基于Meta-analysis的中国北方地区免耕玉米产量效应研究

【目的】定量分析免耕对中国北方地区玉米产量的时空效应和影响机制,为该地区免耕的科学应用和推广提供依据。【方法】以中国北方为研究区域,以传统耕作为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据（截止2017年4月共获得68篇文献和82组试验数据,将数据按照区域（东北、华北和西北）、年降水量（＜500 mm和≥500 mm）、年均气温（＜10℃和≥10℃）、耕作模式（平作和垄作）、种植制度（连作和轮作）、是否秸秆还田、试验年份（2000年之前、2000-2009年和2010年之后）和免耕持续年限（1-2 a、3-5 a、6-9 a和≥10 a）进行分组）,利用Meta-analysis方法系统探究免耕对玉米产量的时空效应与影响因素。具体分析过程包括异质性检验、综合效应量计算、发表偏倚检验、敏感性分析、累积Meta-analysis和亚组分析（影响因素分析）。【结果】与传统耕作相比,免耕总体上可显著提高玉米产量,平均增产率为3.1%（置信区间0.7%-5.5%,数据不存在发表偏倚和极端值）。2000年之前,免耕的累积增产效应不稳定（平均-0.7%-6.6%）;2000年之后,免耕与传统耕作的累积产量差异逐渐由不显著变为显著。在东北地区,免耕表现出显著的增产效应（平均5.3%,置信区间1.5%-9.2%）;而在华北和西北地区,免耕的增产效应不显著,分别为-2.6%-6.4%和-1.0%-6.4%。在年降水量＜500 mm、年均气温＜10℃的地区和轮作、秸秆还田条件下,免耕的增产率显著提高,平均分别为5.4%（置信区间1.7%-9.1%）、3.8%（置信区间0.8%-6.7%）、4.4%（置信区间1.3%-7.5%）和3.3%（置信区间0.8%-5.8%）。平作和垄作下,免耕的增产效应均不显著。2010年之后,免耕的增产效应显著提高（平均6.1%）,且变幅较小（2.5%-9.7%）。随着免耕持续年限的延长,玉米增产率呈先增加后降低的趋势,当持续3-5 a时,免耕的增产效应显著且达到峰值（平均3.8%,置信区间1.6%-6.0%）。【结论】在年降水量较少或年均气温较低的区域,轮作或秸秆还田条件下,有利于发挥免耕的增产效应;东北地区较华北和西北地区更适宜免耕;3-5 a为较合理的免耕持续年限。     

不同残膜量对土壤环境及玉米生长发育的影响

为探究不同农田残膜量对土壤环境及玉米生长发育的影响,采用盆栽试验方法,设置T0(0)、T1(90 kg/hm2)、T2(180 kg/hm2)、T3(360 kg/hm2)和T4(720 kg/hm2)5个残膜水平,研究不同残膜量对玉米主要生育期生物量、土壤水分及抗逆性指标的影响,首次提出根重比概念,并采用Logistic生长模型定量分析不同残膜量对玉米不同生育期株高的影响。结果表明:残膜导致收获后各处理土壤容重较对照(T0)增加2.03%~5.41%,土壤孔隙度降低2.36%~6.76%,土壤水分下渗速度减慢;残膜量与玉米株高呈负相关关系,T0株高较T1、T2、T3、T4提高了10.40%~35.22%;玉米生育前期的根系干重、根重比、地上部干重受残膜量影响显著;残膜使玉米植株生长发育受到胁迫,残膜量越大,叶片中脯氨酸和丙二醛含量越高。可见,农田残膜通过增大土壤容重,降低土壤孔隙度,从而阻碍土壤水分入渗,减弱土壤保水能力,进而胁迫玉米的生长发育。     

