窄行密植品字形播种技术装备研究进展

窄行密植模式是目前增加农作物种植密度和提升作物产量的先进种植技术,品字形种植模式是实现窄行密植模式的一种种植方法。目前主流的农业机械一般配套单宽行垄作或者平作的常规种植模式,针对窄行密植下交错排列品字形种植模式配套播种机具较少,尤其是适用于高速作业（10km/h以上）的播种机具,在一定程度上阻碍了窄行密植品字形种植模式的种植效率与推广应用。阐述了宽窄行品字形种植模式的基本内容,探讨分析了国内用于品字形的播种装备、高校院所的研究进展以及用于品字形种植模式的评价指标,并对品字形种植模式的技术应用与推广提出了建议。     

黄壤坡地土壤水分垂直变异特征分析

通过对土壤水分垂直变异的分析，探讨了贵州岩溶地区黄壤坡地的土壤水分特性。研究运用小波变换对各层土壤水分序列的突变点进行了检测，根据相干谱和互谱特征分析了各层土壤水分变化的响应关系；利用相频特征研究了各层土壤之间水分变化的时滞性。结果表明，试验区各层土壤水分变化近似平稳随机过程；土壤表层至底层之间存在交替的弱透水层与弱持水层，大部土壤层的水分变化与其上层之间存在一定的时滞性。     

京郊西北地区农地利用与景观格局时空特征

运用遥感与地理信息系统技术,对三年Landsat 1M多光谱遥感图像(1989年、1996年、2005年)进行解译判读,获取京郊西北地区各土地利用类型数据.运用土地利用程度时空演变模型、土地利用动态度模型、土地利用重心模型和景观生态学方法,对研究区1989～2005年间农用地利用及景观格局变化进行了分析.结果表明:农用地频繁流转,以耕地流失最为显著,去向主要为城市及建设用地,林地面积增加缓慢,沙荒地向林地转移明显:农用地各类型的新增速率远小于同期的转移速率,而城市及建设用地则相反;1989～1996年间研究区的综合土地利用动态变化率较1996～2005年间的大,变化集中表现在西北城郊过渡区域,城镇用地扩张导致耕地的利用重心不断向西偏南方向转移;研究区农用地景观破碎化程度在增加,各景观类型的平均斑块形状趋于分散和简单,景观多样性、景观均匀度旱现增加趋势,而景观优势度存逐渐减小.以利用农业用地为鲜明特征的城市化过程是影响北京西北地区景观格局演变的直接因素,城市及建设用地的不断扩张使得林地、耕地斑块的平均面积逐渐变小,景观格局连通性降低.     

Sorption and genotoxicity of sediment-associated pentachlorophenol and pyrene influenced by crop residue ash

Purpose  

The bioavailability and potential toxicity of sediment-associated organic compounds are affected by sorption processes. The particulate matter (ash) from field burning of crop residues is one of the primary sources for environmental black carbon, which is regarded as supersorbent for organic contaminants and may reduce their ecotoxicity. This study aimed to investigate the influence of ash on sediment-associated organic pollutants’ potential toxicity.     

多阶梯边坡植被恢复技术在公路建设中的应用

以京承高速公路密云沙峪沟—市界段为例,介绍施工中采用的以客土喷播技术与基质喷附技术相结合的一种边坡植被恢复技术——多阶梯边坡植被恢复技术.该技术通过削坡机将陡坡修成一定高宽比的多阶梯状边坡,沿阶梯面铺设护坡网,将混有一定比例的植物种基质喷附在每一级坡面上;同时在各平台面客土进行乔灌木建植喷播等一系列施工流程,结合对坡面的养护管理,保证边坡的稳定性,提高植被恢复的成功率,达到坡面植被恢复与绿化的效果.多阶梯边坡植被恢复技术具有稳定边坡,减少水土流失,美化边坡环境等优点,可为同类边坡植被恢复施工提供参考.     

早熟藜麦新品种条藜2号的选育及栽培技术

条藜2号(大白藜)是甘肃条山农林科学研究所系统选育而成早熟藜麦新品种,于2016年通过甘肃省认定。在2015年进行的多点生产试验中,条藜2号5个试点平均折合产量为2 994.0 kg·hm^-2,比对照增产13.3%。该品种2016年和2017年平均产量分别为2 921.6 kg·hm^-2和2 994.5 kg·hm^-2,表现出较好的高产、稳产特性。条藜2号为早熟白藜品种,生育期110～115 d,株高121～156 cm。籽粒为乳白色圆形药片状,千粒重3.9～4.6 g。籽粒粗蛋白含量为14.84%～17.16%,赖氨酸含量为0.43%～0.61%,品质优。条藜2号在田间表现为中抗霜霉病,综合抗病能力较强。条藜2号植株抗倒伏,适应性广,适宜在甘肃省天祝、山丹、景泰等海拔1 600 m以上同类型的生态区域种植。     

Responses of methane emissions and rice yield to applications of biochar and straw in a paddy field

Purpose

Directly returning straw back to the paddy field would significantly accelerate methane (CH₄) emission, although it may conserve and sustain soil productivity. The application of biochar (biomass-derived charcoal) in soil has been proposed as a sustainable technology to reduce methane (CH₄) emission and increase crop yield. We compared the effects of either biochar or rice straw addition with a paddy field on CH₄ emission and rice yield.

Materials and methods

A 2-year field experiment was conducted to investigate a single application of rice straw biochar (SC) and bamboo biochar (BC) (at 22.5 t ha^?1) in paddy soil on CH₄ emission and rice yield as compared with the successive application (6 t ha^?1) of rice straw (RS). Soil chemical properties and methanogenic and CH₄ oxidation activities in response to the amendment of biochar and rice straw were monitored to explain possible mechanism.

