水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置设计与试验

为解决南方水稻工厂化田间育秧水肥药人工管理作业中存在的灌溉均匀性差、化肥和农药浪费以及劳动强度大等问题,该研究设计了一种水稻田间育秧水肥药变量喷灌装置,阐述了水肥药变量喷灌装置总体结构和工作原理,进行了关键部件设计与试验;以可编程逻辑控制器（programmable logic controller,PLC）为控制核心,构建了注肥量在线调控及整机变量喷灌控制系统。采用Box-Behnken试验设计方法,对装置喷灌均匀性与主要影响因素进行试验研究,应用单目标优化方法对喷灌关键参数进行优化,并通过验证试验,得到最优参数组合为：干管入口水压0.20 MPa、球阀开度90°、喷头喷角80°,此时装置的喷灌均匀性为92.69%;构建了氯化钾肥液质量浓度与电导率（electrical conductance,EC）值的线性模型,开展了装置变量灌溉施肥性能试验,3种喷灌等级下各作业区的肥液EC值分别为1.65、1.66和1.68 mS/cm,平均喷灌强度分别为900.85、1092.04和1263.67 mm/h,施肥均匀系数分别为85.21%、87.86%和91.62%。采用水肥药变量喷灌装置开展水稻育秧田间管理试验,华航51常规稻和广8优165杂交稻的秧苗长势均匀度均高于95%,成毯性良好,各项素质指标满足机插作业要求。所设计的水肥药变量喷灌装置能够满足水稻田间育秧水肥药变量喷灌作业要求,对提高水稻工厂化田间育秧机械化水平、保证秧苗质量具有实际应用价值。     

冬季种养结合对稻田土壤微生物量及有效碳氮库的影响

以双季稻冬闲田种植绿肥与养鸡结合的新型种养制度为平台,通过冬季绿肥和鸡粪还田,减少水稻生育期化肥用量,探讨“冬季绿肥-双季稻”轮作种植制度和“冬季种养结合-双季稻”种养制度下对稻田土壤微生物碳、氮和可溶性有机碳、氮的影响。试验包括5个处理,分别为冬闲(F)、冬季种植黑麦草(R)、冬季种植紫云英(M)、冬季种植黑麦草与养鸡结合(RC)以及冬季种植紫云英与养鸡结合(MC)。结果表明,在整个试验的动态过程中,微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮含量高低总体趋势表现为绿肥养鸡>绿肥>冬闲,各处理间差异显著(P<0.05);“冬季种养结合-双季稻”种养制度能显著提高土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮。各处理微生物量碳、氮和可溶性有机氮在3月24日达到最大值,RC、MC、R和M处理微生物量碳最大值分别为492.22,464.91,432.34和435.48 mg/kg;微生物量氮的最大值分别为118.20,101.03,70.13和85.46 mg/kg;可溶性有机氮的最大值分别为1001.47,926.21,832.80和870.75 mg/kg;可溶性有机碳在早稻苗期达到最大值,RC、MC、R和M最大值分别为278.95,266.40,246.13和249.84 mg/kg。微生物量碳含量的高峰在早稻移栽初期、晚稻孕穗期和灌浆期,微生物量氮的高峰出现在早稻分蘖期、齐穗灌浆期和晚稻孕穗期,可溶性有机碳在稻田养鸡及成鸡出栏后较高。与冬闲田种植绿肥和休闲相比,冬闲稻田种植绿肥结合养鸡对增加微生物生物量的贡献更大,并显著提高土壤的可溶性有机碳氮,间接反映了种养制度能提高土壤有机碳、氮的矿化速率和土壤的活性有机碳氮以及满足水稻生长期间自身养分需求。     

