延迟收获对长江中游春玉米农艺性状及机收质量的影响

为探明长江中游玉米籽粒机械直收适宜品种与配套农艺措施，2018—2019年选用不同玉米品种，测定不同机收时间下玉米关键农艺性状、产量及机收质量指标。结果表明，收获时间对春玉米机收产量与机收质量均有显著影响。延迟1周收获后籽粒容重显著增加，机收产量显著提高，2年平均提高9.72%；而延迟2周收获则有降低机收产量的趋势。2年收获时杂质率总体≤3%，而机收籽粒破碎率与损失率均>5%，是该区域春玉米籽粒机收面临的主要问题。籽粒厚度、籽粒含水率和百粒重是影响机收籽粒破碎率的关键性状，三者与机收籽粒破碎率均呈显著的倒二次曲线关系；玉米的倒伏率、穗位高和重心高度是影响机收损失率的关键性状，倒伏率与机收损失率呈显著正相关，而穗位高和重心高度与机收损失率均呈显著的二次曲线关系。延迟收获能显著降低籽粒含水量，从而降低籽粒破碎率，但继续延迟收获有增加倒伏的风险。综上，长江中游春玉米成熟后适时延迟7~10 d收获，可有效降低籽粒含水量与机收籽粒破碎率，提高玉米籽粒机收产量。     

Impact of climate change on maize yield in China from 1979 to 2016

Climate change severely impacts agricultural production, which jeopardizes food security. China is the second largest maize producer in the world and also the largest consumer of maize. Analyzing the impact of climate change on maize yields can provide effective guidance to national and international economics and politics. Panel models are unable to determine the group-wise heteroscedasticity, cross-sectional correlation and autocorrelation of datasets, therefore we adopted the feasible generalized least square(FGLS) model to evaluate the impact of climate change on maize yields in China from 1979–2016 and got the following results:(1) During the 1979–2016 period, increases in temperature negatively impacted the maize yield of China. For every 1°C increase in temperature, the maize yield was reduced by 5.19 kg 667 m–2(1.7%). Precipitation increased only marginally during this time, and therefore its impact on the maize yield was negligible. For every 1 mm increase in precipitation, the maize yield increased by an insignificant amount of 0.043 kg 667 m–2(0.014%).(2) The impacts of climate change on maize yield differ spatially, with more significant impacts experienced in southern China. In this region, a 1°C increase in temperature resulted in a 7.49 kg 667 m–2 decrease in the maize yield, while the impact of temperature on the maize yield in northern China was insignificant. For every 1 mm increase in precipitation, the maize yield increased by 0.013 kg 667 m–2 in southern China and 0.066 kg 667 m–2 in northern China.(3) The resilience of the maize crop to climate change is strong. The marginal effect of temperature in both southern and northern China during the 1990–2016 period was smaller than that for the 1979–2016 period.     

人工饲粮对幼年工蜂生长发育及生理代谢的影响

本试验利用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)对幼年工蜂进行代谢组学分析,旨在探究不同人工饲粮对幼年工蜂生长发育及生理代谢的影响,为蜂王邮寄的人工饲粮配制提供一定理论依据。试验选取1日龄的意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)300只,分为5组,分别饲喂5种人工饲粮,每组30只工蜂。对照组饲粮:蔗糖粉∶蜂蜜=3∶1;试验组A饲粮:蔗糖粉∶蜂粮∶蜂蜜=6∶5∶1;试验组B饲粮:蔗糖粉∶蜂粮∶蜂蜜=6∶3∶1;试验组C饲粮:蔗糖粉∶花粉∶蜂蜜=6∶5∶1;试验组D饲粮:蔗糖粉∶花粉∶蜂蜜=6∶3∶1。用5种人工饲粮进行室内喂养,记录蜜蜂7 d内的死亡数量;解剖试验组A和对照组第1、3、5、7天的工蜂咽下腺,测定其平均重量、颜色和饱满度;采用LC-MS方法检测试验组A和对照组蜜蜂饲喂7 d后的代谢物差异,对检测数据进行模式识别分析,筛选并鉴别差异代谢物。结果表明:1)对照组和试验组A蜜蜂第1~5天时均没有出现死亡,在第6和7天时试验组A蜜蜂死亡数量均显著低于对照组(P<0.05)。试验组B、C、D的蜜蜂在6 d内全部死亡。2)试验组A第7天时的蜜蜂咽下腺平均重量显著高于对照组(P<0.05),咽下腺颜色为全部乳白色,且咽下腺小体饱满。3)采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判别方法(PLS-DA)和正交偏最小二乘方-判别分析(OPLS-DA)分析代谢组数据,结果显示试验组A和对照组明显分离,共鉴定出23个差异代谢物,包括氨基酸、脂类、糖类等,其中有10种代谢物上调,13种代谢物下调。差异代谢物通路分析发现,差异极显著的通路有牛磺酸和亚牛磺酸生物合成通路、赖氨酸降解通路、戊糖磷酸盐代谢通路、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化通路(P<0.01),差异显著的通路有氨基酸的生物合成通路,色氨酸代谢通路,碳代谢通路,丁酸代谢通路,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢通路,丙酮酸代谢通路(P<0.05)。由此可见,试验组A的饲粮更适合蜜蜂工蜂的生长发育和生存,在邮寄环境中可代替常用的炼糖饲粮。     

