Mineralization of Organic Nitrogen in Soils with Contrasting Fertility Was Regulated Differently by Addition of Biochar and Animal Manures

ABSTRACT

How to restore the soil fertility and productivity in a damaged and then reclaimed area with extremely low fertility is a big concern worldwide. To explore the method of soil restoration in the coal mining subsidence area, the effects of biochar application coupled with organic fertilizer (animal manures) on the process of organic nitrogen (N) mineralization were studied in a 149 days leaching experiment. Biochar were applied (wt/wt) at the rates of 0%, 1%, and 3%. Two organic fertilizers with different C/N ratio (chicken and sheep manures) were applied at the rate of 200 mg N·kg^?1 soil. A vegetable soil with high-fertility was used as the comparison. The results showed that when treated with chicken manure, the reclaimed soil had 11.13% lower mineralization potential and 20.00% lower inorganic nitrogen production from mineralization than the vegetable soil. Compared with the non-biochar treatment, biochar at both application rates decreased N leaching in chicken manure-treated reclaimed soil, i.e., by 21.49% (1% biochar) and 28.31% (3% biochar), respectively, whereas only high rate of biochar application decreased N leaching in chicken manure-treated vegetable soil by 8.10%. However, N leaching in sheep manure-treated reclaimed soil was unaffected by the biochar application. Thus, the effect of the biochar on the organic nitrogen mineralization was affected by both soil and organic fertilizer type.     

基于电阻抗成像的植物单根断层图像重建

为了实现植物根系结构形态的原位检测,植物根系单根的断层图像重建研究非常必要。该文应用动态电阻抗成像技术对土壤-树根模拟系统进行了图像重建,对重建图像进行二值化处理并求出树根在该系统中的位置坐标、面积和形状,并以树根的位置坐标、面积及形状的相对偏差为指标,分析了图像重建算法、土壤含水率2个因素对成像质量的影响。结果表明：电阻抗成像技术能够实现树木单根断层图像重建;将重建图像进行二值化处理,所得图像更加直观,便于定量评价成像质量;基于Newton单步残差正则化的一步牛顿误差重构（Newton's one-step error reconsruction,NOSER）算法,比基于全变差正则化的主双-内点模式（primal dual-interior point method,PD-IPM）算法的成像质量好;土壤含水率越高成像质量越好。该研究为基于电阻抗成像技术的植物根系结构形态的图像重建提供参考。     

脲酶硝化双抑制剂缓释肥提高番茄产量及NPK养分吸收

为提高番茄肥料的利用效率,该文采用恒温培养和土培试验研究了自制番茄专用缓释肥（special slow-realease fertilizer for tomato,TSRF1和TSRF2）在酸、中、碱性土中的氮素释放特性以及对番茄产量、NPK养分吸收利用的影响。结果表明,在3种不同土壤中,氮素释放累积量均表现为普通复合肥（ordinary compound fertilizer,OCF）>商品缓释肥（commercial slow-release fertilizer,MSRF）>自制专用肥（special compound fertilizer for tomato,TCF）>自制专用缓释肥1（TSRF1）>自制专用缓释肥2（TSRF2）,且各施肥处理在3种不同土壤类型上的氮素累积释放量大小表现为碱性土>中性土>酸性土。在整个培养期,各施肥处理在3种不同土壤中氮素相对累积释放率大小总体表现为碱性土>中性土>酸性土,且土壤中不同形态氮素累积量均是铵态氮大于硝态氮。铵态氮、硝态氮的累积量大小也表现为碱性土>中性土>酸性土。不同形态氮在3种土壤中的累积释放量动态释放以一级动力学方程拟合最好（r=0.963～0.998）。采用一级动力学方程,不同形态氮素的最大释放量表现为总N>NH4+-N>NO3--N,这与土壤中各形态氮素养分的累积释放特性变化规律表现一致。在土培试验中,两种专用缓释肥（TSRF2和TSRF1）显著提高了番茄果实干物质量,较TCF、MSRF和OCF处理分别增加了18.18%、7.24%、31.40%和13.45%、2.96%、26.15%,且番茄产量在各处理之间的差异达到显著水平。各处理对氮素的积累量大小顺序为TSRF2>TSRF1>MSRF>TCF>OCF,对磷的吸收上表现为TSRF1>TSRF2>MSRF>TCF> OCF,钾素吸收积累量的趋势与氮素基本相同。与普通复合肥相比,两种专用缓释肥处理的N、P、K利用率分别增加了10.66%、20.53%和18.62%（TSRF1）,14.94%、18.48%和21.95%（TSRF2）。两种专用缓释肥（TSRF2和TSRF1）在抑制剂的作用下,能够延缓肥料中N素养分的释放,增加番茄植株对氮磷钾养分的吸收,从而提高了NPK养分利用率和番茄产量。     

