广东省农地边际化特征及其影响因素的地理探测

为了明确经济发达地区广东省农地边际化现象及其主要影响因素。本研究采用“单位成本纯收益指标”、“农地利用集约度指标”和“农作物播种面积指标”三大主要指标,对广东省2000—2015年农地边际化特征进行提取。选择影响农地边际化特征的19个因子,利用地理探测器方法对农地边际化现象的核心影响因素进行挖掘。结果表明：2000—2015年广东省共发生3次比较明显的农地边际化现象,分别在2001—2002年、2005—2006年、2010—2013年,且第3次边际化持续时间最长,情况最严重。社会经济发展水平与结构指标和农户家庭资源要素结构变化指标对农地边际化的影响程度较大,其中第三产业产值比重、农村农户固定资产投资、粮食总播种面积对农地边际化现象有较强的解释力,q值分别为0.8067、0.8055、0.7916。任何两因子相互交互作用都能增强对农地边际化现象的解释力。     

Cd污染农田的炭基修复方案设计和效果评价

为了解不同Cd污染农田土壤上炭基改良剂的治理效果，运用土壤医生理念，针对广东省韶关和云浮3个重金属Cd污染状况和土壤理化性质不同的区域农田分别设计了3种以生物炭为主要原料，搭配石灰、有机肥等不同辅料的3种生物炭基土壤改良剂，并进行了大田应用试验，同时归纳总结设计原则，评价设计的3种改良剂对Cd污染农田的治理效果。结果表明：在3个区域施用的改良剂均不会降低作物的产量，在Cd污染严重的酸性土壤上有显著增产的效果（增产效果达到383.03%）；同时施加3种不同配方的炭基改良剂均可以有效降低作物可食用部位的Cd含量，分别是对照的33.33%、46.88%和42.86%，使3个试验区的农产品可食用部分Cd含量均达到国家标准；施用炭基改良剂，可有效降低土壤中酸溶态Cd的含量，尤其是在酸性较强、Cd污染程度高的土壤中，能够将土壤中活性和生物可利用形态的Cd含量降低18.28%。综上所述，根据土壤理化性质、污染程度和修复目的来针对性设计以生物炭为基础的炭基改良剂可以保障作物产量，提高作物品质，实现对南方Cd污染土壤的改良。     

基于Simulink的液压系统建模与仿真

针对农业机械中液压系统结构复杂、研发周期长等问题,通过分析农业机械中液压回路各个组成元件特性,基于Simulink构建元件动态数学模型。对液压回路进行研究,分析了液压回路在不同元件参数下的动态性能,为优化液压回路系统提供参考。     

成渝经济区农地适度规模经营方式及其环境效应差异比较

以成渝经济区为研究区,比较成渝地区农地经营方式转变的地域差异,评估农地经营方式转变的可持续性.选取成都平原区的广汉市和重庆山地丘陵区的江津区为研究样区,基于两个区域的1 102份调查数据,运用能值分析法分析两地农地经营方式转变的差异.由于资源禀赋、家庭特征、经营方式、流转市场、流转价格等因素的差异影响,江津区与广汉市农户农地流转呈现区域"悖反"现象;从能值分析来看,广汉市通过规模化、产业化、机械化的大生产模式提升农业科技装备水平,降低投入、提高农业生产率,实现了良性的农业集约化;而江津区通过高投入—高产出的高效农业产业模式大幅提升农业产出,但过度追加不可更新要素的投入方式却不可持续,引起了劣质的农业集约化.因此,就转变农地经营方式而言,成都平原区应着眼于"降本增效",发展规模化、产业化、机械化的大生产模式;重庆山地区应着眼于"提质增效",以农业科技、装备和设施更新为驱动发展生态农业.     

不同施氮量对半干旱区还田玉米秸秆腐解及养分释放特征的影响

为了揭示还田玉米秸秆在不同施氮水平下的腐解及养分释放特征,在马铃薯田间定位试验中,设置了6个不同施氮水平(T1:0 kg·hm~(-2);T2:75 kg·hm~(-2);T3:150 kg·hm~(-2);T4:225 kg·hm~(-2);T5:300 kg·hm~(-2); T6:375 kg·hm~(-2)),研究其对还田玉米秸秆腐解及养分释放特征的影响。研究表明:还田玉米秸秆的腐解主要发生在前90 d,在此期间玉米秸秆腐解较快,T1～T6处理的玉米秸秆腐解率分别为37.3%、40.3%、44.8%、45.0%、50.8%、48.4%,以T5处理为最高,处理间差异显著(P0.05);同时,T1～T6处理的玉米秸秆碳、氮释放率分别为48.2%～56.6%、33.8%～44.4%,T5处理下秸秆的碳、氮释放率均显著高于其他处理(P0.05),而秸秆磷、钾的释放率分别为43.1%～49.2%、90.5%～93.0%,处理间无显著性差异。还田150 d后,玉米秸秆的腐解率为52.7%～55.8%,养分释放表现为KCPN。综上所述,连续施氮可以显著促进还田玉米秸秆前期的腐解及碳氮的释放,但对磷钾的释放无明显影响,当施氮量为300 kg·hm~(-2)时还田玉米秸秆的腐解效果最好。     

