揉碎玉米秸秆螺旋-气力耦合输送装置设计

为解决揉碎玉米秸秆螺旋输送过程中的生产率低、功耗大、易堵塞及机件磨损严重等问题,该文设计了一种螺旋-气力耦合输送装置,并以揉碎玉米秸秆为原料开展了试验研究。螺旋-气力耦合输送装置主要由螺旋输送装置和气力辅助输送系统组成。其中气力辅助输送系统主要由喷射角度可调的Y型喷嘴座、喷嘴、最大出气压力为1.6 MPa的空气压缩机、直径为10 mm的PPR(polypropylene random)管和15°弯管及压力表等组成。螺旋输送装置主要由机壳、螺旋叶片和中心轴等组成,其关键参数为:螺旋叶片外径为250 mm,中心轴直径为60 mm,螺距为335 mm,螺旋槽用U型机壳。以比功耗、轴向推力、螺旋叶片及机壳各部位所受压力作为输送性能指标,对施加气流前后各部位所受压力进行测试。结果表明,当螺距为335 mm、螺旋轴转速为100 r/min、喂入量为70 kg/min、气流速度为10～50 m/s时,随着气流速度的增大,输送装置的比功耗先减小后增大。当气流速度为20 m/s时比功耗最小,为10.78 W/kg,比无气流时的比功耗减小了8.3%,轴向推力、叶片和机壳各部位所受压力随着气流速度的增大而减小,且均小于不加气流时的值。     

小麦秸秆和小麦秸秆生物质炭对低质量浓度Cd~(2+)的吸附特性研究

针对再生水灌溉镉污染问题,研发新型低成本高效重金属吸附材料。以农业废弃小麦秸秆和小麦秸秆生物质炭为研究对象,研究了麦秆和小麦秸秆生物质炭对低质量浓度Cd~(2+)的吸附性能及影响因素。结果表明,麦秆和小麦秸秆生物质炭对Cd~(2+)的吸附特性符合Langmuir方程,且吸附作用主要发生在吸附开始的10 min,试验条件下,生物质炭对Cd~(2+)去除率达90%以上,麦秆对Cd~(2+)去除率为70%左右;pH值对麦秆吸附Cd~(2+)影响显著,对生物质炭吸附Cd~(2+)影响极显著,pH值为3~6时生物质炭对Cd~(2+)的吸附效果较好。温度显著影响麦秆对Cd~(2+)的吸附,温度对生物质炭吸附Cd~(2+)无显著影响,当吸附材料投加量大于0.5 g/L即固液比大于0.45 g/mg时,增大二者投加量对其吸附Cd~(2+)没有显著影响。     

蒸汽爆破技术在玉米秸秆饲料化利用中的研究进展

玉米秸秆是作物残余物中最丰富的木质纤维素生物质之一,主要由纤维素、半纤维素和木质素通过氢键及其他化学键、分子键结合而成,是具有复杂聚合结构的高分子化合物,作为动物饲料的可利用率较低。蒸汽爆破即汽爆,是应用蒸汽弹射原理实现爆炸过程中对生物质预处理的技术。将蒸汽爆破技术应用于玉米秸秆处理,可高效分离纤维素,对玉米秸秆具有明显的解聚作用,有利于提高玉米秸秆的饲料化利用程度。作者介绍了蒸汽爆破工艺原理与参数,综述了蒸汽爆破处理对玉米秸秆纤维结构、化学成分和酶解产糖的影响,以及对玉米秸秆的营养成分消化率和瘤胃微生物附着的影响。已有研究表明,蒸汽爆破可使蒸汽分子渗入植物组织,经过瞬时释放将内能转化为机械能,作用于生物质组织细胞层间,达到原料分解的目的;蒸汽爆破可改变玉米秸秆的纤维结构,降低半纤维素和木质素含量,提高纤维素含量(随着蒸汽爆破的压强和维压时间的增加,半纤维素含量显著降低,而物料含水率的增加会导致纤维素含量升高);蒸汽爆破可提高玉米秸秆体外发酵酶解产糖率,随着蒸汽爆破压强和维压时间的增加,玉米秸秆体外培养酶解还原糖产量增加;蒸汽爆破可使玉米秸秆的体外发酵产气量、产气速率、干物质和酸性洗涤纤维含量显著提高,可提高反刍动物对玉米秸秆的消化利用率,充分利用玉米秸秆的纤维素,提高玉米秸秆的营养价值;蒸汽爆破通过破坏玉米秸秆的表面结构,可促进瘤胃微生物在玉米秸秆上的附着,从而促进玉米秸秆的降解。综上,蒸汽爆破技术处理玉米秸秆可提高其作为饲料的利用率。     