含水率对安溪县花岗岩崩岗土体胀缩特性的影响

崩壁土壤水分变化是导致崩岗发生和发展的主要因素之一。降雨可以导致崩岗崩壁失稳发生崩塌,降雨过程中土体在不同含水率下的胀缩特性是决定崩壁失稳的关键因素之一。本研究以安溪县典型崩岗崩壁土体为对象,通过室内无荷膨胀率和线性收缩率试验,研究不同梯度含水率对崩壁不同土层胀缩特性的影响。结果表明:不同土层的无荷膨胀率均随初始含水率增大而减小,线性收缩率则相反。初始含水率与崩壁不同层次土壤无荷膨胀率之间存在着明显的指数递减关系,各土层拟合所得到的回归方程均可表达为:δ_e=ae~((–ω/b))+c,R~20.96;初始含水率与崩壁不同层次土壤线性收缩率之间则存在着明显的指数递增关系,各土层拟合所得到的回归方程均可表达为:δ_(sl)=ae~((ω/b))+c,R~20.96。对于同一土层,膨胀的变化幅度大于收缩的变化幅度。比较不同土层的膨胀和收缩变化幅度发现,红土层变化幅度最大,分别较砂土层高2.58%和3.33%,较碎屑层高3.61%和4.67%。这种不可逆的干湿胀缩现象可能是造成土体产生裂隙进而引起崩壁坍塌的原因,这对于认识崩壁失稳崩塌原因和崩岗发生机理具有重要意义。     

基于随机森林的高寒湿地地区土地覆盖遥感分类方法

高寒湿地是青藏高原典型独特的生态系统,是全球气候变化的敏感地带和预警区。利用遥感技术快速、准确地分类提取高寒湿地的土地覆盖信息,对当地生态安全监测和保护具有重要意义。本文以若尔盖湿地国家级自然保护区为研究区,首先,以高分一号(GF-1)遥感影像为数据源,融合光谱特征、水体指数、地形特征、植被指数和纹理信息等26个变量进行随机森林(Random forest,RF)分类实验;然后,根据袋外数据(Out of bag,OOB)的特征变量重要性得分和精度评价结果,选出高寒湿地地区土地覆盖类型的最优分类方案和特征;最后,对特征变量进行降维,并基于相同的变量,采用极大似然法(Maximum likelihood classification,MLC)、支持向量机(Support vector machine,SVM)、人工神经网络(Artificial neural network,ANN)和RF等方法进行分类,比较不同方法的优适性。结果表明:结合GF-1影像光谱、水体、植被、纹理特征和地形信息,使用26个变量的RF模型的分类精度最高,总体精度(Overall accuracy,OA)为90.07%,Kappa系数为0.86;通过RF模型的变量重要性分析可以有效选出重要的特征信息,在降低特征变量维度的同时,还能保证较高的分类精度; 4种分类方法中,RF算法是高寒湿地地区较合适的分类方法,OA比MLC基准方法高17.63个百分点,比SVM和ANN等机器学习算法分别高6.98、6.56个百分点。     