土壤残膜对水分入渗过程的影响

地膜残留会改变土壤的湿润过程,进而影响土壤水分分布及有效性。通过四元二次正交旋转组合试验,分析土壤湿润锋运行时间与土壤初始含水率、土壤干容重、残膜含量、残膜埋深的相关关系。结果表明:初始含水率、土壤干容重和残膜含量是显著影响湿润锋运移时间的主要因素,因素影响大小顺序依次为:初始含水率>土壤干容重>残膜含量;湿润锋运移时间随土壤干容重和残膜量的增加而增加,随初始含水率的增加直线减小。交互效应分析显示:当残膜量大于150 kg/hm2时,随着土壤容重的增加,湿润锋运移时间保持稳定趋势;当土壤干容重大于1.41 g/cm3时,湿润锋运移时间随残膜含量的增加逐渐减小。可见,残膜对土壤湿润锋下移具有一定的阻塞作用,在一定条件还具有导流作用。     

轧钢厂轧辊的磨削工艺探析

轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件,轧辊工作条件复杂,使用过程中会产生残余应力和热应力,经常发生微量损伤,通过磨削可以消除损伤,延长轧辊的使用寿命,本文介绍了轧辊的基本情况,并从磨削量的确定、砂轮选择、磨削液的选择等几方面对轧辊的磨削进行了探讨,并介绍了轧辊磨削的三个阶段:粗磨、中磨、精磨,为合理的磨削提供了参考。     

轧钢厂轧辊的磨削工艺探析

轧辊是轧钢厂轧钢机上的重要零件,轧辊工作条件复杂,使用过程中会产生残余应力和热应力,经常发生微量损伤,通过磨削可以消除损伤,延长轧辊的使用寿命,本文介绍了轧辊的基本情况,并从磨削量的确定、砂轮选择、磨削液的选择等几方面对轧辊的磨削进行了探讨,并介绍了轧辊磨削的三个阶段:粗磨、中磨、精磨,为合理的磨削提供了参考.     

一次性施肥模式对覆膜夏玉米产量与氮素利用的影响

采用垄沟全降解膜覆盖种植，设置氮肥一次性根区穴施（N1）、一次性沟内条施（N2）、传统一次性全田撒施（N3）以及不施肥对照处理（CK）4种施肥方式，开展2015—2016年两年大田试验，探究垄沟全膜覆盖种植方式下一次性施肥模式对夏玉米产量和干物质、氮素累积以及氮素吸收利用的影响。结果表明，3种一次性施肥处理模式下，夏玉米秸秆、籽粒干物质量均高于CK处理，且N1处理下2年平均籽粒干物质量较N3、N2分别增加1475%、498%；N1处理下氮素吸收速率均高于N2、N3处理，在出苗-拔节期、拔节-大喇叭口期与N2、N3差异显著；夏玉米成熟期氮素累积量从高到低依次为N1、N2、N3，不同处理下夏玉米氮素阶段累积量变化趋势均表现为在拔节-大喇叭口期、吐丝-灌浆期较多；N3、N2、N1处理比CK对照2年平均增产30.23%、44.16%、54.65%，且一次性穴施（N1）处理产量高于N2、N3处理，比N3处理2年平均增产18.75%；N1处理下氮肥偏生产力2年平均值比N2、N3提高7.28%、18.75%，氮肥表观利用率2年平均值比N2、N3提高30.61%、88.28%。垄沟全膜覆盖种植方式下，一次性根区穴施（N1）有利于氮素在土壤耕作层的集中，提高夏玉米对氮素的利用效率，促进夏玉米干物质的累积和产量的提高。本研究可为干旱半干旱地区降解地膜全覆盖种植方式下有效施肥、减少氮肥污染以及提高肥料利用效率等提供科学依据。     

