0. 17,0. 25,0. 34 g/(kg. a),且22 a后各处理土壤有机碳储量均增加,分别增加为2. 2,6. 2,5. 9,8. 9 t/hm~2,固碳速率分别为0. 10,0. 28,0. 27,0. 40 t/(hm~2·a)。土壤有机碳储量变化与累积碳投入变化量呈线性相关关系(y=0. 091x-0. 241,R~2=0. 360*),在小麦秸秆还田下,维持初始有机碳水平的累积碳投入量为2. 65 t/hm~2,固碳效率为9. 1%。通过边界线分析可知,小麦和玉米生产中稳产高产最低土壤有机碳含量分别为9. 47,9. 04 g/kg,未达到此值时土壤有机碳含量每增加1 g/kg,小麦籽粒产量增加167. 5 kg/hm~2,玉米籽粒产量增加678. 5kg/hm~2。秸秆还田和平衡施肥是华北潮土有机碳含量提升和土壤碳库保育的重要手段,连续秸秆还田和平衡施肥对保证该区域粮食生产高产稳产有重要作用。     

基于机器视觉传感器技术的玉米深松机械控制系统研究

GPS导航技术在农业机械生产中应用较为广泛，但是GPS抗干扰性能差，智能化水平低。该文旨在开发一种融合先进算法与视觉定位传感器的玉米深松机械控制系统，提出一种机器视觉和GPS数据融合算法，并搭建玉米深松机控制平台。田间试验结果表明，该系统能够有效地提高玉米生产效率和质量，具有较高的实用价值和应用前景。     

基于超效率DEA模型的中国区域环境效率时空差异研究

以中国各省域为研究对象,基于超效率DEA模型测算了2004-2012年的环境效率,结合Malmquist指数模型对评价期间的环境效率动态分析。结果表明:2004-2012年间东部、中部、西部和东北部环境效率均值差异明显,效率值大小顺序为:东部>东北部>中部>西部。从各区域比较来看,环境效率均值排名前五位的区域分别为:云南、北京、辽宁、海南、天津。排在后五位的区域分别为:新疆、山西、内蒙古、贵州、甘肃。东部区域明显处于领先地位,而西部区域除了云南的环境效率有效外,其余均未在生产前沿面上,西部区域的经济和环境发展陷入两难地步;研究期间,东、中、西和东北部的Malmquist指数和技术变化均呈现了"M"形变动,技术进步是环境提升的主要动力,从纯技术效率变化趋势看,各区域环境管理能力有待提升;从规模效率看,各区域经济结构亟需调整,以达到最佳经济规模。     

玉米农杆菌转化方法

玉米是世界上三大粮食作物之一,目前,玉米产量和品质的提高较大程度依靠基因工程技术。而玉米的农杆菌转化是对玉米基因组进行遗传修饰的有效手段。综述了玉米农杆菌转化的受体、影响农杆菌转化效率的因素,以有效地提高转化效率。