基于TRIZ理论的草方格沙障铺设机器人设计

为解决现有人工或大型机械铺设草方格沙障劳动强度大、效率低和运行不灵活问题,运用TRIZ理论中因果链分析寻找问题根源和改进方向,确定具体方案后绘制功能模型图,发现方案的不足和技术矛盾;通过物-场模型和标准解完善方案,将方案具体化后形成草方格铺设机器人的实际运用方案;利用建模软件完成虚拟样机和外观设计,对关键部件进行分析计算。所设计的草方格沙障铺设机器人对推进沙漠化防护具有积极意义。     

基于OpenCV图像处理的芦苇高立式沙障合格率的检测研究

针对芦苇高立式沙障在制作后难以快速进行合格率检测的问题,课题组设计了基于OpenCV图像处理的芦苇高立式沙障检测系统。结合芦苇高立式沙障的特性,对采集到的芦苇高立式沙障图像进行处理并构建一个H*W的矩阵,再将二维矩阵一维化,通过循环遍历整个图像,找寻点(dot)从而确定每束芦苇的边界,计算芦苇束间距。处理结果表明,本系统间距测量数据与人工间距测量数据的误差率σ<13%,总体能较好地反映出芦苇高立式沙障是否合格。     

不同土壤水分对植物光合作用的影响研究进展

为了探究土壤水分对作物光效应的影响,就土壤水分对作物的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂含量、气孔导度、气孔限制值以及叶片水分利用效率等光效应研究成果进行了分类、归纳及总结。结果表明土壤水分的减少,使光响应单峰曲线呈降低走向,表现出水分胁迫影响光能利用率;重度水分胁迫会使净光合速率、暗呼吸效率、表观量子效率下降,进而影响作物糖分生成;重度水分胁迫和强光照下作物光合作用体系会受到损伤,作物蒸腾速率随土壤水分的增加而上升,但土壤水分超过某一阈值后则会下降;水分胁迫和光照强度在一定范围内增加时,胞间CO₂浓度下降,气孔限制值上升,超过这一范围时出现相反现象;一定的水分胁迫可使叶片的水分利用效率达到最大值;作物叶绿素总含量随着土壤水分的降低而下降,且叶绿素b含量下降速度大于叶绿素a。以节约利用水资源和促进作物高效生长为目标,提出了更多土壤水分与光效应对作物生长影响潜在关联的研究前景,为深入研究干旱地区土壤水分与光照互补、作物水-光平衡及农业资源高效利用提供理论支撑。     

沼液对水培生菜生长、养分及水分利用效率的影响

采用深液流水培法,对生菜在不同沼液替换比例配制有机无机复合营养液条件下的生理生长、产量及其对营养液养分和水分利用效率进行了研究。结果表明沼液对生菜叶面积、产量,养分及水分利用效率的提高有显著的作用,在沼液替换比例为10%、20%、40%的条件下,生菜的叶面积、产量、养分及水分利用效率均随着沼液替换比例的提高而增加。在60%和80%的沼液替换比例条件下,生菜的产量和植株对养分、水分的吸收利用率都有所下降,过高沼液替换营养液比例不利于生菜的生长。在这种复合营养液条件下,生菜对于氮、磷及镁元素的吸收利用率较高,对于钾和钙的需求量较低。     

腐植酸对水培生菜产量和水分及养分利用的影响

通过营养液水培试验,研究了生育期不同腐植酸浓度对生菜产量和水分及养分利用的影响。结果表明,在0~1.41mg/g腐植酸浓度内,随着腐植酸浓度的增加,生菜地上部和地下部鲜干重随之增加,腐植酸浓度为1.41mg/g时,上述指标同时达到最大。腐植酸浓度在0~1.41mg/g内,随着其浓度的增加,生菜水分利用效率逐渐增大,对矿质元素的利用效率逐渐提高。腐植酸对生菜吸收矿质元素的影响不显著,不同的腐植酸处理,生菜吸收无机养分的能力不同。综合产量、水分和养分利用等因素,添加1.41mg/g的腐植酸可达到高产、节水、省肥的生产效应。     

