基于改进多父辈遗传算法的农机调度优化方法

农机装备跨区作业存在作业任务重、转移范围大、作业时效性强等问题,传统的农机调度缺乏科学合理的调配方案。该研究开展了基于改进遗传算法的多机协同作业任务调度方法研究。首先对多块农田需连续进行多种生产任务的问题进行分析,建立在农机数量、转移距离、作业准备时间及作业时间等约束条件下的时间窗农机作业调度模型;然后以最小化作业时间为优化目标,提出改进多父辈遗传算法(Improved Multi-parent Genetic Algorithm, IMPGA)的优化方法求解农机作业规划方案;最后根据新疆塔城地区的农田数据及随机生成的农田任务进行模拟与仿真,并与标准遗传算法(Genetic Algorithm, GA)进行对比。结果表明:IMPGA和GA均能有效解决多任务多农机作业分配问题,IMPGA算法总体上优于GA,调度的最优时间和平均时间分别缩短2.47%和2.70%。该研究可为农机跨区作业提供合理的调度方案,也为规模化无人农场的生产经营提供科学依据。     

果园垄膜覆盖对土壤微生物量碳氮及土壤呼吸的影响

为探究旱地果园在长期垄膜不同覆盖方式下土壤微生物量碳、氮,土壤呼吸的变化及其与土壤养分的关系,在具有17年成龄的天王1号苹果园进行4年田间定位试验,共设3个处理,即垄膜全年覆盖(PFM)、3-6月底覆盖(JM,2月底覆膜,6月底揭膜)和清耕(对照,CK)。结果表明,0~30 cm土层3种处理的土壤养分含量明显高于30~60 cm土层。0~30 cm土层,与CK相比,PFM和JM处理的土壤养分含量均有所提高,且JM处理的土壤有机质、碱解氮含量分别较PFM高20.6%和15.2%,而有效磷、速效钾则减少7.8%和9.7%;30~60 cm土层,处理间土壤养分含量变化不大。随着处理时间的延长,PFM和JM处理下的土壤微生物量碳、氮含量以及微生物熵均发生变化。其中,0~30 cm和30~60cm土层在JM处理下,其土壤微生物量碳、氮含量均明显高于PFM处理,分别为7.6%和5.3%,而微生物熵则有所下降;0~30 cm土层,3种处理的土壤呼吸强度和微生物代谢熵在整个试验期变幅显著高于30~60 cm土层,且处理间差异显著(P0.01)。综上,长期地膜覆盖能够显著提高0~30 cm土层土壤养分、微生物量碳、氮含量和物质间的转化速度,以JM处理对提高苹果园土壤肥力效果更为明显。苹果园2月底覆膜6月底揭膜可作为半干旱黄土高原雨养农业区科学有效的果园管理栽培模式。本研究为西北干旱雨养区苹果园土壤管理提供了理论基础。     

氮肥运筹对稻田田面水氮素动态变化及氮素吸收利用效率影响

通过大田试验,设计3个不同氮肥水平（0、150、240kgN·hm-2）和两种不同施肥比例（基肥：分蘖肥：穗粒肥=40%：30%：30%、基肥：分蘖肥：穗粒肥=30%：20%：50%）,研究了氮肥运筹对稻田田面水氮素动态变化特征和氮素吸收利用效率的影响。结果表明,稻田田面水NH4＋-N和总N浓度在施肥后第1d达到最大值,随后降低,在施肥后的第7d,分别降为峰值的7.88%～17.84%和29.71%～45.55%。施氮水平介于0～240Nkg·hm-2时,水稻产量随着氮素水平的提高而显著增加,氮素的吸收利用率和偏生产力却随之降低。在高氮水平（240kgN·hm-2）下,与氮肥前移相比（基肥：分蘖肥：穗粒肥=40%：30%：30%）,采用氮肥后移（基肥：分蘖肥：穗粒肥=30%：20%：50%）的施肥比例,水稻产量增加了6.2%、氮素吸收利用率和农学利用率分别提高了30.49%和23.72%,而氮素生理利用率和偏生产力差异不显著,说明适宜的氮肥运筹可以增加水稻的产量,提高氮素的吸收利用率和农学利用率,减少氮素损失。     

迟熟杂交中籼新组合蓉18优339

蓉18优339是成都市农林科学院作物研究所用自育不育系蓉18A和自育恢复系蓉恢339配组育成的迟熟三系杂交中籼新组合。该组合具有产量高、米质较好、株型优良等特点,2020年通过四川省农作物品种审定委员会审定。     

土壤修复-新兴的土壤科学分支学科

本文在回顾国内外土壤修复研究与发展概况的基础上,首次提出土壤修复是一门新兴的土壤科学分支学科,全面系统地论述了我国土壤修复学科的研究任务和战略定位,并针对新形势下所面临的挑战与机遇,探讨了近期土壤修复学科研究的重要方向与科学问题。     