Results and discussion

SC was more efficient in reducing CH₄ emission from paddy field than BC. Incorporating SC into paddy field could decrease CH₄ emission during the rice growing cycle by 47.30 %–86.43 % compared with direct return of RS. This was well supported by the significant decrease of methanogenic activity in paddy field with SC. In comparison to a non-significant increase with BC or RS application, rice yield was significantly raised with SC amendment by 13.5 % in 2010 and 6.1 % in 2011. An enhancement of available K and P and an improvement in soil properties with SC amendment might be the main contributors to the increased crop yield.

Conclusions

These results indicated that conversion of RS into biochar instead of directly returning it to the paddy field would be a promising method to reduce CH₄ emission and increase rice yield.     

不同放牧条件内蒙古草原土壤冻融期水热动态

内蒙古草原地处季节性冻土区,与放牧强度相关,土壤冻融过程对该地生态和水文过程有着显著影响,但相关研究相对欠缺。该文重点研究了内蒙古锡林郭勒草原3种放牧条件下UG79(1979年以来禁牧)、UG99(1999年以来禁牧)、HG(1979年以来持续放牧)季节性冻融期的土壤水热动态,以期准确理解放牧这一当地主要土地利用模式对土壤生态水文过程的影响。结果表明:与地上覆盖度相关,不同放牧条件下地表积雪厚度有明显差异,其中HG处理积雪厚度远小于其他处理,其土壤温度变化也最为剧烈。与不同处理土壤冻结速率相关,土壤冻结时HG,UG79和UG99的"聚墒区"分别为20—30cm,10—20cm和10—30cm,其中UG99"聚墒区"分布范围最广,且集中在牧草根系发达区域,对来年牧草生长提供了更好的水分条件。换言之,由于冻后聚墒效应,土壤消融期水分含量在土壤表层高于冻融前,其中UG99处理最大,达到了0.19m~3/m~3。该研究结果为内蒙古草原季节性冻土区控制放牧及合理的禁牧措施提供理论依据。     

植被恢复对重金属污染土壤有机质及团聚体特征的影响

采用田间原位试验,研究了不同植被恢复3年对重金属污染土壤有机碳及团聚体结构和稳定性的影响,评价了不同植物修复效果的差异,为农田重金属污染土壤修复中,合理选择植被类型,以及建立评价标准提供理论依据。在某Cu,Cd重度污染农田建立田间小区,施加钝化材料石灰(对照除外)后种植海州香薷(ME),伴矿景天(MS)和巨菌草(MP)3种植物,3年的田间原位修复试验后,分析各处理下土壤有机质含,0.25 mm机械稳定性团聚体(DR_(0.25))和水稳定性(WR_(0.25))团聚体含量,团聚体平均质量直径(MWD),几何平均直径(GMD),团聚体稳定率(AR,%)和分形维数(D)等团聚体稳定性指标。结果表明,3年植被恢复后,3种植被处理均提高了土壤有机质含量,提高幅度为2.89%~5.39%,并提高了0.25mm机械稳定性团聚体(DR_(0.25))和水稳定性(WR_(0.25))团聚体含量,提高幅度分别为2.89%~5.39%,6.64%~10.40%和13.34%~17.48%。3种植物处理均可以显著提高土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),其中以巨菌草处理提高幅度最大。在团聚体稳定性方面,3种植物处理均可以提高团聚体的稳定率(AR,%),以海州香薷处理提高幅度最大;植物处理可以显著降低土壤机械稳定性团聚体的分形维数(D),但对水稳定性团聚体的分形维数没有明显的影响。综上所述,采用钝化加原位植物修复可以提高重金属重度污染农田的有机质含量和土壤团聚体的稳定性,改善土壤结构,可以在重金属重度污染土壤修复中推广应用。     

改进稀疏超完备词典方法识别奶牛跛足行为

监测与发现奶牛异常行为是实现疾病早期防控的关键,其中尤以跛足行为发现与识别较为典型,但是当前家畜异常行为识别仍然存在在线性能较差的问题。针对这一问题,该文提出2种改进策略。首先提出一种基于共轭梯度追踪算法的稀疏超完备词典学习算法(conjugate gradient pursuit-KSVD,CGP-KSVD)用于跛足行为特征的语义级描述和表示,即在稀疏编码构建阶段引入共轭梯度追踪算法寻找优化搜索方向,同时避免存储和计算大规模Hessen矩阵带来的计算负载,从而提升稀疏超完备词典学习算法的收敛速度。其次通过时空兴趣点与稠密轨迹图二次提取时空兴趣点相融合实现视频底层特征提取和表示,在保留丰富细节特征信息的基础上减少冗余特征降低计算负载。在1 200个时长10 s的标注视频样本集上测试结果显示:该文提出的算法识别准确率达到100%,识别平均响应时间为0.043 s,对比基于基追踪算法(basis pursuit-KSVD,BP-KSVD)和正交匹配追踪算法(orthogonal matching pursuit-KSVD,OMP-KSVD)稀疏编码序列优化策略算法在识别平均响应时间分别提升1.11和0.199 s,在90 h回放视频和在线测试视频上跛足行为识别准确率分别为93.3%和92.7%,明显优于对比算法。试验结果表明该文提出的跛足行为识别算法框架具有较高的识别准确率和较好的在线响应时间,可以为相关研究工作提供借鉴意义,相关技术可以成为接触式传感器监测及其他技术的必要补充。