施氮量对双季稻产量及氮磷钾吸收利用的影响

研究不同施氮量对双季稻产量、氮磷钾积累量及氮磷钾利用率的影响,同时探讨双季稻吸收利用氮、磷、钾素三者间的相互关系。通过田间试验研究施氮量不同、磷钾投入量相同条件下的双季稻产量、双季稻氮、磷、钾积累量、双季稻氮、磷、钾素利用效率及磷钾吸收利用与氮吸收利用的关系。结果表明:双季稻产量在一定范围内(早稻0～105 kg/hm~2,晚稻0～146 kg/hm~2)随施氮量的增加而提高,之后产量随施氮量增加而降低。本试验施氮条件下,早稻产量最高的处理为75%N(105 kg/hm~2),比CK(不施化肥)增产58.1%;晚稻产量最高的处理为100%N(146 kg/hm~2)处理,比CK增产67.6%。施氮水平对双季稻植株氮、磷、钾养分积累量有显著影响,早、晚稻稻谷氮、磷、钾积累量均以100%N处理最高。不同施氮水平对氮、磷、钾养分利用效率也有显著影响。适宜的施氮量可以增加双季稻产量,促进水稻对氮、磷、钾养分的吸收,同时提高双季稻的氮、磷、钾素利用效率。综合考虑双季稻产量效应及氮磷钾养分的有效吸收利用,双季稻施氮量为105～146 kg/hm~2较为适宜。     

施用生物炭对农田土壤氮素转化关键过程的影响

生物炭作为一种土壤改良剂,施入土壤后不仅能有效改善土壤结构,提高土壤对营养元素的吸附能力,还可减少温室气体的排放,增强生物固氮能力,因此在农业生产和缓解气候变化方面有着巨大的应用前景。生物炭的输入将直接影响农田土壤氮素的循环和转化,本文结合国内外大量文献,综合分析总结了施用生物炭对土壤氮素转化过程的影响,重点从生物炭对土壤氮素矿化、氮素损失以及硝化、反硝化作用和生物固氮过程的影响过程展开阐述。并在此基础上,提出今后应加强生物炭对氮素转化的作用机理及对环境的长期正负效应研究,特别是对相关微生物群落的多样性、丰度以及土壤酶活性方面的研究,同时提出相关研究应建立在统一的生物炭标准之上,以明确区分生物炭的作用效果及其作用机制。     

生态工程背景下黄土高原植被变化时空特征及其驱动力

[目的]分析1990—2015年黄土高原植被的时空演变规律,并从气候变化和人类活动两个方面分析该地区植被变化的驱动力,以期为生态环境保护相关政策的制定和区域可持续发展提供理论依据。[方法]基于GIMMS NDVI和MODIS NDVI建立长时间序列NDVI数据集,采用线性趋势分析、多元线性回归和改进的人类残差等分析方法,以NDVI为指标,辅助土地利用数据,对黄土高原地区1990—2015年期间植被时空变化特征及其影响因素进行了定量分析。[结果]①在1990到2015年期间,黄土高原地区植被的NDVI总体表现为上升趋势,且变化趋势较明显的分为两个时期,其中2000年以后NDVI上升速率较快;②2000年以后,黄土高原植被NDVI迅速上升,上升区域面积达到总面积的91.90%,其中NDVI显著上升面积比为65.78%;③黄土高原地区植被面积总体表现为增加,且主要来自于耕地的转入;④人类活动促使的植被恢复区域占黄土高原总面积的21.74%,主要分布在内蒙古的东部和北部、甘肃和宁夏的南部,以及陕西和山西的中部地区。[结论]随着退耕还林还草政策的实施,黄土高原地区植被面积持续增加,且植被生长状况持续变好,黄土高原植被恢复的原因主要是气候和人类共同影响,其中人类影响的程度较大。     

温度对玉米秸秆成型颗粒烘焙制备生物炭及其特性的影响

采用低温烘焙技术制备玉米秸秆成型生物炭,可解决玉米秸秆带来的环境污染及资源浪费。研究以玉米秸秆成型颗粒为原料,利用固定床反应器,制备了不同烘焙温度(250～400℃)成型生物炭,采用元素分析、工业分析、能量产率、质量产率、机械性能、疏水性、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)、元素K含量等分析生物炭特性。随烘焙温度升高,热值增加,能量产率降低,400℃时,成型生物炭热值为21.86MJ/kg,能量产率为50.17%。成型生物炭颗粒表面裂纹增多,机械性能降低,350℃烘焙成型生物炭(CSP350)机械性能好于400℃烘焙成型生物炭(CSP400),低于成型生物质颗。烘焙生物炭疏水性提升,可贮藏于室外。成型玉米秸秆经烘焙热解发生了脱水、脱羰基、脱甲基反应,纤维素、半纤维素热解剧烈,木质素开始热解。随温度升高,其孔径呈下降趋势,比表面积增大。结果表明,玉米秸秆成型烘焙生物炭可作为优质生物燃料,适宜制备温度为300～350℃。     