紫云英与化肥配施对土壤微生物特征和作物产量的影响

为了探讨紫云英绿肥与化肥配施对稻田土壤培肥的微生物机制,本研究以7年肥料定位试验为材料,研究了不同施肥对安徽沿江双季稻区稻田土壤可培养微生物数量、微生物量碳氮、微生物熵及水稻产量的影响,探讨施用紫云英绿肥对稻田土壤的培肥效果。结果表明,1)与不施肥相比,长期施用紫云英可显著增加土壤微生物总数量(58.09%~86.86%),尤其是增加了细菌数量(77.93%~112.76%),土壤微生物总数量及细菌数量均于G₃F₁处理(70%化肥配施22500 kg/hm²紫云英)达最大值(288.26×10⁴和263.95×10⁴ CFU/g)。2)施用紫云英可有效增加土壤微生物量。其中,70%化肥配施中高量紫云英的处理与CK相比,土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、微生物熵(qMB)分别增加了102.77%~113.94%、172.53%~185.17%、69.47%~84.65%;与100%化肥相比,SMBC、SMBN、qMB分别增加27.74%~34.77%、74.14%~82.22%、20.50%~31.29%。(3)施用紫云英处理的水稻产量与100%化肥处理相当或稍有提高,但明显高于70%化肥和CK处理。与CK相比,紫云英与化肥配施可提高产量46.22%~51.44%。 因此,化肥减量30%配施15000~30000 kg/hm²紫云英可以提高安徽沿江双季稻区水稻产量,本试验以施加22500 kg/hm²的紫云英产量最高(增产率达51.44%),同时,紫云英与化肥配施对提高土壤微生物量碳氮、微生物熵及调节土壤微生物群落组成,改善稻田土壤生物学性状产生显著影响。     

太湖地区稻田不同氮肥管理模式下氨挥发特征研究

以减少氨挥发带来的面源污染问题为目的,通过调整氮肥管理模式, 设置农户常规施肥处理、化肥减量施肥处理、缓控释肥处理、有机无机肥配施处理、按需施肥处理以及无氮处理6个管理模式试验,研究太湖地区施氮量与氮肥品种对氨挥发损失的影响。结果表明：氨挥发损失受施氮量的显著影响,施氮量减少22%~44%可降低氨挥发损失20.2%~35.3%。常规化肥处理下,基肥期与分蘖肥期氨挥发损失较为严重。同一施氮水平下,有机肥化肥配施可显著降低氨挥发;缓控释肥可明显减少基肥期氨挥发量,但后期效果不明显。氮肥用量由当前农户施氮水平减少22%时,不会对作物氮累积量与产量造成影响,可见适当降低施氮水平并搭配有机肥,是具产量可持续性及环境友好性的氮肥管理模式。     

湘北红壤性旱瘠田有机,无机肥配合施用效果研究

１９９３－１９９５年在桃源县盘塘乡“湘北红壤试区”旱瘠田设置定位试验。结果表明：有机无机肥配施能够提高土壤有机质和全量养分含量，活化土壤养分，提高土壤肥力，促进水稻对养分的吸收，增加水稻产量。     

植稻年限对土壤铁锰氧化物的影响

以浙江不同耕作年限水田和旱地为研究对象,探讨了植稻年限对土壤铁锰氧化物的影响,并揭示了水稻土发育过程中铁锰氧化物的剖面运移规律和诊断意义。结果表明:①土壤剖面中,全Fe、游离Fe及全Mn的变异随着种稻时间的延长而增大。种植达到一定年限时,全Fe、全Mn以及游离Fe在土壤剖面下层出现淀积。在各种铁锰氧化物中,对水稻土最具诊断意义的是游离Fe和全Fe。②无定形Fe以及络合态Fe、Mn与有机质呈显著正相关。植稻年限对它们的影响是通过对有机质的影响达到的。     

配施硫基肥对夏玉米镉铅累积的阻控效应

该文以府河流域污灌区农田为研究对象,通过田间小区试验研究了5种施肥措施对土壤重金属镉(Cd)、铅(Pb)有效性以及夏玉米(Zea mays L.)对Cd、Pb富集和转运能力的影响。结果表明:与农民常规施肥(CK)相比,尿素、磷酸二铵和氯化钾配施(N-P-K)以及腐殖酸复合肥、尿素和磷酸二铵配施(HA-N-P)的表层土壤Cd、Pb有效性以及夏玉米对Cd、Pb的富集和迁移能力差异均不显著(P0.05)。然而,腐殖酸复合肥、硫酸铵和磷酸二铵配施(HA-S-P)以及硫酸铵、磷酸二铵和硫酸钾配施(S-P-K)2种施肥措施的表层土壤有效Cd含量分别比CK降低了10.60%和6.36%,表层土壤有效Pb含量分别比CK降低了11.49%和6.00%。此外,HA-S-P处理和S-P-K处理夏玉米Pb转运系数分别比CK降低了50.33%和77.10%,且夏玉米籽粒Pb含量分别比CK降低了59.75%和80.43%(P0.05),但各处理间夏玉米对Cd的转运和富集能力差异并不显著,这说明施用硫基肥可有效抑制夏玉米对Pb的富集和转运,但并未影响其对Cd的富集和转运。综上所述,该污灌区轻度Cd、Pb复合污染农田土壤种植夏玉米建议硫酸铵、磷酸二铵和硫酸钾配施,或者腐殖酸复合肥、硫酸铵和磷酸二铵配施。     

