农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——案例分析

农村面源污染问题日益突出,是当前水污染控制与水环境改善的重点和难点。“十一五”期间,在国家水专项的支持下,以农村面源污染治理的“4R”理论（源头减量-过程阻断-养分再利用-生态修复）为指导,选择江苏省无锡市的直湖港小流域龙延村为综合示范区进行了技术的集成与工程化应用,取得了良好效果。本文以此为典型案例,详细介绍了综合示范区的污染现状、“4R”技术的集成应用与衔接配套、各项技术应用的污染控制效果以及区域环境改善效果,并对“4R”理论的核心内涵以及未来的发展进行了总结和讨论。     

华西雨屏区5种坡地利用方式产流产沙与养分流失特征

选择5种坡地利用方式,分别是裸地、农耕地(玉米)、荒草地、巨桉林地Ⅰ与巨桉林地Ⅱ,建立人工径流小区,对2006年6～11月各小区产流产沙及养分流失进行对比研究.结果表明:(1)5种坡地利用方式产流产沙差异显著(P＜0.05),径流深依次是裸地(250.9 mm)＞农耕地(232.9 mm)＞荒草地(175.4 mm)＞巨桉林地Ⅰ(170.5 mm)＞巨桉林地Ⅱ(141.3 mm);产沙量大小依次为:农耕地(313.63 t/km2)＞裸地(176.80 t/km2)＞荒草地(94.45 t/km2)＞巨桉林地Ⅰ(90.58 t/km2)＞巨桉林地Ⅱ(36.37 t/km2).(2)5种坡地利用方式养分流失差异显著(P＜0.05),其流失量大小顺序均为钾素＞磷素＞氮素.其中,氮素与磷素流失以水溶态为主,平均为96.16%与69.45%;钾素以颗粒态(与泥沙结合态)为主,平均为74.93%.(3)不同坡地产流产沙主要影响因素不同,裸地与农耕地受降雨影响较大,而荒草地与巨桉林地受人为干扰因素较大.(4)调整农事活动、改善经营措施与减少人为干扰对防止坡地产流产沙以及养分流失具有重要作用.     

近红外光谱技术及其在农产品品质分析中的应用

近红外光谱技术是一种高效、快速的现代分析技术,已在很多领域得到广泛应用。文章对近红外光谱分析的技术原理、技术方法、技术特点作了简要介绍,并对其在农产品品质分析中的应用现状和应用前景进行了综述。     

川中紫色土区旱坡地非点源氮输出特征与污染负荷

通过在中国科学院盐亭农业生态站进行定位监测研究,探讨了川中紫色土区旱坡地氮素的农业非点源输出规律。研究表明:紫色土早坡地非点源氮输出以无机氮和颗粒态为主,全氮输出量不高。川中丘陵农田生态系统的旱地径流中,颗粒态氮占比例最大,达到35%,硝态氮和氨态氮的输出水平相反,各径流场的NH4 -N浓度略高于NO3--N的浓度。旱地径流全年总氮污染输出为0.95 kg/(hm2.a),全年通过径流输出的氮素占化肥施用量的0.56%。旱地地表径流中总氮平均浓度顺坡种植>平板种植>聚土垄作。小流域非点源氮污染负荷的季节变化与流域降水的季节变化基本一致,非点源氮污染约从6月开始上升,一直持续到10月,集中在降雨丰富的时段。夏季2个月(7~8月)是非点源污染的高发季节,非点源氮污染负荷的绝大部分发生于该时期,这与年雨量的60%集中于该季节而降水多以暴雨形式出现有关。通过土地利用类型的优化配置,合理采用水土保持耕作法,控制施肥量和适宜的农田耕作方式,可减少地表径流和地下淋洗中氮的含量,减轻农业非点源物质对环境的压力,保护农业生态环境。     

