生物质炭对旱地红壤理化性状和作物产量的持续效应

以江西进贤旱地红壤为供试土壤,连续3a观测施用生物质炭(0t/hm2,2.5t/hm2,5t/hm2,10t/hm2,20t/hm2,30t/hm2和40t/hm2)后土壤容重、孔隙度、饱和导水率、土壤pH、有机碳、阳离子交换量及油菜和红薯产量的变化。结果表明:生物质炭连续3a降低土壤容重,提高了土壤孔隙度和土壤饱和导水率,提升了土壤pH,增加了土壤有机碳和阳离子交换量;油菜和红薯产量均随生物质炭施用量的增加而增加,且红薯产量增幅大于油菜。随种植年限的延长,作物产量增幅越大。高施用量(40t/hm2)处理在旱地红壤上的改良效果和增产效应最好,施用生物质炭后第3a其土壤容重下降了0.17g/cm3,土壤孔隙度和饱和导水率分别增加了11.71%和126.57%,土壤pH、有机碳和阳离子交换量分别提高了7.25%,47.88%和44.61%,油菜和红薯产量分别增加了1.23t/hm2和14.83t/hm2。在连续3a内,旱地红壤施用生物质炭对改善土壤理化性状,维持作物增产具有持续效应,为生物质炭在红壤地区的大规模推广应用提供了科学依据。     

燕山早丰板栗密植园施肥-产量模型研究

为了研究N、P、K配合施用对板栗产量的影响,以13年生盛果期的板栗主栽品种燕山早丰(Castanea mollissima‘Yanshanzaofeng’)为研究对象,采用N、P、K三因素二次饱和D-最优设计,在河北省迁西县典型板栗密植园连续两年进行田间试验。通过建立以N、P、K施肥量编码值为变量因子,产量为目标函数的三元二次数学模型,优化施肥量及N、P、K配比。结果表明N、P2O5、K2O对板栗产量有显著影响,并且两两之间存在显著交互效应。三因素对板栗产量影响的次序依次为NP2O5K2O。通过效应函数的频率分析寻优可知,单株目标产量超过4.50 kg,置信区间为95%时,N、P2O5、K2O单株优化施肥方案为:N 0.85~1.04 kg,P2O50.68~0.83 kg,K2O 0.45~0.51 kg。N、P2O5、K2O最佳施肥比例为1:0.65~0.98:0.43~0.60。该研究可为迁西板栗密植园的合理施肥提供理论依据。     

晋西黄土丘陵区不同植物群落的土壤分形特征

为研究晋西黄土丘陵区不同植物群落与土壤结构特性和入渗特性的关系,探索土壤结构的定量化描述,运用分形学原理和方法,研究晋西黄土丘陵区油松纯林、刺槐纯林、油松＋刺槐混交林、侧柏纯林、黄刺玫灌丛、柠条灌丛及荒地7种植物群落的土壤分形维数与土壤质地、密度、孔隙度、含水量及饱和导水率的关系.结果表明：1）植物群落具有改善土壤颗粒结构的作用,其改善作用以针阔混交林（油松＋刺槐混交林）最好,阔叶林（刺槐纯林、黄刺玫纯林）次之,针叶林（油松纯林、侧柏纯林）最低.2）研究区土壤颗粒分形维数在2.799 ～ 2.805之间,黏粒（＜0.002mm）质量分数偏高.3）土壤颗粒分形维数与土壤黏粒质量分数呈显著正相关关系,与土壤砂粒（2.00～0.02 mm）质量分数、土壤总孔隙度、含水量及饱和导水率呈显著负相关关系.因此,土壤颗粒分形维数可以表征土壤结构特性和入渗特性的好坏.不同的植物群落对土壤的改良效果不同,研究结果可为研究区域植树造林提供参考依据.     

土壤有机碳稳定性及其影响因素

土壤有机碳库在全球碳循环中起着重要作用。利用文献资料,阐明土壤有机碳稳定性理论及其影响因素。土壤有机碳稳定性指土壤有机碳在当前条件下抵抗干扰和恢复原有水平的能力。它是由土壤的理化性质所决定的,是自然因素和人为因素共同作用的结果。土壤有机碳的降解包括生物降解作用和物理化学降解作用等,生物降解作用是主要的过程。把土壤有机碳库分成活性碳库、慢性碳库、惰性碳库,能较好地与土壤微生物的生物降解过程相对应。构建土壤有机碳稳定性概念模型,能更系统地理解有机碳在土壤中的稳定机制。     

