稻田转为菜地初始阶段温室气体排放特征

【目的】近年来,随着我国社会经济的快速发展和人们生活水平的提高及膳食结构的改善,越来越多的稻田被转为蔬菜种植,影响了土壤碳氮转化过程及其引起的温室气体排放。因此有必要探究稻田转为蔬菜种植,特别是该土地利用方式转变初始阶段的温室气体（CH₄和N₂O）排放特征及其关键影响因素。【方法】试验选取了长期种植水稻的双季稻田,将其中一部分转为蔬菜种植,另一部分继续种植水稻,每个处理设置了3个重复,按照当地常规模式进行管理。采用静态暗箱—气相色谱法连续3年进行田间原位观测,比较分析稻田和由稻田转变的菜地CH₄和N₂O排放特征及其年际变化差异,明确稻田转为菜地初始阶段CH₄和N₂O排放的关键影响因素。【结果】稻田是重要的CH₄排放源,其第一年的排放强度（183.91 kg CH₄-C·hm^-2?a^-1）明显低于后续两年（241.56—371.50 kg CH₄-C·hm^-2?a^-1）,这主要归功于后两年降雨量的增加引起了土壤水分含量的升高。稻田转为菜地显著减少了CH₄排放,减少量相当于稻田CH₄年累积排放量的83%—100%。菜地第一年的CH₄累积排放量（31.22 kg CH₄-C·hm^-2）显著高于第二年（0.45 kg CH₄-C·hm^-2）和第三年（0.89 kg CH₄-C·hm^-2）,表明稻田转菜地对CH₄排放的影响具有时间滞后效应。稻田是弱的N₂O排放源（1.35—3.49 kg N₂O-N·hm^-2?a^-1）,其转为菜地显著增强了N₂O排放。菜地第一年的N₂O累积排放量（95.12 kg N₂O-N·hm^-2）显著高于第二年（38.28 kg N₂O-N?hm^-2）和第三年（40.07 kg N₂O-N·hm^-2）。菜地土壤异养呼吸对N₂O排放的影响在第一年明显高于第二、三年,表明稻田转为蔬菜种植的第一年,有机质矿化对N₂O排放有重要贡献。在100年尺度CO₂当量下,稻田转为蔬菜种植第一和第二年的综合增温潜势（GWP）相对于稻田分别显著增加了390%和98%,主要是由于增加的N₂O增温潜势超过了减少的CH₄增温潜势。但是,稻田转为菜地的第三年,菜地的GWP（(16.72±3.25) Mg CO₂-eq·hm^-2）与稻田（(14.84±1.39) Mg CO₂-eq·hm^-2）相比无显著差异,主要是由于减少的CH₄ 增温潜势完全抵消了增加的N₂O增温潜势。这些研究结果表明稻田转菜地对GWP的影响主要集中在该土地利用方式转变的第一年。【结论】稻田转为菜地显著减少了CH₄排放,增加了N₂O排放,增强了菜地第一和第二年的综合增温潜势。有机质矿化过程对新转菜地第一年较高的N₂O排放有重要贡献。这些研究结果表明了评价土地利用方式转变初始阶段温室气体排放特征的重要性,便于及时采取有效管理措施缓解温室气体排放,实现环境友好型农业可持续生产。     

黄淮海流域粮食生产肥料使用现状分析

目前我国农业生产过程中化肥使用过量的问题普遍存在,黄淮海流域是我国粮食作物主产区,通过对该地区不同省份三大粮食作物肥料施用强度与生产水平的分析,提出在今后的实际生产中,(1)注重测土配方施肥技术推广与应用。(2)不同省份要侧重提高不同粮食作物的化肥利用率。江苏省要注重提高粳稻和小麦的化肥利用率;安徽省要注重提高小麦和玉米的化肥利用率;山东省要注重提高粳稻和小麦的化肥利用率,挖掘其生产潜力;河南省要注意提高粳稻和小麦的化肥利用率,挖掘其生产潜力。     

大白菜TPS基因家族鉴定及其在高温胁迫下的表达分析

为明确大白菜TPS(BrTPS)家族成员信息及对高温胁迫信号的响应,本研究利用生物信息学方法,在大白菜基因组数据库中鉴定了BrTPS基因家族成员,并对其理化性质、进化特征、蛋白结构及在高温胁迫下的表达模式进行分析。结果表明,大白菜全基因组含有15个TPS基因家族成员,分布于8条染色体上。除BrTPS14和BrTPS15外,其余成员各含有1个TPS和1个TPP结构域,并且所含motif的排列顺序也完全一致。理化性质分析发现,15个成员的氨基酸长度介于129~1459 aa之间,分子量大小在14.73~165.83 kD之间,大部分BrTPS蛋白为酸性蛋白和亲水蛋白,以无规则卷曲作为二级结构主要构成元件。进化分析表明,大白菜TPS基因家族成员可分为2类,其中ClassⅠ包含5个成员,ClassⅡ包含10个成员。本研究对高温胁迫前后不同组织和持续高温胁迫下叶片中的表达分析,发现大部分的BrTPS基因可对高温胁迫产生响应,但在表达规律上存在差异。这些研究结果为后续研究大白菜TPS基因提供一定参考。     