六种稻田土壤冬季种植黑麦草功能效应研究

选取我国亚热带地区6种主要成土母质发育的水稻土,通过定位试验研究了黑麦草产量、碳氮环境效应和土壤微生物量变化。结果表明,6种稻田土壤冬季均适合生长黑麦草,黑麦草地上部和根系干物质产量,在河沙泥田表现最好,分别为11 324.8 kg hm^-2和8 227.3 kg hm^-2。6种稻田土壤黑麦草地上部和根系碳蓄积量均存在显著差异(P＜0.05),地上部分碳蓄积量在河沙泥田最高,为4 495.3 kg hm^-2;根系碳蓄积量在河沙泥田和麻沙泥田表现最好,分别为2 799.6 kg hm^-2和2 711.8 kg hm^-2;黄泥田最低,为1 852.9 kg hm^-2。而黑麦草氮蓄积量,在河沙泥田最高,地上氮蓄积量为238.1 kg hm^-2,地下氮蓄积量为60.1 kg hm^-2。6种稻田土壤微生物量碳和土壤微生物量氮,在种草区和冬闲田间差异均达到了显著水平(P＜0.05),除灰泥田外种草区均大于冬闲田,冬季种植黑麦草增加了土壤微生物商。     

冬种黑麦草对6种水稻土重金属含量及晚稻不同器官重金属累积与分配的影响

研究双季稻区6种不同土壤类型冬季种植黑麦草对土壤重金属含量及其对晚稻不同器官重金属积累与分配的影响, 可为水稻质量安全生产和产地安全适宜性评价提供重要参考。本文以7年定位试验为基础, 研究了南方双季稻区冬季种植黑麦草对6种不同水稻土耕层土壤重金属Cd、Pd、Hg和As含量的变化及其对晚稻不同器官重金属积累与分配的影响。结果表明, 在6种不同土壤类型中, 灰泥田土壤Cd含量极显著高于其他土壤类型; 黄泥田土壤Pd含量极显著高于其他土壤类型; 土壤Hg含量以红黄泥田最高, 达0.029 mg kg^-1, 与其他土壤类型差异达极显著水平; 土壤As的含量以黄泥田最高, 为29.5 mg kg^-1, 极显著高于其他土壤类型。6种不同土壤类型晚稻植株Cd、Pb、As含量均为根>茎叶>糙米。在晚稻植株根系、茎叶和糙米的Cd含量以红黄泥田最高, 均极显著高于其他土壤类型; 植株根系Pb、As含量以黄泥田最高, 分别为33.0 mg kg^-1和119.5 mg kg^-1, 均极显著高于其他土壤类型; 河沙泥水稻植株茎叶的Hg、As含量均极显著高于其他土壤类型。说明黄泥田种植水稻有利于降低稻米中重金属含量, 改善稻米品质。     

Ca~(2+)-CaM系统与甜菜抗丛根病生理特性的关系

为研究信号分子钙在甜菜抗丛根病过程中的作用,用三种从不同位点阻断Ca~(2+)信号途径的抑制剂,即Ca~(2+)螯合剂EGTA(乙二醇双四乙酸)(5 mmol/L)、Ca~(2+)通道阻遏剂LaCl_3(5 mmol/L)和CaM拮抗剂W_7(N-氨乙基-5-氯-1-磺胺酰萘)(0.3 mmol/L),分别处理种植于甜菜丛根病三级病土中的甜菜,测定其抗氧化酶、O_2~-、H_2O_2及可溶性蛋白质的含量,结果表明:EGTA(5 mmol/L)、LaCl_3(5 mmol/L)和W_7(0.3 mmol/L)可降低超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,增加O_2~-的积累和H_2O_2的含量,降低了可溶性蛋白质的含量.说明Ca~(2+)-CaM系统与甜菜抗丛根病性相关.     

基于径向基神经网络的叶轮轴面投影图优化

为了提高余热排出泵的效率,采用拉丁超立方试验设计方法对叶轮轴面投影图上的前盖板圆弧半径、后盖板圆弧半径、前盖板倾角和后盖板倾角4个几何变量进行35组叶轮方案设计,应用ANSYS CFX 14.5软件对余热排出泵进行定常数值模拟,得到设计工况下的效率,应用径向基神经网络建立效率与轴面投影图的4个几何变量之间的近似模型,最后采用遗传算法对近似模型进行极值寻优,获得最优的轴面投影图几何参数组合。研究结果表明:对比原始泵的数值模拟性能曲线和试验外特性能曲线,两者吻合较好;径向基神经网络能较好地预测泵设计点效率;优化的轴面投影图使得余热排出泵的水力效率提高了6.18个百分点,改善了叶轮内流场特性。因此,叶轮轴面投影图的优化设计方法是可行的。     

植物过滤带对水质保护作用的研究

植物过滤带通常被用于减缓径流、过滤泥沙和固持径流中的化学物质,达到保护河流水质的作用。美国学者W.Mersie等人对柳枝稷、高羊茅过滤带在固持径流中可溶解性含铜农药方面的作用进行了比较。试验在铝制的耕床上进行,耕床调节坡度为3％,试验采用的土壤为Bojac沙质壤土,并分别种有柳枝稷和高羊茅。模拟径流流量分别为2.7 L/min(平缓地段)和6.0 L/min(陡地地段)。试验结果表明:陡地地段流量为6.0L/min时,两种植物过滤带均能固持径流中56％～62％的Cu;平缓地段当流量为2.7 L/min,两种植物处理过滤带均能固持88％-100％的Cu。因此,在田间设置植物过滤带是减缓径流、过滤泥沙和固持径流中可溶性农业化学物质方面的有效措施。