4种不同材料包膜尿素对油菜的生长效应

通过盆栽试验研究了自制的4种不同材料包膜尿素对油菜生长效应及品质效应的影响,重点从土壤脲酶活性、油菜产量、品质及肥料利用率等方面对不同包膜肥料进行了评价。选出了一种控释效果较好的包膜肥FSU-4,其一次施用能满足油菜整个生育时期对养分的需求,使油菜生物产量比施用尿素提高70.8%,Vc含量提高7.8%,叶绿素含量提高46.1%,而硝酸盐含量则下降46.0%。施用包膜肥FSU-4比施用尿素N肥利用率提高36%,可有效减少N的损失。研究表明,在油菜生长前期包膜肥对脲酶有抑制,后期则有促进作用,其机理有待进一步深入研究。     

LabVIEW软件平台在果园生态环境远程监测系统中的应用

在果园的生产管理中，环境对果树的生长发育、栽培技术的实施、病虫害的预防等产生极其重要的影响。应用LabVIEW虚拟仪器开发平台，结合数据采集模块和各种传感器，实现了果园生态环境数据的实时采集，并利用LabVIEW自带的远程面板技术让客户远程监控服务器端。试验结果表明：系统能较好地实现果园生态环境远程实时监测，为果树生产管理提供决策依据。     

吴旗柴沟流域植被物种多样性研究

为了解吴旗县植被自然恢复的基本过程及其物种多样性变化,对该县柴沟流域封禁多年的植物群落进行了研究,结果表明:柴沟流域植物种主要以猪毛蒿、达乌里胡枝子、赖草、铁杆蒿为主,阳坡的植被演替规律为猪毛蒿+狗尾草+华虫实→赖草+猪毛蒿(达乌里胡枝子、铁杆蒿、隐子草)→达乌里胡枝子+赖草(百里香、冷蒿、角蒿、铁杆蒿),阴坡植被恢复的演替规律为猪毛蒿(达乌里胡枝子、赖草)→铁杆蒿(冷蒿)。柴沟流域阴坡群落的物种丰富度、多样性、均匀度都较高,阳坡较低,混交林地的丰富度最大、均匀度最小。     

基于点轴理论的农村居民点布局优化

为合理确定农村居民点整治范围和布局优化方向,揭示农村居民点布局的点-轴空间作用机制。该文系统分析了村镇增长极点(城镇、中心村和基层村)与发展轴(道路)对农村居民点规划布局的空间作用机制,引入空间引力修正模型,测算村镇之间的相互作用值,采用加权Voronoi图划分各增长极点空间作用范围,结合道路与地形对农村居民点的综合作用,构建面向点-轴空间作用的农村居民点布局优化体系。研究以大冶市大箕铺镇为例进行实证研究,通过点-轴空间综合作用分析与测算,将大箕铺镇农村居民点用地空间划分为城镇化型、内部改造型、迁村并点型(包括中心村建设、村中心建设)3种模式;通过不同优化模式的空间引导与整合,实现村镇层次农村居民点科学规划与合理布局。     

基于语义本体的柑橘肥水管理决策支持系统

利用信息技术实现柑橘精准生产管理是果树信息化管理的重点和难点。该文针对山地果园肥水信息化精准管理问题,研发了基于语义本体的柑橘肥水管理决策支持系统。柑橘肥水语义本体是决策支持系统的核心,它以资源描述框架三元组整合涉农信息。系统实现了施肥、生理病害防治和排灌监测3个功能。系统验证结果表明:1)施肥查询模块能够根据树龄、施肥时期、土壤质地、地形和产量5个因素计算氮、磷、钾施肥量,经216组数据验证其输出正确率100%;2)经100组涵盖12种营养素缺乏和过剩生理病害数据验证,病症查询模块能够根据输入病症正确判断生理病害;3)排灌检测模块能根据不同土壤质地对排灌实时监测,经小型气象站获取的土壤含水率数据验证,系统正确预警率达100%。经361组性能测试数据结果表明系统平均响应时间在0.23 s(浏览器端应用)和0.58 s(手机端应用)内,具备较优性能。该研究为农业领域知识建模和异构多源数据整合等问题提供了可行方案。     

华北落叶松林木生长、草本植物多样性及地形因子之间的关系

以河北省小五台山区华北落叶松人工林为对象,通过对林木生长因子和草本多样性指数的调查、计算和分析,对华北落叶松林木生长、草本植物多样性以及地形因子之间的关系进行了研究。结果表明,(1)坡度与树高、胸径、第一活枝高(枝下高)和冠幅呈显著负相关性,而海拔、坡位和坡形与林木生长因子之间的相关性不显著;(2)从相关系数和相关性强度综合分析,林木生长因子对草本多样性影响程度为:郁闭度枝下高胸径树高冠幅;(3)在海拔1 400~2 000 m范围,随海拔高度增加,Shannon—Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数表现出较为平稳的变化趋势,而Simpson多样性指数和Menhinick丰富度指数则表现出上下波动的变化趋势;(4)海拔、坡形、坡度对华北落叶松林下草本多样性变化影响程度较小,而坡位与草本植物Menhinick丰富度指数和Simpson多样性指数达到显著负相关水平,表明坡位对草本植物多样性变化影响程度较大。     