智能混肥控制系统水肥浓度控制策略研究

如今中国农业正处在由传统的粗放型农业向现代化农业转型的关键时期,现代的物联网、大数据、智能控制等技术的发展为农业的转型提供了坚实的技术支撑。中国作为世界最大的农产品生产国,设施农业种植面积位列世界第一,但设施和设备的技术含量不足且尚未实现规模量产,严重影响了农业现代化的推进。为此,基于智能水肥控制技术,针对智能水肥一体机混肥浓度非线性问题,提出了一种变论域模糊控制算法VFPID,结合传统PID控制器后,在混肥过程中水肥耦合液浓度控制超调量变小、调节时间短,控制效果显著。变论域模糊控制器经过论域调整,在线自整定输出变量ΔK_p、ΔK_i、ΔK_d,同时作为PID控制器输入量,并运用在线自整定功能的控制器,实现了控制过程中浓度调解时间更短、控制精度更高的目标。     

湖南省猕猴桃农药残留及风险评估

[目的]为明确湖南省猕猴桃果实农药残留及风险情况,方便日后系统性进行农药监测、监管.[方法]2019年,从湖南省25个县市43个猕猴桃果园采集63份样品,利用高效液相色谱-质谱法和高效气相色谱-质谱法对处理后的果实样品进行农药残留量测定,结合《GB 2763-2019食品中农药最大残留限量》进行分析和比较猕猴桃不同品种...     

甘薯除草部件设计与仿真研究

除草部件作为甘薯中耕除草机的关键作业部件,其结构与性能将直接影响到机具的作业效果。目前的除草部件结构只能实现沟底除草,但无法实现垄侧除草。根据甘薯种植的垄体参数和实际作业需求,设计一种锥体除草部件,该结构的设计能够增大作业区域,在原有的沟底除草基础上,增加垄侧中耕除草功能,提高机具作业性能。对锥体除草部件的工作参数和结构参数进行理论分析计算,并采用离散元法进行仿真验证试验。与传统除草部件相比较,碎土率提升11.31%,功率提升4.73%,作业覆盖面积增加133.33%,充分验证该设计的可行性。     

四通阀控非对称液压缸系统控制器优化设计

为优化四通阀控非对称液压缸系统的动态特性,开展控制器优化设计研究。通过AMESim-MATLAB联合仿真的方法开展模型辨识,所构建的传递函数模型的位移误差平均值仅为4.31 mm,具有较高的准确度。基于伯德图进行系统的频域分析,结果表明所构建的系统是稳定的,但灵敏度和响应速度较差。设计两种最优PID控制器,基于遗传算法的最优PID控制器响应速度最快,其延迟时间、上升时间和最大超调量分别为0.152 s、0.323 s和3.43%,基于一阶模型延迟近似的最优PID控制器具有较高的控制精度,其延迟时间、上升时间和最大超调量分别为0.396 s、0.438 s和0。两种控制器均有效地改善系统的动态特性。     

主要乔木树种碳储量与碳密度分布特征——以昆明市海口林场为例

以昆明市海口林场2016年森林资源二类调查数据为基础,利用生物量扩展因子法,结合各树种的计算参数,研究了海口林场不同年龄组和林分起源主要乔木树种碳储量及碳密度分布特征。结果表明：海口林场主要乔木树种的总碳储量为171 695.53 t,平均碳密度为34.88 t·hm^-2。就不同树种而言,碳储量大小依次为华山松(65 974.30 t)>柏木(26 433.18 t)>桉类(24 810.27 t)>桤木(21 488.32 t)>栎类(11 590.24 t)>云南松(9 827.61 t)>银荆(6 318.67 t)>油杉(3 028.75 t)>杨树(1 980.52 t)>其他阔叶树(243.68 t);就不同林龄而言,碳储量主要集中在中龄林和近熟林上,而碳密度则是随着林龄增大呈先增后减的变化趋势;就不同林分类型而言,人工林的碳储量和碳密度大于天然林,针叶林的大于阔叶林,纯林的大于混交林。因此,碳储量大小取决于树种类型、林分起源、林龄等因素,森林碳循环管理应重视分类管理,合理配置并优化林分结构,以此提...     

咸宁茶业可持续发展对策研究

科学合理地开发利用和保护茶业资源,实现优质高产高效,维护和保持生态平衡,对促进茶业可持续发展意义深远。地处鄂南的咸宁市是湖北的主产茶区之一,现有茶园面积9887hm2,良种茶园670hm2,总产量l6392t,总产值16125万元,名优茶5963t,名优茶产值8389万元。在协调现有资源、环境的基础上,研究制定咸宁市可持续发展的对策措施十分紧迫和必要。     

不同经营模式对华北落叶松人工林生长与物种多样性的影响

为研究不同经营模式对落叶松人工林生长与多样性的影响,为华北落叶松森林经营提供理论依据,以河北省木兰围场国有林场龙头山种苗场华北落叶松人工林为研究对象,采用随机布设与固定样地相结合的方法进行样地调查,研究N、T和CK 3种经营模式对华北落叶松人工林生长与多样性的影响。N模式林分胸径年均生长量、平均单株材积年均生长量均高于T模式和CK模式,经营2、4、6年,N模式胸径年均生长量分别是T模式和CK模式的1倍、1倍、1.2倍、1.9倍、1.3倍、1.9倍,N模式平均单株材积年均生长量分别是T模式和CK模式的1倍、1.07倍、1.01倍、1.04倍、1.03倍、1.06倍;随着经营时间增加,径级分布在不断的变化,CK模式小径阶株数量百分比偏多,N模式和T模式中径阶株数量百分比偏多,N模式和T模式林分胸径分布相对CK模式向右偏移,N模式林分16 cm及以上径阶株数量百分比比T模式和CK模式提高了30.97%、17.24%;随着经营时间增加,N模式和N模式下灌草层物种数量呈现增加趋势,而CK模式下灌草物种数量呈现下降趋势。经营2年,N模式和T模式Shannon-Wiener指数、Simpson指数和...