茶园间作不同植物对茶叶产量和品质及茶园土壤的影响

为优化茶园间作模式、丰富茶园间作模式的科学理论,本试验探讨了间作白三叶、金盏菊和金花菜三种间作模式下对茶园土壤营养成分及茶叶品质成分与茶叶产量的影响,并分析了茶叶品质成分和土壤营养成分的相关性.结果表明:三种间作模式条件下茶叶中茶多酚含量均显著降低,进而降低酚氨比.茶园间作金花菜,茶百芽重提高;而间作白三叶、金盏菊,茶百芽重与发芽密度均提高.茶园间作白三叶显著提高土壤有效磷、速效钾、碱解氮和全氮含量;间作金花菜则显著提高土壤速效钾、碱解氮和全氮含量,而全磷含量显著降低;间作金盏菊显著提高土壤有效磷、速效钾和有机质,而全磷与全钾含量显著降低.茶叶品质与土壤相关性分析发现:土壤pH值和土壤全磷、全钾及有机质含量变化与茶叶品质关系十分紧密.茶园间作白三叶、金盏菊和金花菜均不同程度上改良土壤性状,增强土壤肥力,进而改善茶叶品质.     

植保机变量施药鲁棒H∞最优控制

提出了一种基于电控伺服变量柱塞泵的植保机变量施药控制方法,推导并建立了包含参数不确定性和扰动的施药流量模型,设计了鲁棒H∞最优控制器并证明其鲁棒稳定性,并转化为线性矩阵不等式求解控制器参数。本研究弥补了传统优化控制方法对于不确定性反应较为敏感的不足,与传统的线性二次型最优控制相比具有一定的快速性和鲁棒性优势,能够满足复杂作业条件下植保机精准变量施药要求,有效提高了农药利用率。     

园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力影响

  目的  本研究旨在探讨园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力影响，以期为园林绿化废弃物资源化利用解决城市绿地土壤问题提供依据。  方法  本研究以北京市典型城市绿地土壤?圆明园为研究对象，通过野外试验设置4种不同处理:不覆盖（CK）、上层木片 + 下层堆置15 d的园林绿化废弃物堆肥（处理A）、上层木片 + 下层堆置30 d的园林绿化废弃物堆肥（处理B）、上层木片 + 下层堆置60 d的园林绿化废弃物堆肥（处理C），进行室内分析测定，结合修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数，运用Pearson相关性及逐步回归分析，分析不同覆盖处理对土壤综合肥力的影响。  结果  0 ~ 10 cm土层中，C覆盖处理显著提高土壤有效磷、速效钾含量（P < 0.05）；10 ~ 20 cm土层中，C覆盖处理显著提高土壤速效钾含量（P < 0.05）。土壤综合肥力指数显示，C覆盖处理显著提高0 ~ 10 cm土层的综合肥力（P < 0.05）。修正的内梅罗指数法中F_imin值及逐步回归分析表明，土壤综合肥力限制因子为土壤密度及有效磷，土壤综合肥力最主要影响因子为有机质，其次为土壤有效磷及土壤密度。  结论  综上，园林绿化废弃物覆盖对土壤理化性质及综合肥力有不同程度的影响，结果显示处理C为最佳覆盖方案，今后研究中要着重注意土壤肥力主要影响因子（土壤有机质、土壤密度及有效磷）的动态变化及改善。      

茶园节能型开沟刀设计与试验

针对茶园机械化开沟减阻减耗需要,设计茶园节能型开沟刀,用于减小茶园开沟时的开沟功耗。通过理论分析确定节能型开沟刀侧切刃与正切刃曲线方程,通过离散元仿真方法确定侧切刃螺旋线终点处滑切角与正切刃在侧切刃平面内展开曲线终点处静态滑切角分别为62°、56°。对设计完成的节能型开沟刀进行田间试验,试验结果表明:在开沟深度为15、20、25 cm时,节能型开沟刀的开沟功耗分别为0.093、0.107、0.128 kW,均小于对照组通用开沟刀的开沟功耗,说明设计的节能型开沟刀在各个开沟深度均能够达到降低开沟功耗的目的。此外节能型开沟刀在不同开沟深度的沟深稳定性系数均大于90%,高于国家标准和对照组通用开沟刀试验结果,说明设计的节能型开沟刀在降低作业功耗的同时,可保证开沟质量。