覆盖对烟田土壤酶活性及烤烟叶片荧光特性的影响

通过对烤烟大田3种不同覆盖方式的覆盖效应比较表明:覆盖明显增强了土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,对脲酶活性有一定抑制作用;在烤烟生长前期,液膜覆盖处理土壤过氧化氢酶活性较对照和地膜覆盖处理分别平均提高5.72%、23.19%,且覆盖处理间差异达0.05显著水平;覆盖处理的蔗糖酶较对照平均提高0.8%,但3个处理间差异均不显...     

红松无性系种子园与实生种子园种实性状观测

建立红松无性系种子园和实生种子园的实践证明:嫁接母树的结实株数、结实率、公顷产种量、种子千粒重等9项种实性状均优于实生母树,关键种实性状指标结实率、公顷产种量、出种率、种子千粒重、出仁率分别是实生母树的3.67倍、2.74倍、1.16倍、1.02倍和1.12倍.     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦土壤温度及产量的影响

为探明秸秆带状覆盖对西北半干旱雨养农业区冬小麦土壤温度和产量的影响，以露地不覆盖为对照（CK），设置秸秆带状覆盖4行（SM₁）、秸秆带状覆盖5行（SM₂）、黑膜覆盖（PM₁）和白膜覆盖（PM₂）共5个处理，利用大田试验研究了不同覆盖处理冬小麦土壤温度及产量相关指标的异同。结果表明，与CK相比，秸秆覆盖处理（SM₁、SM₂）显著降低了冬小麦全生育期0~25 cm土层温度，返青期和灌浆期降温幅度最大，平均降温2.0 ℃；越冬期降温幅度最小，平均降温0.1 ℃；上层土壤(0~10 cm)的降温幅度大于下层土壤(15~25 cm)，SM₁降温效应大于SM₂。地膜覆盖在不同生育时期存在增温和降温的双重效应，成熟期增温幅度最大，较CK增加2.4 ℃；灌浆期5 cm土层降温幅度最大，降低1.8 ℃；无论增温还是降温，PM₁效应均高于PM₂。覆盖处理一天中，表层土壤温度以中午14:00变化最大，晚19:00次之，早7:00变化最小，且中午14:00均表现为降温效应；秸秆覆盖降温效应(4.9 ℃)大于地膜覆盖(0.8 ℃)。覆盖降低土壤有效积温，地膜覆盖有效积温显著高于秸秆覆盖。秸秆覆盖平均增产9.6%，SM₂增产率高于SM₁；地膜覆盖显著增产（20.8%），PM₂增产率高于PM₁。产量三要素中，穗粒数受温度影响最大，与各生育时期0~25 cm土层土壤温度、阶段土壤有效积温均呈显著或极显著正相关。综合考虑土壤温度、土壤有效积温、产量、千粒重和穗数等，SM₂处理更有利于旱地冬小麦产量的形成。     