不同施肥组合对垄沟集雨栽培马铃薯土壤养分及产量影响研究

试验以马铃薯为研究对象,设置了裸地种植+单一化肥(T1)、裸地种植+单一生物有机肥(T2)、裸地种植+化肥+生物有机肥(T3)、全膜双垄沟播+单一化肥(T4)、全膜双垄沟播+生物有机肥(T5)、全膜双垄沟播+化肥+生物有机肥(T6)6个不同处理,研究了垄沟集雨和不同施肥方式对马铃薯土壤养分、生长发育、产量和水分利用效率的影响。结果表明,T6处理较T1、T2、T3、T4和T5处理产量分别提高了21.28%、38.88%、33.89%、5.60%、和11.98%;水分利用效率分别提高了15.03%、28.32%、25.42%、5.88%和9.36%。全膜双垄沟播+化肥+生物有机肥种植模式能够显著提高马铃薯产量、水分利用效率。     

不同种植模式对冬小麦土壤养分及水肥利用效率的影响

为缓解关中地区水资源短缺与小麦生产高耗水的特征性矛盾,通过田间试验,设置垄沟覆膜还田(FMSR)、垄沟不覆膜还田(FNSR)、垄沟覆膜不还田(FMSN)、垄沟不覆膜不还田(CK)4种不同种植模式,分析了不同处理对小麦土壤养分及水肥利用效率的变化影响.结果表明,较于对照处理,覆膜秸秆还田各指标均显著提高(p<0.05),其中土壤含水率提升了2.73％～29.01％,土壤养分提升了38.41％～40.23％,作物茎干物质量提高了30.6％,水分利用效率提高了24.49％,氮肥偏生产力显著(p<0.05)增加了21.7％.综合土壤养分和水肥利用效率考虑,秸秆还田垄沟覆膜种植方式能够有效促进冬小麦的生长,综合考虑节水、增产的目的,在关中地区推荐垄沟覆膜秸秆还田种植模式为较优的种植模式.     

土壤改良剂对土壤水分及燕麦产量的影响

试验设聚丙烯酸钾、聚丙烯酸钾+腐殖酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺+腐殖酸、腐殖酸和对照共6个处理,研究了土壤改良剂对土壤含水率、水分利用效率(WUE)以及燕麦产量的影响。结果表明,各土壤改良剂处理均能提高0～40cm土层土壤含水率,其中"聚丙烯酸盐"和"聚丙烯酸盐+腐殖酸"较其他处理效果明显;各土壤改良剂处理的燕麦产量均高于对照,燕麦穗数、穗粒数和千粒质量也有明显提高,其中"聚丙烯酸盐+腐殖酸"产量较高,较对照增产44%,其千粒质量增加最显著;不同土壤改良剂对提高燕麦WUE均有效果,其中复配方式高于单一施用方式,"聚丙烯酸盐+腐殖酸"处理WUE最高,为7.14kg/(hm2.mm),"聚丙烯酰胺+腐殖酸"次之。表明土壤改良剂的应用改善了农田土壤水分状况,提高了降水利用率,从而提高了燕麦产量,以"聚丙烯酸钾+腐殖酸"复配处理节水增产效果最显著。     

水分调控对烤烟生长、干物质积累和养分吸收的影响

采用防雨控水试验,研究不同生育期水分调控对烤烟形态、干物质积累和养分吸收的影响。结果表明,烤烟伸根期、旺长期、成熟期内土壤含水量下限分别保持在田间持水量的60%、80%、70%可以保证烤烟的正常生长,伸根期低于田间持水量的45%、旺长期低于田间持水量的65%将会对烤烟株高、茎围、叶面积的形成产生显著影响,旺长期适当增加水分供应更有利于烤烟产量的形成;水分调控对烤烟根部、叶片干物质积累影响作用显著;所有水分调控下均以钾的积累最多,氮次之,磷最少,成熟期水分调控下提高烤烟根部、茎部氮、磷、钾的含量作用显著,其他生育期没有明显规律。     

丛枝菌根真菌(AMF)对植物养分吸收影响研究进展

土壤盐渍化严重威胁植物生长。丛枝菌根真菌(AMF)能够寄生在植物根系,通过多种方式调节植物对养分的吸收,促进植物更好地生长。AMF缓解盐分胁迫的作用十分明显,是改良利用盐碱地的重要手段之一。     