种植方式和施氮量对冬油菜产量与水氮利用效率的影响

为确定中国西北地区冬油菜适宜的种植方式及其施氮量,该文通过3 a田间试验,在垄沟集雨(ridge film mulching and furrow planting,RFMF)和传统平作(flat planting,FP)2种种植方式下设置6个施氮量:0、60、120、180、240和300 kg/hm~2(以N计,下同),分别记为N0、N60、N120、N180、N240和N300,研究不同种植方式和施氮量对冬油菜产量和水氮利用效率的影响。结果表明,与FP相比,RFMF能显著提高冬油菜收获时的地上部干物质量(aboveground dry matter,ADM)、氮素累积吸收量、籽粒产量、水分利用效率(water use efficiency,WUE)和氮肥偏生产力(nitrogen partial factor productivity,NPFP),并显著降低其耗水量(evapotranspiration,ET)。相同ET下,RFMF方式下冬油菜的籽粒产量和WUE均高于FP。RFMF方式下,在0~240 kg/hm~2施氮范围内,冬油菜的ADM、氮素累积吸收量、籽粒产量和WUE均随施氮量的增加而显著增加,超过240 kg/hm~2,ADM和氮素累积吸收量不再显著变化,而ET显著增加,籽粒产量和WUE显著降低。2种种植方式下,冬油菜的氮肥农学利用率(nitrogen agronomic efficiency,NAE)、生理利用率(nitrogen physiological efficiency,NPE)和吸收利用率(nitrogen recovery efficiency,NRE)均随施氮量的增加,先增后降,且基本在N180处理最大;冬油菜的NPFP随施氮量的增加而降低。RFMF方式下,N240处理冬油菜的NAE、NPE、NRE和NPFP与N180处理无显著差异;且N240处理冬油菜的籽粒产量和净效益最高,3a平均为3 002 kg/hm~2和9 538元/hm~2;FP方式下,N180处理冬油菜的籽粒产量和净效益最高,3 a平均为2 291 kg/hm~2和7 498元/hm~2;2种种植方式的最高产量和净效益相比,RFMF可分别提高31.0%和27.2%。综上,在西北地区RFMF可应用于冬油菜的栽培,且适宜施氮量为240 kg/hm~2。     

氢溴酸东莨菪碱的制备

选择东莨菪碱含量83%的洋金花提取物为原料,通过加酸成盐和冷冻结晶的方法,制得纯度为99.40%、临床用药的氢溴酸东莨菪碱,并采用DSC、自动旋光仪对样品进行了确证。结果表明,制得的氢溴酸东莨菪碱符合药典中对氢溴酸东莨菪碱的熔点和旋光度的规定。     

水氮互作对冬油菜氮素吸收和土壤硝态氮分布的影响

【目的】针对西北地区冬油菜蕾薹期干旱频发,农民大量灌溉和施氮导致的环境问题,探究西北地区冬油菜蕾薹期适宜的灌溉量和施氮量。【方法】通过2年田间试验,研究分析蕾薹期不同灌溉量（不灌溉（I₀）、灌60 mm（I₁）和灌120 mm（I₂））和施氮量（不施氮（N₀）、施氮80 kg·hm^-2（N₁）和施氮160 kg·hm^-2（N₂））下,地上部干物质量、籽粒产量、氮素吸收与分配、土壤硝态氮分布和氮素利用效率的差异,其中全生育期不施氮（不基施、不追施）和不灌溉为对照处理（CK）。【结果】蕾薹期灌溉或施氮能显著提高冬油菜的地上部干物质量、籽粒产量、产油量和氮素吸收量。土壤硝态氮峰值所在的土层深度随灌水量的增加而明显下移,且峰值随施氮量的增加而明显增加,表现出明显的淋洗趋势。I₁N₁处理的土壤硝态氮累积量与I₀N₀处理间不存在显著差异,但与I₂N₂相比,却显著降低41.9 kg·hm^-2。I₀、I₁和I₂处理土壤硝态氮主要分布在0-40、40-80和80-160 cm。2个冬油菜生长季,I₂N₁处理的籽粒产量和产油量均最大,平均为3 385和1 429 kg·hm^-2;CK最小,平均为1 391和585 kg·hm^-2。与I₂N₁相比,2012-2013年（干旱年）I₁N₁处理的籽粒产量显著降低,但产油量无显著差异;2013-2014年（平水年）二者的籽粒产量和产油量均不存在显著差异。2年I₁N₁处理平均籽粒产量和产油量分别为3 264和1 358 kg·hm^-2,仅比I₂N₁降低3.6%和4.7%。I₁N₁处理的平均氮肥农学利用率比I₂N₁降低7.2%。【结论】为提高冬油菜籽粒产量和氮素利用效率,减轻土壤硝态氮的下移趋势和下移量,I₁N₁处理（灌溉60 mm,施氮80 kg·hm^-2）为较优的灌溉施氮策略。