生物炭对土壤肥力与环境的影响

生物炭是生物体在完全或部分缺氧环境中经高温裂解后形成的含碳率较高的产物。目前对生物炭的研 究仍属于起步阶段,不同学科领域采用不同研究方法和手段,研究结论也不尽一致。阐述了目前生物炭对土壤结构、 土壤污染、土壤碳氮转化过程以及生物炭施用对土壤微生物群落、酶活性等方面的国内外研究进展,并且提出目前 生物炭在改土培肥研究过程中存在的问题,以期为今后生物炭的研究工作提供理论指导。     

基于生态视角的粮食主产区利益补偿估算研究

为了更加有效地衡量粮食主产区发展粮食生产支付的成本,改变现行的与过去农业税计税面积挂钩的各项经济补偿方法提供帮助,采取从生态视角人手的方法,在虚拟水补偿、碳吸收补偿和土壤有机质含量下降补偿三者相结合的基础上,构建了粮食主产区利益补偿估算模型.利用全国最大的粮食生产省份黑龙江省2011年的数据,带入估算模型得到了水稻、小麦、玉米、大豆的单位重量补偿金额,进而换算成单位面积补偿金额,对估算数据进行了简要说明,并对今后的进一步研究提出了展望.     

宁夏灌区不同类型农田土壤氮素累积与迁移特征

在宁夏灌区选择设施菜田(n=4)和水旱轮作大田(n=4),通过田间多点取样观测和室内分析的方法,研究了2种类型农田土壤氮素累积与分布特点,以及其迁移对浅层地下水的影响。结果表明,设施菜田0~150 cm土壤剖面溶解性总氮(TSN)、硝态氮(NO₃^--N)和溶解性有机氮(SON)含量都显著高于大田,前者分别是后者的1.5~5.6、1.5~3.4倍和1.6~9.8倍。设施菜田土壤氮素主要累积在0~5 cm和5~20 cm土层,而大田主要在40~100 cm土体。设施菜田和大田土壤溶解性总氮占全氮比例分别在5.4%~11.5%和2.2%~4.9%之间,前者的淋失风险较高。设施菜田各形态氮素累积量表现为SON>NO₃^--N>NH₄⁺-N,大田为NO₃^--N>SON>NH₄⁺-N。设施菜田浅层地下水中TSN、NO₃^--N和SON含量也都显著高于大田,前者平均含量分别是后者的9.5、13.8倍和7.0倍。因此,硝态氮和溶解性有机氮都是2种类型农田氮素累积的主要形态,也是浅层地下水污染的重要来源。     

基于图像处理技术的小麦叶面积指数的提取

为了较好地模拟叶面积指数的变化动态,在大田条件下进行试验,获取5个品种5个密度下不同发育期的小麦群体冠层数字图像,并手工测得实际叶面积。通过研究设计了复杂背景下小麦冠层图像叶面指数的有效提取方法,将图像处理得到的叶面积指数数据与实际测得的数据进行拟合建立模型。结果表明：品种、密度和发育期的差异对拟合模型参数影响显著,对模型经过随机抽取样本图像进行假设检验,均能够通过检验。模型的相关系数平方均达到0.86以上,能够实现高精度的小麦冠层叶面积指数的估测。     

用于驱赶农作物有害动物的智能声防系统设计

针对农业生产中动物有害行为导致农作物减产和农产品价值严重损失的实际问题,设计研发出一种驱赶农作物有害动物的智能声防系统。该系统以无线传感器网络作探测和通信平台,采用以ARM9微处理器和AT89C51SND1单片机为核心的嵌入式系统构建总控制器和执行器硬件平台,通过热释电传感器对有害动物在农田中的出没位置进行探测,依据“作物种类–周围环境–有害动物–天敌”逻辑关系模型对其种类作出判断,然后由执行器播放该种动物对应天敌的叫声,从而实现对多种农作物有害动物的智能声防。与现有的驱赶模式易被有害动物适应且效果不佳相比,该系统具有驱赶效果好、有效作用面积大、可扩展性强及装设灵活等优点,是一种无污染、具有智能特性的驱赶农作物有害动物的有效解决方案。     

不同水分处理下液膜覆盖对夏玉米生长及产量的影响

针对塑料地膜对农业生产造成的严重污染问题,运用对照处理方法,探讨了液体地膜覆盖对夏玉米生长发育及产量等方面的影响。结果表明,液膜覆盖使夏玉米株高和茎粗均比对照偏大,其中,低水分处理下差异最为显著。夏玉米叶面积指数低水分处理时液膜覆盖在生育前期较对照偏大,生育后期偏小;而中、高水分下液膜覆盖叶面积指数在整个生育期内均比对照偏大。液膜覆盖使夏玉米光合速率和蒸腾速率显著增大,有利于光合产物的形成。低水分处理下液膜覆盖增产效果最好,增产率达到56.97%,产投比为1.695,高水分下液膜覆盖增产效果最差,增产率仅为15.57%,液膜覆盖产投比小于对照。研究认为,夏玉米液膜覆盖能有效抵抗干旱逆境从而达到节水增产的显著效果。     