化肥增效剂对水稻产量及养分吸收的影响

近年来，随着作物产量水平的不断提高，肥料用量特别是氮肥用量越来越多，肥料利用率和报酬率递减，并对环境产生一定的影响。众多的试验结果表明：由江苏农学院、镇江市农业局联合研制开发的集成型化肥增效剂(IFC)对增加作物产量、提高肥料利用率有显著作用。……     

滴灌水量对设施土壤养分分布和黄瓜养分吸收的影响

[目的]探讨滴灌水量对设施土壤养分分布和黄瓜果实养分吸收的影响.[方法]以"川翠13号"黄瓜品种为试验对象,在大棚内进行膜下滴灌试验,设置5个灌水量处理,分别控制土壤体积含水率在25％～30％(T1)、35％～40％(T2)、45％～50％(T3)、55％～60％(T4)、65％～70％(T5),探讨了不同滴灌水量对设...     

毛乌素沙地水肥耦合对玉米的生长发育及产量的影响

通过对毛乌素沙地大田玉米在不同水肥耦合处理下的生长发育、产量以及水分生产率响应的研究,表明:各生育期水分亏缺均会抑制玉米生长,导致株高、茎粗和叶面积指数减小。充分灌溉+高肥处理的株高、茎粗和叶面积指数均优于其他处理;同一施肥处理水平下,随着受旱时期的推移,产量表现为充分灌溉灌浆期受旱苗期受旱拔节期受旱抽雄期受旱,其中抽雄期受旱减产最多,高、中、低3种施肥处理,抽雄期受旱的减产率分别为27.37%、25.78%、45.88%。而同一施肥处理水平下玉米拔节期受旱水分生产率最高,苗期次之,其中拔节期受旱+中肥处理水分生产率最高,达到了2.61kg/m3。综合分析各处理的产量和水分生产率,提出毛乌素沙地玉米节水高产水肥适宜调控指标。     

不同预处理秸秆对土壤水分及冬小麦产量的影响

通过田间试验,研究了不同预处理秸秆对土壤水分分布及冬小麦耗水特征的影响。结果表明,氨化粉碎秸秆减缓40~100cm土壤水分变化幅度。氨化长秸秆、氨化粉碎秸秆处理能显著降低冬小麦在耗水高峰期(灌浆期)的作物耗水量,较覆盖还田分别降低15.26%、13.72%。氨化秸秆施入土壤较未氨化秸秆覆盖还田措施提高冬小麦株高1.75cm,氨化粉碎秸秆提高冬小麦经济系数3.29%,效果显著。此外,冬小麦产量与作物全生育期耗水量呈显著负相关关系,与冬小麦株高、穗粒数、有效穗数则呈显著地正相关关系,氨化粉碎秸秆处理能稳定增加作物产量特征值,提高当季作物经济产量。     

天津地区施肥对麦田土壤养分及产量的影响

根据2008年10月-2009年6月和2010年10月-2011年6月在天津农学院农田水循环试验基地进行的田间试验,通过室外采样和室内测定,研究了天津地区施肥对麦田土壤养分和产量的影响.结果表明:硝态氮和速效磷均表现出在表层0～20 cm处含量远远高于其他土层,随土层深度的加深,含量逐渐降低,60 cm以下土层硝态氮和速效磷的含量变化缓慢.高、中、低、零肥处理硝态氮含量最大值呈现与施肥量多少相同的趋势,速效磷含量最大值的分布规律与施肥多少关系不太明显.0～40 cm土层中硝态氮和速效磷含量随时间变化较其他土层要明显,在天津地区复种指数较高的农田土壤中,底肥300 kg/hm2,追肥150 kg/hm2可以满足冬小麦生长需求,既节约资源,又保护环境.     