菌肥与腐熟秸秆对盐碱地燕麦渗透生理特性及产量的影响

为明确菌肥和腐熟秸秆对盐碱地燕麦渗透生理及产量的调节作用，以燕麦品种白燕2号和草莜1号为材料，分析了菌肥(F)、腐熟秸秆(S)及二者配施(FS)对燕麦不同生育时期植株K⁺、Na⁺、可溶性糖、有机酸含量及株高和产量的影响。结果表明，苗期和拔节期燕麦各器官K⁺和Na⁺积累量较高，且茎和叶的K⁺、Na⁺积累量均明显高于根部。与空白对照(CK)相比，S和FS处理均显著提高各时期燕麦根、茎、叶K⁺含量，显著降低Na⁺含量。F、S和FS处理对各时期两个燕麦品种植株可溶性糖含量也有显著影响。F处理显著增加了抽穗期和灌浆期两个品种植株总有机酸含量，尤其是草酸、乙酸、柠檬酸比例提高；S和FS处理下抽穗期燕麦植株总有机酸含量在第一年较CK显著提高，而第二年显著降低，主要是由草酸变化引起。F、S及FS处理在第二年均显著提高两个品种的籽粒、鲜草和干草产量，其中FS处理的增产效果最好。这说明腐熟秸秆配施菌肥有助于增强盐碱地燕麦植株的渗透调...     

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。     

旱作覆膜玉米生长和水分利用对气候变化的响应

基于3 a连续冬小麦-夏玉米覆膜轮作试验校准和验证AquaCrop模型的适用性,模拟研究了气候变化对夏玉米生长、产量和水分利用的影响,分析了覆膜措施对气候变化的应对效果。结果表明:关中地区(以武功、宝鸡和西安地区为例)年平均温度呈逐年递增趋势,温度增加幅度由高到低依次为宝鸡、西安和武功,增温速率分别为0.20、0.12℃·10a~(-1)和0.09℃·10a~(-1);降雨量呈逐年递减趋势,减少幅度大小依次为西安、宝鸡和武功,减小量分别为3.59、3.23 mm·10a~(-1)和2.64 mm·10a~(-1)。AquaCrop模型在关中地区表现出了良好的适用性,可以较好地模拟连续覆膜条件下作物的产量指标、水分利用和生长的动态变化,冠层覆盖度模拟值和实测值之间的均方根误差(RMSE)介于1.1%～15.3%,生物量模拟值和实测值之间的RMSE介于0.626～2.540 t·hm~(-2),土壤贮水量模拟值和实测值之间的RMSE介于12.6～47.4 mm。模拟研究表明,上世纪60年代以来,随着气温不断升高,武功、宝鸡和西安地区的夏玉米生育期均呈逐年缩短趋势,特别是1980s以来,减少幅度达2.76、4.82 d·10a~(-1)和5.94 d·10a~(-1);在不同的降水年型下,覆膜处理产量均高于裸地处理,且其变异系数较小;在干旱气候条件下,覆膜处理依然可以获得一定的籽粒产量,与裸地处理相比,覆膜处理表现出了较好的稳产效应。同时,覆膜处理有效减少了玉米苗期土壤表层蒸发(平均减少7.6 mm),从而在土壤中保蓄更多的降雨;覆膜处理虽然增加了土壤耗水量,但其通过保蓄土壤水分,稳定作物产量,有效提高了玉米的水分利用效率。因此,关中地区旱作覆膜可以有效适应当地气候变化,在一定程度上应对干旱气候,具有较好的增产稳产效应。     

农业工程科技创新推进农业绿色发展

农业绿色发展是农业发展观的一场深刻革命。该文全面论述了农业工程科技创新对农业绿色发展的重要作用,深入分析了中国在农业资源利用、产地环境治理、生态系统保育和农产品绿色供给等方面取得的成效和存在的问题。提出了围绕农业绿色发展,农业资源监测、水土资源利用、农业投入品使用、农业机械化和农业废弃物资源利用等农业工程科技创新的前沿进展和主攻方向。从强化农业绿色发展理念、建立技术创新与推广体系、完善标准体系和加强政策支持4个方面提出了政策建议。该文可为农业绿色发展背景下农业工程科技研发提供重要的指导和参考。