西北灌区地下水矿化度变化及其对作物的影响

地下水矿化度的时空变化是影响地下水资源质量和作物生长的重要因素,尤其是对主要依靠抽取地下水用于灌溉的农业地区。该文以石羊河流域为例搜集了武威、昌宁、民勤共21个灌区1981－2003年间观测站点的地下水矿化度数据,选用反距离加权法（IDW）进行空间插值处理。并结合自然因素和人类活动的影响,分析其时空变化趋势,结果显示：流域内年平均矿化度（TDS）整体呈增加趋势,且从上游向下游逐渐增高,矿化度的年际波动也从上游向下游逐渐增大。该文还分析了矿化度变化对当地主要作物的安全生长影响,研究了当地两种典型作物春小麦和棉花的适合种植范围,得出：适合两种作物的种植面积略有缩小趋势。该研究表明在一些需要采用地下水进行灌溉的西北干旱灌区,应加强对地下水矿化度的监测与控制。     

黄土高原沟壑区不同种植系统土壤水分消耗和恢复

黄土高原的土壤干燥化是影响粮食生产可持续发展的关键因素之一,研究土壤干层形成和恢复对该地区粮食生产的可持续发展具有重要意义。该文通过对长期定位观测数据的分析,探讨了不同种植体系和降水年型对土壤水分消耗和恢复的影响。结果表明：与裸地相比,玉米地土壤水分减少最多的月份大多出现在8月或9月,小麦地主要出现在5、6、7月3个月,苜蓿地主要出现在6月或8月;1985－1990年的6 a间,玉米、小麦和苜蓿地生育期内0～2 m土层土壤水分相对裸地平均分别减少了32.52、60.27和86.47 mm。旱作玉米地的土壤水分在平水年型可以得到完全恢复;旱作小麦地在丰水年型或者遇到强降雨的月份土壤水分在0～3 m范围内可以得到恢复,但较难恢复到试验初期的土壤水分。旱作苜蓿地0～3 m范围的土层在降雨较多的年份能够得到一定程度的恢复,6～10 m的土壤水分很难恢复。     

热风和真空干燥玉米的品质评价与指标筛选

为了能对热风和真空干燥后玉米的品质作出合理的评价,对在2种干燥方式和强度下处理的玉米样品物理、生理生化指标进行测定与分析,利用主成分分析法,对干燥后玉米的品质评价指标进行筛选。结果表明,对热风干燥,在温度低于60℃、干燥速率小于4.21%/h时,玉米裂纹率低于35%;当温度高于75℃、干燥速率大于4.65%/h时,玉米电导率急剧升高,丙二醛（MDA）含量、脂肪酸值增加,过氧化物酶（POD）活力下降;玉米初始含水率越高,品质指标受干燥强度的影响越大;而对于真空干燥,当温度低于75℃、干燥速率小于5.56%/h时,玉米裂纹率小于35%,温度高于75℃、干燥速率大于5.56%/h时,电导率和MDA含量、脂肪酸值增加,POD活力下降。主成分分析得到热风干燥玉米的关键评价指标为裂纹率、脂肪酸值、POD活力、MDA含量和电导率;真空干燥玉米的关键评价指标为裂纹率、发芽率、POD活力和电导率,所建立的综合评价模型可反映玉米的干燥品质特性。     

小麦被蛀食害虫侵害后其面条质构参数的动态变化

为探讨玉米象、米象和谷蠹3种蛀食性储粮害虫不同感染程度对面条质构参数的影响和变化规律,以指导科学评价小麦受害虫侵害后其蒸煮品质的优劣,安全储粮和确保面制品品质。选用河南产储藏2 a的商用小麦为材料,按不同虫种分组,设定不同的虫口密度,检测不同感染时间小麦的粗蛋白、湿面筋质量分数及熟面条的最大剪切力、拉断力和拉伸距离;面条的硬度、弹性、黏合性、咀嚼性和回复性。结果表明：各虫口密度下,害虫侵害初期其面条的最大剪切力略有增加,后期则快速下降;拉断力和拉伸距离在整个侵害过程中呈先增后降趋势;硬度和弹性在初期变化不大,在后期弹性快速上升,硬度快速下降;黏合性和咀嚼性在整个侵害过程中呈先减小后增加的变化趋势,且感染末期黏合性和咀嚼性均大于初期;回复性在整个虫害侵害过程中有较大幅度地增大。害虫侵害后面条质构特性变化是通过其湿面筋质量分数的变化而产生的,且虫口密度和感染时间是导致其变化的重要因素,因此,在实际储藏过程中,宜适时采取防控措施,阻止虫害种群数量的扩大,以确保小麦原有品质。