生物炭对东北草甸黑土水分运动参数的影响

为探明添加生物炭对东北草甸黑土水力学特性的影响,研究了以5种生物炭体积比(0、2%、4%、6%、8%)施入土壤后的土壤水分运动参数。采用土壤的VAN GENUCHTEN模型和MUALEM理论,推导出添加生物炭土壤的水分特征曲线、相对导水率和水分扩散率方程,并用试验校验理论推导结果。理论和试验结果表明,添加生物炭土壤的饱和度随基质吸力的变化接近无添加的土壤;当基质吸力低于2 000 cm时,添加生物炭能够大大提高土壤的含水率,当基质吸力高于8 000 cm时,土壤的含水率不一定增加;水平土柱吸渗试验表明,生物炭能够抑制土壤水分的水平扩散;数值模拟降雨后的土壤含水率与田间实测数值相比误差小于13.3%。研究可为东北黑土区农业水土保护和利用提供理论依据。     

植物抗寒工程中脂肪酸去饱和酶研究进展

低温是影响植物生长的重要因素之一。本文介绍了多不饱和脂肪酸与植物抗寒性的正相关关系,并从脂酰-ACP去饱和酶、脂酰-CoA去饱和酶、脂酰-脂去饱和酶等几个方面综述了近几年里与植物抗寒性相关的脂肪酸去饱和酶基因的克隆、功能鉴定、表达调控等方面的研究进展。也讨论了一些对不饱和脂肪酸和植物耐低温间因果关系存在争议的研究报道。展望了应用基因工程技术培育出抗寒抗冻性较强的林业木材品种。     

不同类型土壤团聚体化学稳定性分析

以4种不同类型土壤为研究对象,在室内用干筛的0.25~5 mm的团聚体以容积密度为1.40 g/cm3装填到环刀中,用5种不同浓度的氯化铵溶液分别浸润饱和24、48和72 h后,以纯水为介质采用降水头法测定土壤饱和导水率,探讨了不同类型土壤团聚体的稳定性对盐溶液的反应特征及抗化学物质的破坏能力。结果表明:土壤饱和导水率并非常数,4种供试土壤饱和导水率在不同浓度氯化铵溶液和浸泡时间处理下均呈显著变化,总体表现为盐浓度越高、浸泡时间越长,土壤饱和导水率越小,但不同类型土壤对盐溶液的响应差异显著。由此可得,在纯水中水稳性较强的土壤团聚体却不一定是化学稳定性强的,团聚体的化学稳定性随其胶结剂的类型、数量与质量不同,对土壤溶液中化学物质响应差异显著。     

农业机器人自主导航改进自适应滤波控制器研究

为提高导航精度与控制精度,对农业机器人的自主导航控制进行研究。结合Sage-Husa自适应滤波与强跟踪卡尔曼滤波两种算法优点,利用严格收敛判据,设计了改进的自适应卡尔曼滤波算法。新算法保证了系统的实时性和稳定性,且具有更好的滤波精度。利用变结构切换方法来阻止PID控制器积分饱和现象,有效解决了控制器过饱和问题。将改进的自适应滤波算法与变结构PID控制器相结合,可提高导航系统的稳定性和精度。对所提理论进行仿真与试验,结果表明该方法大幅度提高了滤波器抑制发散的能力和导航的控制精度。     

311饱和最优设计在肥料推荐施肥中的应用

利用311饱和最优设计方法,推算玉米氮磷钾推荐施肥量。研究结果表明：最高产量的氮磷钾肥组合为：N225kg／hm^2,P2O5 150kg／hm^2,K2O 180kg／hm^2;最高收益的氮磷钾肥组合为：N2O5,7kg／hm^2、P2O5 150kg／hm^2、K2O 148．9kg／hm^2。     

放牧对缓冲带水分特性影响的研究

哥伦比亚土壤学教授S.Kumar等研究了农林缓冲带、草地缓冲带、轮作草地及连续放牧草地的饱和导水率、持水力。农林缓冲带、草地缓冲带土壤密度较轮作草地及连续放牧草地低12.6%,0～10cm缓冲带在0、-0.4kPa压力下的土壤含水量较大。农林缓冲带、草地缓冲带、轮作草地的0～10cm土壤大孔隙度分别是连续放牧草地的5.7倍、4.5倍、3.9倍。农林缓冲带、草地缓冲带的总孔隙度、大孔隙度、粗孔隙度、毛管孔隙度比草地高,而微孔隙度较草地低。草地缓冲带和农林缓冲带的平均饱和导水率是轮作草地和连续放牧草地的16.7倍,这说明草地缓冲带和农林缓冲带可较好地保持土壤水分。