盐城市农业废弃物资源化利用的现状、存在问题及建议

为治理农村污染,农业部明确了“一控、两减、三基本”的目标,主要是通过资源化利用的办法从根本上“控制农业用水的总量,减少化肥农药的施用总量,解决畜禽养殖污染、地膜回收和秸秆焚烧等问题”。阐述总结盐城市农作物秸秆能源化、肥料化、基料化、饲料化和工业原料化方面的利用,畜禽水产养殖污染治理和农业投入品等废弃物资源利用的进展,分析目前存在的问题,并提出下一阶段的工作建议。     

Isolating the effect of soil properties on agricultural soil greenhouse gas emissions under controlled conditions

Agricultural soils are important sources of greenhouse gases (GHGs). Soil properties and environmental factors have complex interactions which influence the dynamics of these GHG fluxes. Four arable and five grassland soils which represent the range of soil textures and climatic conditions of the main agricultural areas in the UK were incubated at two different moisture contents (50 or 80% water holding capacity) and with or without inorganic fertiliser application (70 kg N ha⁻¹ ammonium nitrate) over 22 days. Emissions of N₂O, CO₂ and CH₄ were measured twice per week by headspace gas sampling, and cumulative fluxes were calculated. Multiple regression modelling was carried out to determine which factors (soil mineral N, organic carbon and total nitrogen contents, C:N ratios, clay contents and pH) that best explained the variation in GHG fluxes. Clay, mineral N and soil C contents were found to be the most important explanatory variables controlling GHG fluxes in this study. However, none of the measured variables explained a significant amount of variation in CO₂ fluxes from the arable soils. The results were generally consistent with previously published work. However, N₂O emissions from the two Scottish soils were substantially more sensitive to inorganic N fertiliser application at 80% water holding capacity than the other soils, with the N₂O emissions being up to 107 times higher than the other studied soils.     

基于模型预测控制的农机主从跟随作业控制方法

针对实际环境中由于农业机械（简称农机）作业过程的作业量以及土壤条件的变化等不确定性因素的影响，导致协同作业跟随农机的行驶工况不稳定、跟随协同作业响应慢、控制困难等问题，在综合考虑不确定性以及响应性能的基础上，提出了一种农机跟随分层控制架构，搭建农机田间作业下的纵向跟随动力学模型，并以间距保持、速度跟随、燃油经济性、加速度跟随性能为目标，进行基于模型预测控制（MPC）算法的上层控制器推导，基于前馈以及PI反馈的控制器作为下层控制，以上层控制器获得的控制加速度为目标，进行力矩（电流）跟踪，在保证抗不确定性以及干扰噪声的同时，提高跟随农机的响应能力。通过Matlab/Simulink仿真和田间试验验证，结果表明，该控制方法可以有效解决农机作业的跟随控制问题，与滑模变结构控制器相比，能够实现稳定跟随行驶，且速度误差和加速度误差更小，速度误差控制在-0.29132~0.18001m/s，加速度误差控制在-0.05678~0.05628m/s2，稳定跟随距离误差为±0.45m，具有良好的跟随效果。     

微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄产量的影响

为探明微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄生长和产量的影响,通过大田小区试验,设置灌水矿化度和灌水定额两个因素,其中3个灌溉水矿化度水平分别为S1:1 g·L~(-1)、S2:3 g·L~(-1)和S3:5 g·L~(-1),3个灌水定额分别为W1:305 m~3·hm~(-2)、W2:458 m~3·hm~(-2)和W3:611 m~3·hm~(-2),来进一步寻求适宜本地区加工番茄生长的微咸水膜下滴灌灌溉制度。结果表明:覆膜微咸水滴灌条件下土壤含水量垂直方向的变化趋势表现为0～20 cm土层随深度增加含水量逐渐降低、20～100 cm土层随深度增加含水量逐渐增大、60～100 cm范围内土层剖面含水量最大的分布规律;土壤含盐量随着灌水矿化度的增大而增加,且随着灌水量的增加土壤盐分逐渐向水平距滴灌带35 cm处聚集。灌水矿化度超过3 g·L~(-1)时加工番茄株高、茎粗均受到一定程度的抑制作用,但对产量影响不大。本文通过试验得出:灌水定额为611 m~3·hm~(-2)、矿化度为1 g·L~(-1)处理为本地区最佳微咸水膜下滴灌处理,加工番茄生长健壮且产量最高,达到127 613.2 kg·hm~(-2);同时认为,在我国淡水资源比较缺乏的新疆地区可以考虑采用灌水定额458 m~3·hm~(-2)和灌水矿化度3～5 g·L~(-1)的微咸水对盐分中等敏感的加工番茄进行灌溉。     

吊杯式栽植器运动轨迹优化与试验

针对吊杯式移栽机膜上成穴移栽时膜面穴口大的问题，建立栽植机构的运动模型，通过分析栽植器的运动轨迹特性得出，当栽植器的运动轨迹为余摆线，且余摆线环扣最大横弦的距离等于轨迹线与地膜交点间的距离，栽植器在上拔阶段水平方向零速度点两侧打开，有利于减小膜面穴口尺寸。通过仿真分析和膜上移栽番茄盘苗试验得出，运动轨迹特征系数λ对膜面穴口的纵向尺寸影响显著，对横向尺寸和倾斜率影响不明显。随着λ值的增大，穴口纵向尺寸先减小然后增大，在移栽频率为50和55株·min^-1时，λ为1.093的穴口纵向尺寸分别为10.12 cm和9.49 cm，是最小值； 两种移栽频率条件下，随着λ值的增大，移栽株距分别从39.8 cm减小到33.5 cm和从39.1 cm减小到33.1 cm。该结论可用于指导吊杯式移栽机结构和工作参数的优选。