不同种植方式对温室土壤微形态的影响

以河北曲周长期定位试验站的温室菜田土壤为研究对象,研究常规种植、无公害种植、有机种植3种不同的种植方式对土壤微形态特征的影响。结果表明:有机种植下,土壤结构疏松;土壤团聚体发育良好,大团聚体数量较多;有机质含量增加100%;土壤孔隙的面积百分比最大,表层孔隙度达到了32%,当量孔径0.1 mm孔隙比例最高,即有助于提高通气孔隙含量,增加土壤的通气性。因此,有机种植条件下土壤结构疏松、发育良好,易形成适合作物生长的良好土壤结构;常规种植条件下,土壤结构较为紧实,发育程度较低;无公害种植条件下,土壤结构发育程度居于两者之间。     

华北地区有机种植和常规种植模式下土壤重金属含量及污染评价

为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤重金属含量和污染特性的影响,本文在华北5个地区选取典型的有机蔬菜和有机小麦种植基地及附近相似条件的常规种植地块,比较了土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As共6种重金属含量的差异,并采用不同评价方法对不同种植方式下土壤中重金属的污染程度进行了评价。结果表明:与常规种植相比,有机种植减轻了土壤酸化和盐渍化,提高了土壤有机质含量和阳离子交换量,在一定程度上有利于降低土壤中重金属的生物有效性。与土壤背景值相比,所有调查地区的土壤重金属均有不同程度的增加和积累。与常规种植相比,有机种植模式能有效降低土壤中Cd、Cr含量,有机小麦种植地块因长期施用大量有机肥导致土壤中Cu、Zn、As大量富集;而常规温室菜田同时施用大量的有机肥、化肥及农药,土壤中Cu、Zn、As富集的风险比有机种植模式高;露天蔬菜有机种植地块土壤中Cu、Zn、As含量与常规地块差异不明显。综合污染指数评价结果显示,调查地区土壤均属于轻污染程度,主要贡献因子为Cd、Cu、Zn,有机种植降低了土壤中重金属的综合污染水平;地累积指数法评价结果表明,调查地区处于无污染到中等污染水平,最明显的污染元素是Cd,有机种植降低了土壤中重金属污染的程度和风险;潜在生态危害指数评价结果表明,所调查地块存在轻微潜在生态风险,其中产生较大生态危害的是Cd,表现出轻微生态危害程度。本研究表明,有机种植减轻了土壤中重金属综合污染水平和污染风险,并减轻了土壤重金属的潜在生态危害。     

华北地区有机种植与常规种植土壤质量比较研究

为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤质量的影响,本文在华北地区选取典型的有机种植基地与附近相似条件的常规种植地块,比较了不同种植方式下土壤体积质量、土壤中水稳性团聚体及土壤中各养分含量和土壤中7种重金属含量。结果表明:相比常规种植,有机种植降低了土壤体积质量,提高土壤中水稳性大团聚体数量,提高了土壤中水稳性团聚体的MWD值和GMD值,降低了分形维数D,提升了土壤水稳性团聚体稳定性,提高了土壤抗侵蚀的能力。有机种植方式下土壤中有机质含量相比常规种植提高了20%~80%,土壤中速效磷、速效钾、碱解氮和全氮、全磷等养分含量也显著提高,说明有机种植有利于土壤培肥,提高土壤肥力。与土壤背景值相比,土壤中重金属含量有不同程度的增加和积累,曹县有机基地As含量超过土壤环境质量国家一级标准,肃宁有机基地土壤中Cu、Zn含量接近国家一级标准。在调查地区,有机种植降低了土壤中Cr、Cd、Hg污染的威胁,但由于施入有机肥的质量差异,存在重金属Cu、Zn、As富集的风险。相比常规种植,有机种植有利于改善土壤结构,提高土壤综合肥力,土壤中重金属污染的风险主要与施入的有机肥质量有关,有机种植应加强对有机肥源的监控,合理施肥。     

小型植保无人机下洗气流场影响雾滴运动特性规律研究

为了研究小型无人机下洗气流场对雾滴运动特性的影响规律，以小型无人机为基础，采用Navier-Stokes(N-S)方程、realizable k-ε模型和Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations算法，对施药过程中的下洗气流场和雾滴离散运动进行了详细的数值模拟分析。研究分析无人机下洗气流的速度特性、雾滴沉积特性以及作业高度对农药沉积效果的影响。通过试验结果可知，模拟值与试验值的相对误差在20%以内，验证了下洗气流场数值模型的可行性。进一步模拟分析结果表明，在无人机喷药平台的影响下，下洗气流场在距离旋翼1 m处达到速度峰值。随着作业高度的增加，雾滴逐渐分散并扩散。雾滴主要分布在两个“气流引入区”和两个“气流导出区”,该分布特征有助于优化施药效果和提高农药的使用效率。根据分析结果，当无人机飞行作业姿态与地表保持平行，且将作业高度调整至0.8～1.0 m之间时，可显著提高农药沉积量，从而提高植保无人机的施药效果。本研究验证了下洗气流场数值模型的可行性，为小型植保无人机的对靶雾滴漂移及沉积研究提供了参考依据。