秸秆还田下土壤有机质激发效应研究进展

土壤有机质是农田肥力的基础与核心,对作物产量、农业环境,甚至地球碳循环意义重大。作物秸秆作为农田土壤有机碳库的重要外部补充,其还田过程对土壤有机碳周转和碳库平衡具有显著影响。激发效应是一种因新鲜有机质输入而导致土壤本底有机质矿化速率发生改变的现象。秸秆还田导致的土壤有机质分解激发,不仅涉及秸秆资源化高效利用,还直接关系到农田土壤碳库的平衡及其功能,因此备受科学界关注。尽管对外源有机质输入引起的土壤有机质激发效应的理论研究已取得了较大进展,但如何结合最新的理论结果到秸秆还田固碳减排的生产实践中仍面临着较大的挑战,这主要归结于对农田土壤有机质分解激发效应的发生特点和规律,及其背后的土壤、气候、管理等相关的驱动因子和过程还未完全明确。据此,本文首先对土壤有机质分解激发效应发生的理论研究进展(包括:共代谢理论、氮矿化理论、化学计量比和微生物残体再利用)进行了系统综述。其次,结合已有的研究证据和理论假设进一步概述了秸秆还田过程中影响激发强度和方向的潜在驱动因素,如:秸秆类型和数量、还田方式、水肥管理、土壤属性、气候因子等。最后,从秸秆还田的高效性、农田碳库的可持续和农业环境的友好性出发,对秸秆还...     

果园巡检机器人长臂抖动抑制方法

针对果园巡检机器人长臂因抖动而严重制约图像采集效率的问题,该研究提出基于臂体上3个部位的仰角构建单一反馈量进行抖动抑制的方法。首先基于臂体外伸段的有限元模态分析结果,通过固有频率和静变形的等效,建立三杆两扭簧等效机构的动力学模型。并基于微分平坦理论将3个倾角传感器读数合成为一个系统输出量,以平坦输出量作为被控量,采用PID控制器进行抑振试验,再利用自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)思想中对广义扰动的处理方法,将被控模型等效为二阶系统形式,并将模型信息代入到扩张状态观测器中进行对比试验。试验结果表明,基于本文构建的方法均能起到快速抑制长臂抖动的作用。在冲击作用致使末端产生10°幅值的抖动情况下,PID控制器实现了7 s内抑制大幅抖动,自抗扰控制器实现了8 s内快速抑制大幅抖动的效果。PID控制器的输出出现3次饱和现象且小幅较高频率抖动不易消除,而自抗扰控制器仅出现一次饱和,具有抖动抑制过程平滑的优点。本文的控制算法简洁适于在单片机等微型计算机系统中应用,系统结构简单成本低,可为现代农业装备研发与应用中解决长臂类结构抖动的主动抑制问题提供理论参考。     

2009-2018年中国农用地多功能利用与乡村发展的时空耦合关系

[目的] 探讨中国农用地多功能利用与乡村发展的协调水平及其时空异质性特征,助力乡村振兴。[方法] 重构农用地多功能利用与乡村发展指标体系,应用TOPISIS模型测算2009—2018年中国农用地多功能利用与乡村发展指数,引入耦合协调度模型、空间自相关模型分析两者的协调水平、时空演变特征及集聚程度。[结果] ①中国农用地多功能利用指数与乡村发展水平持续上升,二者在空间分布上呈“东部>中部>东北>西部”的特征且表现出均衡发展的趋势。②中国农用地多功能利用与乡村发展协调水平略有提升,各省份已由濒临失调为主优化为初级协调类型为主,耦合协调类型呈“东高西低,中部以湖北省为高值”的分布特征,西部初级协调类型呈由分散布局演变为集中排列的地理特征,优化趋势显著。③中国各省份间耦合协调性Moral’s I始终保持正值,空间集聚程度较高,中部江西、安徽、河南成为区域极化中心,西部与东北多为“L-L”型。[结论] 中国农用地多功能利用与乡村发展耦合协调水平地域差异明显,随着乡村振兴实施进程的加快,有逐渐均衡的态势。统筹推进乡村土地综合整治,开展生态治理与修复和优化产业布局是促进农用地多功能利用与乡村高质量协调发展,缩短区域差距的重要措施。     

甘蔗渣堆积物作为基质在无土栽培无公害蔬菜上的效应

每吨甘蔗渣同时加入NH4NO35．0kg、膨化鸡粪50．0kg、堆肥速效菌曲1．5kg堆沤处理后，作为无土栽培黄瓜、番茄和菜薹的基质，产量分别比CK提高12．8％、18．0％、16．4％；NO3^-含量分别比CK降低43.4％、59.8％、57．5％。黄瓜和番茄的NO3^-含量达到国际标准，菜薹的NO3^-含量达到国家标准的要求，其它有害元素的含量也均达到无公害蔬菜产品的质量要求。     

基于HS-SPME-GC-MS法比较瓢鸡和盐津乌骨鸡不同部位挥发性风味成分

为了研究优质地方鸡种瓢鸡和盐津乌骨鸡不同部位的主体风味成分,以300日龄瓢鸡和盐津乌骨鸡的胸肌和腿肌作为试验对象,利用顶空固相微萃取(HS-SPME)技术提取,采用气相色谱质谱联用(GC-MS)技术分离和鉴定鸡肉中的挥发性物质,结合相对活度值(ROAV)确定主体风味活性物质.结果表明,鸡肉样品中共检出76种挥发性化合物...     

高油酸花生萌发期耐冷性综合评价及种质筛选

为筛选高油酸花生萌发期耐冷鉴定指标,构建高油酸花生萌发期耐冷性综合评价体系,挖掘高油酸花生耐冷种质资源.本研究利用隶属函数法、主成分因子分析法、相关性分析及聚类分析法对56份高油酸花生种质资源进行耐冷性综合评价及耐冷种质筛选.结果 表明,11个耐冷鉴定指标按贡献率大小依次为露白萌发因子、发芽时间因子及子叶鲜重因子,发芽...