Differences in Organic C Mineralization Between Aerobic and Submerged Conditions in Paddy Soils of Southern Jiangsu Province, China

Moisture regime plays a crucial role in the mineralization of soil organic carbon (SOC). In this paper, the dynamics of SOC mineralization in typical paddy soils of Changshu, Jiangsu Province, China, was investigated by incubation test in laboratory. The differences in SOC mineralization under aerobic and submerged conditions of paddy soils were also studied. Results showed that the daily mineralization of SOC under different moisture regimes was significantly different in the whole incubation period, at the beginning of the incubation, it decreased quickly under aerobic condition, but increased rapidly under submerged condition, and both remained constant after 10 d of incubation. The differences in SOC mineralization were found to be mainly at the beginning period of the incubation and decreased along with the incubation time. Thus, the difference was not significantly different at the later incubation period. The respiration intensity, daily and cumulative mineralization of SOC under aerobic condition was 2.26–19.11, 0.96–2.41, and 0.96–2.41 times than those under submerged condition, respectively. Statistic analyses showed that the higher the contents of microbial biomass carbon and nitrogen, the more significant difference in respiration intensity between aerobic and submerged conditions, but the higher the contents of microbial biomass nitrogen and dissolved organic carbon, the more significant difference in daily mineralization of SOC between the two conditions. The decrease in soil microbial activity under submerged condition was the main reason leading to the decrease in respiration intensity, but the decrease in SOC mineralization was also correlated with the changes in dissolved organic carbon over the whole incubation period.     

气动式水稻株间机械除草装置研制

目的 针对水稻株间机械除草自动化程度低、难度大的问题,在机器视觉识别定位技术研究的基础上,研制一种气动式水稻株间机械除草装置。方法 采用机械设计理论、离散元动力学仿真方法结合田间试验,研制出气动式水稻株间机械除草装置。首先对气动式株间除草机构的结构进行设计,运用运动学方程计算并确定机构的几何参数,通过Pro/E运动学仿真验证机构的可行性;然后对除草刀齿与水田土壤的相互作用过程进行仿真,并对仿真结果进行验证试验;最后进行田间试验验证整机工作性能,并利用三因素五水平二次旋转正交试验对影响除草率与伤苗率的工作参数进行分析。结果 气动式水稻株间除草机构连杆长35.00 mm,摆杆长72.24 mm,除草部件到回转中心水平距离为84 mm,垂直距离为191 mm。离散元动力学仿真分析表明,倾角为10°的弯齿刀除草刀齿与土壤的接触阻力较小,阻力平均值为3.12 N,且对土壤的扰动程度较大,受影响的面积达149.69 cm²。田间试验中,在机具前进速度0.25 m/s、气缸伸缩速度0.45 m/s和除草深度2.5 cm的工作参数下,平均除草率为83.91%、伤苗率为3.63%。结论 该机具满足除草率大于80%、伤苗率小于4%的设计要求,能够满足水稻株间避苗除草的作业要求。     

稻田与池塘养殖瓯江彩鲤肌肉营养成分对比分析

为探究不同养殖条件下瓯江彩鲤肌肉营养组成的差异,分别对吉林省稻田养殖(PF组)和池塘养殖(PC组)瓯江彩鲤肌肉的常规营养成分、氨基酸、脂肪酸以及部分矿物元素含量进行测定,分析了两种养殖条件下瓯江彩鲤营养组成的差异。就常规营养组成而言,PF组瓯江彩鲤肌肉中水分含量显著高于PC组(P<0.05)。PF组瓯江彩鲤肌肉中甘氨酸(Gly)、酪氨酸(Tyr)及胱氨酸(Cys)等氨基酸的含量均显著高于PC组(P<0.05),且PF组鲜味氨基酸总量明显高于PC组;就脂肪酸组成而言,PF组瓯江彩鲤肌肉中二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸甲酯(DHA)含量均显著高于PC组(P<0.05);除镁(Mg)和钠(Na)外,PF组瓯江彩鲤肌肉中其余矿物元素含量均显著高于PC组(P<0.05)。综合肌肉氨基酸组成、脂肪酸组成及矿物质含量等结果,稻田养殖瓯江彩鲤的营养品质优于池塘养殖个体。