紫茄生长及养分利用对增氧地下滴灌的响应研究

【目的】探究不同土壤条件下增氧灌溉方式对作物生长、产量及养分利用的影响。【方法】以郑州黄黏土、洛阳粉黏质壤土和驻马店砂壤土为供试土壤,以常规地下滴灌为对照(CK),设置曝气灌溉(AI)与化学增氧灌溉(HP)2种增氧方式,研究了温室紫茄生长及养分利用对增氧地下滴灌的响应。【结果】与CK相比,AI和HP处理提高供试土壤中紫茄净光合速率,黄黏土、粉黏质壤土和砂壤土下分别增加19.66%和8.49%、14.02%和7.51%、10.13%和5.91%。同时,AI和HP处理均显著促进根系生长、提升根系活力,进而提高紫茄的养分吸收效率、产量和水分利用效率(P<0.05)。其中,黄黏土下AI和HP处理作物氮吸收效率分别提高136.16%和65.43%,紫茄产量提高46.85%和28.49%,水分利用效率提高44.59%和27.38%;粉黏质壤土AI和HP处理作物氮素吸收效率分别提高141.23%和88.76%,产量分别提高41.52%和20.68%,水分利用效率提高41.06%和21.39%;砂壤土AI和HP处理作物氮素吸收效率分别提高112.60%和45.47%,产量提高49.86%和17.59%,水分利用效率提高48.81%和17.97%。【结论】曝气地下滴灌对紫茄生长、水分和养分利用的促进作用较为显著,而在不同土壤类型下,曝气地下滴灌对砂壤土紫茄产量增产及水分利用效率提升效果最优。     

沟垄集雨系统垄宽对玉米水分和养分利用效率的影响

为探索沟垄集雨模式下不同垄宽对玉米产量及水分和养分利用效率的影响,2019-2020年采用垄沟集雨种植方式,以传统平作(垄宽60 cm)为对照,研究3种沟垄比对玉米叶面积指数、地上生物量、水分利用效率、养分利用效率和产量的影响.研究结果表明垄沟集雨种植方式下,采用60 cm:60 cm沟垄比,两年平均叶面积指数最大,为2.9,较对照增加42.16％;产量最高,为13.13 t/hm2,较对照增加26.37％;水分利用效率最高,为27.15 kg/(hm2·mm),较对照增加42.37％;养分利用效率最高,为N:7.55 kg/kg;P:48.49 kg/kg;K:4.66 kg/kg,分别较对照增加177.57％,142.69％,59.58％.在华北地区,垄沟集雨种植方式下,垄沟比60 cm:60 cm,能够促进玉米增产和水肥高效利用.     

天然沸石对土壤水分运动特性及水稳性团聚体的影响

【目的】为研究沸石对土壤水分运动及团聚体分布的影响。【方法】向土壤中加入0%、5%、10%、15%、20%的沸石,进行室内土柱试验和水稳性团聚体分析试验,研究了施加沸石对土壤水分运动和土壤水稳性团聚体的影响。【结果】①沸石可以减小土壤累计入渗量和入渗速率,并阻碍湿润锋的推进,与对照组相比,添加沸石试验组的累计入渗量和入渗率不断减小,添加20%沸石,累计入渗量、入渗率、湿润锋减小幅度最大;②利用Kostiakov和Philip入渗模型拟合试验数据,Kostiakov模型和Philip模型拟合后R2均大于0.99,拟合效果较好,拟合参数A、S均小于对照组,进一步验证沸石有减缓入渗的作用。③沸石对水稳性团聚体及分形维数的影响与其添加量有较大关系,沸石施加量由0增加到10%时,≥0.25 mm土壤水稳性团聚体的量、分形维数分别由10.8%增加到18.3%、2.69减小到2.58,沸石施加量继续增加到20%,≥0.25 mm团聚体量减小至6%,分形维数增大至2.72。【结论】沸石能够减缓土壤水分入渗过程,在一定量的施加范围内,沸石能增大土壤中水稳性团聚体量。     

微生物菌剂对水稻产量及土壤养分的影响

为了验证微生物菌剂(微藻营养液)在提高水稻产量和培肥地力方面的作用,本试验设置常规施肥(T1)和常规施肥增施微生物菌剂(T2)两个处理,比较了不同处理下水稻收获时期土壤理化性质、水稻农艺性状、产量及产量构成因子间的差异。结果显示,增施微生物菌剂能显著提高土壤有机质、碱解氮、有效磷含量,显著增加水稻每株分蘖数、有效穗、千粒重和产量(P<0.05),显著提高水稻叶面积(P<0.01)。本试验结果说明,该微生物菌剂在提升土壤肥力、提高水稻产量方面有明显的效果,可为下一步该微生物菌剂在水稻上的推广应用、实现化肥减量提供依据。