小麦秸秆压缩弯曲特性试验研究

为给秸秆圆捆打捆装置和其它打捆机构提供相应的力学参数和理论基础,根据麦茎秆的几何尺寸,并利用万能试验机控制夹具加载速度对不同含水率的麦秸秆进行弯曲、轴向压缩和径向压缩等力学特性试验,得出载荷-位移等曲线,并获得相关力学参数数据。利用Origin将数据直观地反映出来,再用MatLab对试验数据进行拟合,得出拟合方程。试验结果表明:麦秸秆压缩所需要的力大于弯曲所需的力;含水率和夹具加载速度在一定范围内时,无论是在麦秸秆的弯曲试验还是压缩试验中,载荷峰值的大小与加载速度和含水率都有关,因此在设计打捆压缩成型机构时需考虑含水率与其关键机构工作转速对打捆装置的影响。     

挖拔式木薯收获机挖深液压控制装置的设计与试验

针对挖拔式木薯收获机在收获过程中带有一定倾角的挖掘铲有朝着深度方向行进的趋势,增加了挖土量及挖掘负荷等问题,提出了基于液压控制系统调整挖深的设计思路。为此,研制了一种挖深液压控制装置,主要由地表仿形机构、挖掘铲液压调节机构、液压系统及PLC控制系统4部分组成;同时,对液压系统的负载特性进行系统分析计算,选取了合适的执行元器件,并在此基础上进行土槽实验。结果表明:地表仿形机构,最大误差8.9%,平均误差3.5%;掘铲液压控制系统的响应时间为1.7s,1s内完成对挖出铲的角度与深度自动调节,测试效果能够满足精准挖深控制要求。     

Approach for Load State Detection in MIN

Some thoroughly research on the basic method for load state detection in MIN is introduced. Load sources of SCP and SSP in MIN are analyzed in detail after investigating the relationship between inter resource and load state in the system. And load detection parameters and model are presented. Moreover, a novel strategy to detect system load state based on fusion of multi detection data is presented. By some test, the theory and method are proved most feasible. Our research show that load state of MIN can be recognized by detecting utility of internal resource utilizing of single node in MIN, and multi redundant detecting data fusion is effective approach to improve the reliability and trust degree of the result.     

红外光谱技术在淀粉粒有序结构分析中的应用

傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)可用于研究淀粉粒的有序结构,包括透射模式和衰减全反射模式2种。本文探讨不同去卷积设置条件对FTIR波谱的影响,并分析FTIR在淀粉粒有序结构分析中的应用。研究结果表明,不同去卷积设置对FTIR波谱和相关峰强度影响较大,以半峰宽19 cm^-1和增强因子1.9的设置对FTIR原始波谱去卷积,获得的结果较好。天然淀粉晶体类型不同,其FTIR波谱有差异,表现在马铃薯和山药淀粉的衰减全反射FTIR波谱相似,与水稻淀粉明显不同;水稻和马铃薯淀粉透射FTIR波谱相似,与山药淀粉明显不同。淀粉中的水分含量影响衰减全反射FTIR波谱,当水分含量超过60%时,对波谱分析结果基本没有影响。酸水解优先降解淀粉粒无定形区的结构成分,提高淀粉粒的有序度。淀粉葡糖苷酶水解淀粉对淀粉粒外部区域的有序度影响不大,但明显提高整个淀粉粒的有序度。不同品质稻米淀粉的衰减全反射FTIR波谱相似。上述研究结果为应用FTIR分析淀粉粒有序结构提供重要的参考作用。     

规模化畜禽养殖场粪便养分数据空间化表征方法

针对目前进行规模化养殖场粪便养分分配,主要以行政单元为单位将规模化养殖统计数据总量按农田面积简单分配,认为所有的农用地之间都是均匀的,而忽视了农用地块之间存在差异性的问题,利用GIS空间分析技术,结合农用地地块间的空间差异性以及规模养殖畜禽粪便作为肥料施用的特殊性,构建了规模化畜禽养殖统计数据空间化算法,并结合农用地最大养分负荷,实现从规模畜禽养殖统计数据到区域畜禽粪便养分供给的空间化转换,最后以福州市闽侯县上街镇为例进行了算法的实际应用。结果表明研究区农用地氮、磷最大养分负荷分别为169.994 kg/hm2和34.973 kg/hm2。无论是畜禽养殖粪便氮养分还是磷养分,都未超过算法设定的阈值。