氮肥施用量对灵武长枣果实品质及土壤氮含量的影响

以灵武长枣为试验材料,设置5个氮肥处理:0 kg/hm²(CK)、150 kg/hm²(T1)、300 kg/hm²(T2)、450 kg/hm²(T3)、600 kg/hm²(T4),同时配施相同量的钾肥(150 kg/hm²)和磷肥(60 kg/hm²),用以探明不同氮肥施用对灵武长枣果实品质的影响以及土壤氮含量随施氮量增加的变化趋势。结果表明,灵武长枣果实维生素C含量、单果重和糖酸比随施氮水平的增加呈先升高后降低的趋势,且均在T2处理达到最大值。与CK相比,T2处理的灵武长枣果实维生素C含量、单果重和糖酸比对照分别提高了17.27%、15.94%和10.90%。当施氮量在150 kg/hm²以上时,成熟期土壤氮含量随着施肥量的增加而增加,其中T2处理的土壤氮含量相较于初始氮含量增加最少,表明T2处理在满足灵武长枣植株需求的同时最大程度降低了对土壤氮含量的影响。利用主成分分析提取出的4个主成分涵盖了原始信息的92.687%,其中T2处理的得分最高。综上所述,灵武长枣最佳氮肥施用量为300 kg/hm²,此施肥量既能改善灵武长枣果实品质,又能对灵武长枣科学施肥提供理论依据。     

微粒捕集器再生背压阈值MAP图建立及其应用

为获得柴油机微粒捕集器（diesel particulate filter,DPF）再生背压阈值以提供再生时机判断基准,针对该文设计的喷油助燃再生系统,提出以总油耗量法为基础DPF再生时机背压判断法。基于AVL-BOOST平台建立装有 DPF 发动机的仿真模型,并试验验证其油耗、功率、转矩、排气温度及 DPF 背压变化模拟值,对比结果表明,该模型具有较好的实用性,为获得较高密度和精度的测点值创造条件。沿发动机纵、横向工况分布面上采用最小二乘拟合法与区间分段线性插值法,借助MATLAB对装有干净DPF的发动机等油耗曲面进行拟合。通过设置仿真模型中DPF模块微粒层厚度,记录各工况油耗,并从中筛选出较干净过滤体发动机油耗超过5%时所对应的DPF背压值作为背压阈值,进一步建立DPF再生背压阈值脉谱图（map of arterial pressure, MAP）。从应用试验来看,相同控制策略下采用该MAP判断再生时机可保证DPF再生过程在5～10 min内完成,过滤体内峰值温度及最大温度梯度均低于安全阈值1400 K、75 K/cm,表明该MAP具有较好的实用性,这为实现微粒捕集器的快速、安全再生提供了依据和技术参考。     

考虑自然风的气辅式喷雾雾滴飘失特性建模与补偿

气流辅助喷雾在雾滴减飘方面确有效果,然而大田作业时,其减飘效果受到自然风、喷雾流量、风筒出口风速、喷雾角等多种工况的严重影响。该文采用多相流计算流体动力学软件,建立三维流场几何模型,依据不同工况参数对雾滴漂移特性的影响,利用均匀设计安排试验方案,研究雾滴在自然风、辅助气流综合作用下在连续相和雾滴粒子离散相的耦合规律,通过流体动力学仿真完成训练样本采集,采用多元相关向量机回归方法建立不同自然风速下减飘模型,并通过模糊决策支持系统对作物茂密程度和喷嘴与冠层间垂直距离进行控制参数修正。试验结果表明：多元相关向量机回归模型预测飘失率的平均绝对百分比误差为2.56%,自然风扰动中实测和预测飘失率平均误差为8.92%,其飘失规律与所建飘失模型基本吻合。研究结果可为面向雾滴沉积效果的喷雾主动控制系统设计提供参考。     

Electron transfer capacity of soil dissolved organic matter and its potential impact on soil respiration

Purpose

Soil dissolved organic matter (DOM) as the labile fraction of soil organic carbon (SOC) is able to facilitate biogeochemical redox reactions effecting soil respiration and carbon sequestration. In this study, we took soil samples from 20 sites differing in land use (forest and agriculture) to investigate the electron transfer capacity of soil DOM and its potential relationship with soil respiration.

Materials and methods

DOM was extracted from 20 soil samples representing different land uses: forest (nos. 1–12) and agriculture (nos. 13–20) in Guangdong Province, China. Chronoamperometry was employed to quantify the electron transfer capacity (ETC) of the DOM, including electron acceptor capacity (EAC) and electron donor capacity (EDC), by applying fixed positive or negative potentials to a working electrode in a conventional three-electrode cell. The reversibility of electron accepting from or donating to DOM was measured by applying switchable potentials to the working electrode in the electrochemical system with the multiple-step potential technique. Carbon dioxide produced by soil respiration was measured with a gas chromatograph.

Results and discussion

Forest soil DOM samples showed higher ETC and electron reversible rate (ERR) than agricultural soil DOM samples, which may be indicative of higher humification rate and microbial activity in forest soils. The average soil respiration of forest soil (nos. 1–12) and agricultural soil (nos. 13–10) was 26.34 and 18.58 mg C g^?1 SOC, respectively. Both EDC and EAC of soil DOM had close relationship with soil respiration (p?<?0.01). The results implied that soil respiration might be accelerated by the electroactive moieties contained in soil DOM, which serve as electron shuttles and facilitate electron transfer reactions in soil respiration and SOC mineralization.

Conclusions

DOM of forest soils showed higher ETC and ERR than DOM of agricultural soils. As soil represents one of the largest reservoirs of organic carbon, soil respiration affects C cycle and subsequently CO₂ concentration in the atmosphere. As one of the important characteristics of soil DOM related to soil respiration, ETC has a significant impact on greenhouse gas emission and soil carbon sequestration but has not been paid attention to.