自然环境下葡萄采摘机器人采摘点的自动定位

针对葡萄果梗颜色复杂多变、轮廓不规则等影响因素使得采摘机器人难以准确对采摘点进行定位的问题,该文提出一种基于改进聚类图像分割和点线最小距离约束的采摘点定位新方法。首先通过分析葡萄图像的颜色空间,提取最能突显夏黑葡萄的HSI色彩空间分量H,运用改进的人工蜂群优化模糊聚类方法对葡萄果图像进行分割;然后对分割图像进行形态学去噪处理,提取最大连通区域,计算该区域质心、轮廓极值点、外接矩形;再根据质心坐标与葡萄簇边缘信息确定采摘点的感兴趣区域,在区域内进行累计概率霍夫直线检测,求解所有检测得出的直线到质心之间的距离,最后选取点线距离最小的直线作为采摘点所在线,并取线段中点坐标作为采摘点。以从晴天顺光、晴天遮阴、阴天光照下采集的300幅夏黑葡萄进行分类试验,结果表明,该方法的采摘点定位准确率达88.33%,平均定位时间为0.3467 s,可满足采摘机器人对采摘点的定位需求,为葡萄采摘机器人提供了一种新的采摘点求解方法。     

江西省修水县崩岗侵蚀现状及其防治对策

江西省修水县崩岗侵蚀非常严重,全县共有崩岗5 457个,是江西省严重县之一。为切实抓好崩岗治理,针对崩岗现状、分布特征、侵蚀危害性以及治理现状与存在的问题进行了系统分析,并提出了加大宣传力度、科学规划、积极融资、综合治理等防治对策,实现治理一处,成功一处,见效一处。     

60Co-γ射线辐照处理后马铃薯淀粉糊的流变特生

为深入了解辐照处理对淀粉糊流变特性的影响,采用60Co-γ射线对马铃薯淀粉进行0～400 kGy辐照处理后制成淀粉糊,使用流变仪研究了不同剂量处理辐照后马铃薯淀粉糊的流变特性.静态流变特性测定结果表明,不同辐照剂量处理后马铃薯淀粉糊均呈假塑性流体特征,符合幂定律;辐照剂量越大,马铃薯淀粉糊的表观黏度和剪切稀化程度越低,并逐渐偏近牛顿流体.动态流变特性测定结果表明,马铃薯淀粉糊的弹性模量峰值及其相应的峰值系统温度和20℃弹性模量均随辐照剂量的增加而降低.研究结果可为辐照处理后淀粉的应用提供基础数据.     

再生稻栽培技术的研究进展

根据已报到的研究材料,综述了中国南方稻区再生稻的研究进展。所有的水稻品种均可获得一定的再生稻产量,常规品种的再生稻产量明显低于杂交水稻的再生稻产量,而三系杂交水稻的再生稻产量又较两系杂交稻的再生稻产量低;留桩高度各地因组合不同和生态条件不同而有一定的差异,一般为10~40 cm;各节间腋芽在温度、光照和水分适宜的条件下均能较好的萌发,施用赤霉素和细胞分裂素均能有效促进腋芽的萌发,并能提高再生芽的成活率;再生稻腋芽萌发及成活的最适温度为24.5~27.0℃,相对湿度为81%~85%,‘汕优63’再生稻结实率≥70%的临界低温指标是：连续5日平均气温≥21℃;头季稻齐穗期剑叶SPAD值、叶片含氮量和群体单位面积的总颖花量3个因子可以用来预测再生稻高产的促芽肥经济施用量;超级杂交稻也可获得较好的再生稻产量。再生稻的栽培技术还可进一步的研究。     

免疫亲和柱净化高效液相色谱荧光法测定调味品中赭曲霉毒素A

建立了免疫亲和柱净化高效液相色谱法测定调味品中赭曲霉毒素A。样品用甲醇与NaHCO3体积比为60:40的溶液提取,经免疫亲和色谱柱纯化,应用液相色谱法检测。结果表明,空白样品按照质量分数为1.0,20,50μg/kg添加赭曲霉毒素A,回收率为75.0%～102.0%,精密度小于15%,方法检测灵敏度为0.5μg/kg。免疫亲和柱净化高效液相色谱法测定调料中赭曲霉毒素A是一种简单、快速、准确的方法。     

农业机械化对农业产出的贡献率

测算出农业机械化对农业生产的贡献份额,有助于从总体上把握农业机械化的发展水平、发展潜力和发展趋势,为制定农业机械化政策提供可靠有力的理论依据.为此,分析了"有无比较"法及"生产函数"法应用于测算农业机械化贡献率的情况,并以湖南省为实例,采用"有无比较"法计算了农业机械化对农业产出的贡献率.     

偏心链轮传动机构的运动学分析及参数优化

针对偏心链轮传动机构工作过程中链条松紧变化大的问题设计了偏心张紧轮.通过优化张紧轮的转动中心位置、偏心量和初始角位移,使链条在周期中始终处于张紧状态.利用微分对该传动机构进行了运动学分析,列出了主、从链轮角位移关系的求解方程,并以此为基础,进行了传动系统的运动学分析和张紧轮的轮心坐标、初始相位角和偏心量的优化计算,其目标是在周期中使链条松紧波动最小.列出了优化实例,在优化过程中考虑了链节长度的非连续性.